Механічні властивості мінералів

Під твердістю мінералів розуміють їх здатність протистояти зовнішній механічній дії. Німецький мінеролог Ф. Моос запропонував десятибальну шкалу, яку назвали пізніше шкалою Мооса, або мінералогічною шкалою твердості (табл. 3).

Шкала складається із 10 мінералів-еталонів (мінералів, твердість яких чітко встановлена), з яких кожний наступний, тобто мінерал з вищим порядковим номером, дряпає кожний попередній (залишає на ньому неглибокий слід). Мінерали з рівними значеннями твердості не дряпають один одного.

Шкала Мооса дає уявлення лише про відносну твердість. З її допомогою можна встановити, який мінерал твердіший, а який м'якішій. Абсолютну твердість мінералів визначають спеціальними приладами (склерометрами).

Таблиця 3

Твердість мінералів (за ф. Моосом)

Мінерал – еталон	Твердість	Побутовий замінник мінералу - еталона
Тальк	1	м’який олівець
Гіпс	2	ніготь людини
Кальцит	3	бронзова монета
Флюорит	4	залізний цвях
Апатит	5	скло
Ортоклаз	6	сталевий ніж, голка
Кварц	7	сталь
Топаз	8
Корунд	9
Алмаз	10

Для визначення твердості досліджуваного мінералу за шкалою Мооса по його поверхні дряпають почергово мінералами-еталонами доти, поки еталонний мінерал не залишить на досліджуваному ледь помітну подряпину. Твердість досліджуваного мінералу буде такою, яку має еталон із шкали твердості, що залишить подряпину першим. Наступні щодо зростання твердості еталони зі шкали залишатимуть чим раз більші подряпини, бо вони твердіші. М'якші еталони залишають на твердіших мінералах не подряпину, а риску. При відсутності шкали Мооса орієнтовно твердість мінералу можна визначити підручними предметами (табл.3).

Спайністю називають здатність мінералів розколюватись при ударі з утворенням рівних, гладких площин, які збігаються з гранями кристалічної решітки даного мінералу. Розрізняються такі ступені спайності:

• цілком досконала — мінерал легко розщеплюється пальцями на окремі гладкі пластинки (мусковіт, біотит);

• досконала — мінерал при ударі розколюється в одному чи кількох напрямах із утворенням рівних гладких поверхонь (кальцит, галіт);

• середня — утворюються окремі рівні поверхні розколу (ортоклаз);

• недосконала — утворюються одиничні невеликі паралельні між собою рівні поверхні, розвинутий нерівний злом (апатит, олівін);

• цілком недосконала — розкол відбувається за випадковими напрямами, без рівних поверхонь (кварц).

Спайність у мінералів може виявлятись в одному, двох, трьох, чотирьох і шести напрямах. У разі, коли спайність виявляється у двох і більше напрямах, фіксують кути між площинами спайності, що мають діагностичне значення. Площини спайності початківці можуть плутати іноді з гранями кристалів. Слід пам'ятати, що, по-перше, площини спайності відрізняються сильнішим, ніж на гранях блиском і, по-друге, у мінералах зі спайністю існує, як правило, кілька паралельних площин спайності.

Злом. Для мінералів з недосконалою чи цілком недосконалою спайністю важливою діагностичною ознакою може служити злом, тобто характер поверхні неправильних уламків, на які мінерал розколюється при ударі. Найпоширенішими видами злому є такі:

• раковистий — гладка випукла поверхня з концентричною ребристістю, що нагадує черепашку деяких молюсків (кварц, опал);

• занозистий — характерний для стовпчастих чи волокнистих агрегатів деяких мінералів на поперечному сколі (рогова обманка, азбест);

• землистий — характерний для тонкозернистих, пилуватих агрегатів (лімоніт, каолін);

• зернистий — характерний для мінералів, які мають зернисту будову

(магнезит, апатит);

• волокнистий (азбест);

• східчастий — з характерними сходоподібними уступами (галеніт);

• нерівний (нефелін) тощо.

Густина (питома вага) мінералів визначається лише орієнтовно шляхом звичайного зважування на долоні (точні визначення про­водяться у лабораторіях). Важливо навчитись хоча б приблизно віднести мінерал до певної групи:

• легкі мінерали — густина до 2,5 г/см³;

• середні — до 4 г/см³;

• важкі — 4...6 г/см³;

• дуже важкі — понад 6 г/см³.

При певних навичках вдається легко відрізняти мінерали перших і останніх груп. При цьому обов'язково слід звер­нути увагу, щоб зразок, густина якого оцінюється, складався лише з одного мінералу.

Деяким мінералам властиві такі ознаки, як магнітність, тобто здатність притягувати до себе магнітну стрілку (магнетит), смак (галіт, сильвін), запах (фосфорит при терті, сірка при горінні), ковкість (золото), жирність на дотик (тальк), гнучкість (слюди), горючість (сірка), подвійне світлозаломлення (ісландський шпат).

З хімічних ознак діагностичне значення мають реакція з 10% розчином соляної кислоти і розчинність у воді. Реакцію з 10% розчином НС1 (або зі столовим оцтом) дають мінерали групи карбонатів (скипання). Наприклад:

СаС0₃ + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂СО₃; Н₂СО₃ → Н₂О + СО₂

кальцит

Окремі мінерали галоїди (галіт, сильвін) можуть добре або частково розчинятись у дистильованій воді.

Практична частина

1. Навчитись розрізняти запропоновані викладачем зростки мінералів. Замалювати та підписати поширені мінеральні агрегати у робочих зошитах.

2. На зразках мінералів, запропонованих викладачем, навчитись визначати їх основні фізичні й хімічні діагностичні ознаки, заповнити таблицю 4 „Діагностичні властивості мінералів”.

Орієнтовні теми рефератів: ”Методи визначення мінералів”, „Мінералогія”, „Мінерали у природі”, „Що таке мінерали”

Контрольні питання

1. Чим відрізняються закономірні зростки мінералів від незакономірних?

2. Дайте визначення основних мінеральних агрегатів (друзи, щітки, конкреції, секреції, дендрити, сталактити).

3. Які ознаки мінералів відносяться до оптичних?

4. Чому колір мінералів визначають у суцільному стані й порошку?

5. Як ви розумієте спайність мінералів?

6. Які характеристики властиві механічним властивостям мінералів?

7. Як визначається твердість мінералів?

8. Які наявні види злому у мінералів?

9. Які ще діагностичні ознаки притаманні мінералам?

Висновки:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відміткапрозарахування______________________Викладач_______________

Таблиця 4

Діагностичні властивості мінералів

Назва мінералу	Діагностичні ознаки
	блиск	колір	риска	твердість	густина	спайність