Мы уже разобрались с тем, что такое минерал, что он состоит из атомов, которые связываются между собой при помощи разных химических связей, узнали, как тип химической связи влияет на свойства минералов. Мы также понимаем теперь, что даже из одинаковых атомов могут образоваться разные минералы, если будут обладать разными структурами. Если представить анионные комплексы в виде кирпичиков, то можно себе представить как много различных по форме сооружений можно построить из одинаковых кирпичиков. Так и минералы в зависимости от структуры могут иметь разную форму кристаллов и даже зерен.
Итак, минералы отличаются между собой по множеству параметров, которые зависят от их химического состава, химических связей между атомами и тому как располагаются атомы внутри минерала.
Попробуем разобраться, какими свойствами могут обладать минералы, как эти свойства определять и как они помогут нам отличать минералы между собой, т. е. диагностировать их. Помимо диагностической помощи некоторые свойства минералов могут быть использованы и широко используются в промышленности, в медицине и даже в нашей бытовой жизни.
Свойства минералов можно разделить на большие группы: морфологические, химические и физические. Изучение свойств минералов очень важный вопрос и требует больших знаний, усилий, большого количества приспособлений, приборов, реактивов и т. д. Только тщательное изучение свойств минералов поможет нам разобраться с реальным составом минералов, детально расшифровать строение минералов, получить информацию о том, как и в каких условиях образовался минерал.
Трудно переоценить значение сведений, которые расширяют горизонты наших знаний об окружающей нас вселенной, помогают открывать новые минералы. Это действительно до сих пор часто случается. Самое главное, наши знания помогают находить и разведывать месторождения полезных ископаемых, а также использовать уникальные свойства минералов и пород.
Для полного освещения всех известных свойств, а также методов их изучения потребуется очень много времени, но мы остановимся на тех свойствах, которые с той или иной степенью достоверности мы можем обнаружить, не прибегая к лабораторным установкам. Для такого примитивного или макроскопического определения свойств мы можем пользоваться молотком, лупой, ножом, стеклом, магнитом, соляной кислотой, а также собственными подушечками пальцев, ногтями и даже языком и своим обонянием.
МОРФОЛОГИЯ МИНЕРАЛОВ
-
Обычно минералы находятся в тесных срастаниях между собой. Такие срастания называют агрегатами, а каждый отдельный минерал в них – индивидом. Агрегаты могут состоять из одних и тех же минеральных индивидов, и такие агрегаты называют мономинеральными, а могут состоять из разных индивидов и тогда их называют полиминеральными. Входящие в состав агрегатов минеральные индивиды отличаются внешним обликом, т.е. размером и морфологией.
Размеры минеральных индивидов могут быть самыми разными и важно знать некоторые принятые стандарты, какие размеры называть крупными, какие мелкими и так далее. В противном случае одним покажется индивид крупным, другим средним или даже мелким и, читая описания агрегатов, мы по-разному будем воспринимать информацию. Надежнее всего измерять индивиды и не забывать указывать эти размеры при описании минералов. Это может оказаться очень важным параметром.
В зависимости от размеров различают тонкодисперсные (10-6 м и меньше) и скрытокристаллические (10-6-10-5м) индивиды, не различимые без микроскопа;
тонко- (10-5-10-4м), мелко- (10-4-10-3м), средне- (10-3-10-2м), крупнозернистые (10-2-10-1м) и гигантские (больше 10-1м) индивиды, которые мы можем отличить невооруженным глазом или с помощью лупы. Некоторые минералы могут встречаться и в виде очень мелких зерен, и в виде гигантских кристаллов, а у некоторых размер частиц никогда не превышает сотых долей миллиметра.
Наше воображение поражают своими размерами и красотой гигантские кристаллы кварца, их вес может достигать нескольких тонн, но рекорд принадлежит кристаллам полевого шпата массой около 1000 т, которые встречаются в керамических пегматитах Карелии.
Ф о р м а м и н е р а л ь н ы х и н д и в и д о в важнейший диагностический признак. Одна из форм, которые могут принимать минералы – это хорошо ограненные кристаллы. В этом случае диагностика минералов значительно облегчается. Обычно минеральный вид кристаллизуется в определенной, присущей данному виду сингонии с характерным набором простых форм, которые в зависимости от условий могут развиваться с разной интенсивностью, а некоторые из них иногда не развиваются вовсе. Исходя из этого, мы не только легко можем определить минерал по набору простых форм, но и судить об условиях образования. Например, кальцит при высоких температурах имеет такую простую форму, как пинакоид, а при низких эта форма отсутствует, но образуются острые ромбоэдры. Кроме того, по габитусу некоторых кристаллов можно определить генетический тип процесса, во время которого он кристаллизуется. В щелочных пегматитах у кристаллов циркона призма короткая или её нет совсем, но есть дипирамида, а в гранитных пегматитах призма удлиненная.
Изменение условий в процессе роста кристаллов можно наблюдать и на одном кристалле. Если его разрезать, то как годичные кольца на срезе дерева поведают нам о том какие были года: сухие или влажные, теплые или холодные,
так и кристаллы на срезе имеют зоны роста, разные по окраске, по наличию включений или присыпок на внутренних зонах. На прозрачных кристаллах иногда заметны как бы несколько, вставленных друг в друга кристаллов. Их называют фантомами.
Кристаллы многое могут рассказать о процессе не только своей формой, но и многими другими своими особенностями. Часто мы можем наблюдать различного вида штриховки на гранях кристаллов. Они могут быть продольными, поперечными, диагональными.
В реальных условиях кристаллы редко имеют идеальную форму. Искажение форм и размеров граней, снижение симметрии кристаллов, появление штриховок скольжения, скручивание и расщепление кристаллов происходит по разным причинам, связанным с внешними условиями среды.
Одним из решаюших диагностических признаков часто является двойникование. Для целого ряда обычных минералов очень характерны двойники: взаимопрорастающие двойники флюорита, двойники с прямым или косым углом ставролита и решетчатые двойниковые агрегаты церуссита. Множественное двойникование часто приводит к кажущемуся повышению симметрии по сравнению с истинной симметрией минерала.
Полисинтетическое двойникование, наблюдающееся в виде штриховки на плоскостях спайности, служит характерным признаком для диагностики плагиоклаза. Такое двойникование – практически единственный признак, отличающий плагиоклаз от ортоклаза.
Большинство минеральных индивидов представляют собой кристаллические зерна и образуют агрегаты, которые, подчиняясь кристаллографическому контролю и условиям формирования, имеют характерные особенности. Некоторые агрегаты настолько распространены, что для их названия применяются определенные термины, такие, как «пластинчатый», «блочный», «капиллярный», «столбчатый» (или «призматический»), «концентрический», «сфероидальный», «зернистый», «волосовидный», «таблитчатый», «гроздевидный», «массивный», «микрокристаллический», «мохоподобный», «игольчатый», «желваковый», «радиально-лучистый», «щепковидный», «сталактитовый», «проволокоподобный», «листоватый», «перистый» и другие.
Форма самих зерен может быть более или менее правильной, т.е. иметь некоторые кристаллографические очертания. Такие зерна называют идиоморфными. Зерна же, не имеющие правильных форм, повторяющие очертания других индивидов, с которыми они находятся в срастаниях, называются ксеноморфными (греч. «ксенос» - чуждый). В случае если агрегат минералов имеет магматический генезис, то по степени идиоморфизма можно судить о последовательности кристаллизации минералов.
Морфология минеральных зерен характеризуется также и степенью изометричности, т.е. соотношением их длины, ширины и толщины. Поскольку форма минеральных индивидов определяется особенностями их кристаллической структуры, то по форме зерен мы зачастую можем судить о том, к какому структурному типу принадлежит минерал. Так, минералы с цепочечным и ленточным структурным мотивом чаше встречаются в виде удлиненных зерен, а со слоистым мотивом – в виде чешуйчатых уплощенных выделений. Минералы с плотнейшей кубической упаковкой атомов обычно изометричны.