Физические свойства минералов

Физические свойства минералов тесно связаны с их струк­турой и химическим составом. Каждый минерал обладает оп­ределенными физическими свойствами, отличающими его от других минералов. Основные физические свойства: цвет в об­разце, цвет в тонком порошке (цвет черты), побежалость, блеск, твердость, спайность, излом, плотность, магнитность — позво­ляют диагностировать большинство минералов, не прибегая к их химическому анализу. Физические свойства нередко определяют области применения минералов в народном хозяйстве. Графит, например, используется в производстве карандашей, потому что обладает низкой твердостью, весьма совершенной спайностью, темно-серым цветом.

Цвет. Минералы могут иметь самые различные цвета и от­тенки. Одни минералы всегда (одного и того же цвета, по кото­рому их можно безошибочно определить. Например, красная киноварь, золотистый пирит, зеленый малахит, синий лазурит и т. п. Другие минералы, такие, как кварц, турмалин, берилл, флюорит и др., могут быть различно окрашены. Цвет минералов определяется особенностями их строения и состава. Характер­ную окраску минералам придают химические элементы — хро­мофоры: О, Fe, Mn, Ti, Co, Cu, U, Мо. Даже незначительные их примеси изменяют окраску минерала.

Цвет черты. Минералы, твердость которых невелика, остав­ляют черту на неглазурованной фарфоровой пластинке. Цвет минерала в порошке может отличаться от цвета самого мине­рала. Например, золотистый пирит дает черную черту, и т. п.

Побежалость — пестрая или радужная пленка на поверх­ности некоторых минералов, образующаяся в результате хими­ческих реакций. Она напоминает окраску тонких пленок нефти, керосина, масла на поверхности воды.

Блеск обусловлен способностью поверхности минералов от­ражать свет. Минералы подразделяют на две группы: с метал­лическим и неметаллическим блеском. Среди последних разли­чают: металловидный блеск, алмазный, стеклянный, жирный, перламутровый, шелковистый, восковой.

Твердость. Под твердостью понимают сопротивление мине­рала механическому воздействию более прочного тела. Сущест­вует несколько методов 'определения твердости. В минералоги­ческой практике принята относительная твердость по шкале Мооса, эталонами которой являются следующие минералы, рас­положенные в порядке увеличения их твердости.

1. Тальк 6. Полевой шпат

2. Гипс 7. Кварц

3. Кальцит 8. Топаз

4. Флюорит 9. Корунд

5. Апатит 10. Алмаз

Для определения твердости какого-либо минерала его срав­нивают с парой смежных эталонных минералов. Например, если минерал царапается топазом, а он сам царапает кварц, то его твердость равна 7,5.

Эталоны шкалы Мооса могут заменить следующие предметы: лезвие стального ножа — твердость около 5,5, напильник — около 7, простое стекло — 5, медная монета — 3, минералы, имеющие твердость менее 2, легко чертятся ногтем.

Спайность — способность минералов раскалываться по опре­деленным направлениям — плоскостям спайности. Явление спай­ности объясняется особенностями внутреннего строения кристаллов. Спайность разделяется по степени ее совершенства на не­сколько групп:

весьма совершенная—минерал очень легко разде­ляется по плоскостям спайности (слюда, гипс);

совершенная — кристалл в любом месте колется по оп­ределенным направлениям, образуя ровные поверхности (каль­цит, галенит);

-средняя — при расколе образуются как ровные спайные поверхности, так и неровные поверхности излома (полевые шпаты);

несовершенная — ровные спайные поверхности редки, при разломе большей частью образуется неправильный излом (берилл, апатит);

весьма несовершенная — практически нет спайности, при расколе кристаллы имеют неровные поверхности излома (кварц, касситерит).

Излом — вид поверхности раскола. Различают следующие виды излома:

раковистый, — похожий на внутреннюю поверхность ра­ковины (стекло, опал, халцедон);

неровными, — характеризующийся неровной поверхностью без блестящих спайных участков (апатит);

занозистый — напоминает излом древесины поперек во­локнистости (асбест, волокнистый гипс);

крючковатый — поверхность излома покрыта мелкими крючками (самородная медь, самородное серебро);

землистый — поверхность рыхлая, шероховатая (ли­монит).

Плотность. Плотности минералов колеблются от величин, примерно равных единице, до 23,0 (платинистый иридий). По­давляющая масса минералов имеет плотность от 2,5 до 3,5. По плотности минералы условно подразделяют на три группы: легкие (плотность до 3,0), средние (плотность от 3,0 до 4) и тяжелые (плотность более 4).

Магнитность — свойство минералов отклонять магнитную стрелку или самим притягиваться магнитом. Этим свойством обладают немногие минералы. Наиболее сильными магнитными свойствами обладает магнетит, или магнитный железняк.

При исследовании каждого минерала необходимо фиксиро­вать все вышеперечисленные физические свойства, так как только их комплекс позволит правильно диагностировать ми­нерал.

Классификация минералов

По химическому составу и кристаллическому строению все мине­ралы разделяются на несколько классов, из которых важнейшими являются: самородные элементы, сульфиды, галоиды, окислы, кар­бонаты, сульфаты, фосфаты, силикаты, органические соединения. Классы подразделяются на подклассы, а подклассы на группы.

Самородные элементы

Минералы этого класса представляют собой простые вещества, поэтому их и называют самородными элементами. В этот класс вхо­дит небольшое количество минералов, редко встречающихся в при­роде, но имеющих большое практическое значение.

Алмаз. Химический состав: С. Тв. 10; уд. вес 3,5. Обычно бес­цветен, прозрачен или окрашен в синий, голубой, желтый, зеленый, бурый и черный цвет; блеск алмазный. Встречается в виде кристал­лов, имеющих чаще всего форму октаэдров. Месторождения: в Яку­тии, на Урале, в Южной Африке, Бразилии. Применяется в ювелир­ном деле, металло- и камнеобрабатывающей, а также абразивной промышленности, в бурении и пр.

Графит — С. Тв. 1; уд. вес 2,2. Цвет от стально-серого до же­лезо-черного, блеск металловидный или матовый. Встречается в виде тонкочешуйчатых, волокнистых масс, листочков. Образуется за счет метаморфизма осадочных пород и каменных углей. Месторожде­ния: в Тункинских горах, вдоль северо-западного побережья Азов­ского моря. Применяется для изготовления карандашей, огне­упорных тиглей, электродов, графитной смазки.

Сера — S. Тв. 1—2; уд. вес 2. Цвет желтый различных оттенков, блеск на гранях алмазный, в изломе — жирный, хрупкая, легко плавится и горит с выделением сернистого газа. Встречается в виде кристаллов и землистых масс. Образуется при химическом разложе­нии гипса и сернистых соединений, при вулканических изверже­ниях в виде возгонов. Месторождения: в Поволжье и др. Применяется для получе­ния серной кислоты, при вулканизации резины, борьбе с сельско­хозяйственными вредителями, изготовлении черного пороха, красок и пр.

Золото - Ац. Тв. 2,5—3,5; уд. вес 15,6—19,0. Цвет золотисто-желтый, черрта желтая, блестящая, блеск металлический, ковко, встречается в виде неправильных зерен, листочков, самородков. Происхождение гидротермальное. Месторождения: на Чукотке, в Узбекистане, во многих районах Забайкалья, Урала, в бассейне р. Лены и др. Применяется как валютный металл, в ювелирном деле, для изготовления различных приборов и пр.

Серебро — Ag. Тв 2,5; уд. вес 10—11. Цвет серебряно-белый, черта металлически блестящая, блеск металлический, ковко. Встре­чается в виде дендритов, тонких листочков и пластин. Происхожде­ние гидротермальное и экзогенное. Месторождения: на Урале, Алтае, Восточной Сибири и в других местах. Приме­няется в ювелирном деле, для получения химических соединений серебра, серебрения и пр.

Платина — Pt. Тв. 4—4,5; уд. вес 15—19. Цвет от серебряно-белого до стально-черного, черта металлическая стально-серая, блеск металлический, магнитна. Встречается в виде зерен и само­родков. Происхождение магматическое. Месторождения: на Урале. Применяется для изготовления лабораторной посуды, в производ­стве серной кислоты, в электротехнике и других отраслях промыш­ленности.