Тема 10. Физические свойства минералов и методы их диагностики.

Цель работы: Изучение главнейших физических свойств минералов, приобретение навыков и умений в их определении.

Наглядные пособия: образцы минералов, таблицы физических свойств минералов, таблица – «шкала Мооса», стекла, фарфоровые пластинки, монетки медные, гвоздь, магнит, лупы.

4. Теоретическое обоснование и методика проведения работы.

Минералы – химические соединения, образовавшиеся в земной каре, в результате природных процессов и обладающие определенным химическим составом и физическими свойствами.

Минералы в природе встречаются в твердом , жидком и газообразном состоянии.

Твердые минералы в большинстве случаев являются кристаллическими веществами и имеют форму хорошо выраженных многогранников. Реже встречаются аморфные минералы, образующие бесформенные массы.

В природе кристаллические минералы встречаются в виде одиночных кристаллов, так и в виде скоплений. Среди минералов выделяют три группы, обладающие характерным обликом кристаллов.

Методы изучения и определения минералов многочисленно и часто требуют специального оборудования. Визуально или макроскопические минералы определяют в полевой обстановке по их физическим свойства: твердости, цвету, блеску, цвету черты, спайности и т.д.

Твердость – это способность минералов противостоять внешнему механическому воздействию, т.е. царапанию, давлению. Обычно определяют относительную твердость минерала, пользуюсь шкалой Мооса, которая состоит из следующих минералов расположенных по возрастанию твердости:

1	Тальк Mg3(OH)2 [Si4O10]	6	Ортоклаз K [AlSi3O3]
2	Гипс CaSO4*2H2O	7	Кварц SiO2
3	Кальцит CaCO3	8	Топаз Al2 (F2OH)2 [SiO4]
4	Флюорит CaF2	9	Корунд Al2O8
5	Апатит Ca5(F2Cl2OH) [PO4]3	10	Алмаз C

Каждый последующий минерал шкалы царапай предыдущие. При определении твердости какого-либо минерала царапаем им последовательно все более твердые минералы шкалы Мооса, пока определяемый минерал уже не царапает эталонный образец. Таким образом, примерно находим границы твердости определяемого минерала.

В полевой практике часто пользуются шкалой заменителей: грифель мягкого карандаша – твердость 1; ноготь – 2,5; медная монета – 3; гвоздь – 4-4,5; стекло – 5; напильник, стальной нож – 6;

Блеск – это способность минерала отражать свет. Выделяют:

4. Металлический (галенит, пирит);

5. Полуметаллический (гематит);

6. Неметаллический – алмазный (сфалерит), стеклянный (грани кристаллов кварца), жирный (кварц в изломе), шелковистый (хризотил-асбест), перламутровый (гипс, мусковит), матовый (халцедон) блески.

Цвет – минералы имеют самую разнообразную окраску, которая зависит от химического состава, структуры, примесей.

Практически цвет минерала определяется на глаз на поверхностях свежего скола. Некоторые минералы обладают постоянной окраской, но большинство таковой не имеет, поэтому ею пользуется в сочетании с другими признаками.

Цвет черты – это минералов в порошке. Порошок минерала легко получить, если прочертить кусочком минерала по поверхности фарфоровой пластинки. Следует помнить, что минералы, твердость которых превышает твердость фарфоровой пластинки (6), черты не дают.

Спайность – способность минералов расщепляться или раскалываться по определенным направлениям с образованием ровных параллельных поверхностей, называемых плоскостями спайности. Различают следующие виды спайности:

весьма совершенную – минерал легко расщепляется на тонкие листочки или пластинки (слюды, гипс);

совершенную – при ударе молотком минерал раскалывается на обломки, ограниченные плоскостями спайности, неровных поверхностей мало (кальцит, галенит и др.);

среднюю – при раскалывании минералов получаются как плоскости спайности, так и неровные поверхности по случайным направлениям (тероксены);

несовершенную - минерал раскалывается на куски случайной формы, ограниченные неровными поверхностями с единичными ровными площадками (апатит, оливин и др.);

весьма несовершенную – спайность практически отсутствует (кварц, пирит и др.);

Неровные поверхности раскола называются изломом. Излом может быть: неровный, раковистый, занозистый и др.

Остальные физические свойства присущи не всем минералам, но для некоторых часто являются наиболее ярко выраженными, диагностическими. Например:

магнитность – для магнетита

соленый вкус – для галита,

упругость – для слюд и т.д.

Форма кристаллов. Минералы встречаются в виде кристаллов и агрегатов. Кристаллы часто имеют форму различных многогранников – кубов, призм, пирамид, тетраэдров, октаэдров и др. Формы определяются важнейшими особенностями кристаллической структуры минералов. Простые формы кристаллов минералов могут варьировать, что приводит к изменению общего облика, или габитуса кристаллов. Различают следующие виды габитуса кристаллов:

6. Изометрический – все грани кристаллов примерно одинаковой величины;

7. Таблитчатый – две противоположные больше других;

8. Пластинчатый или листоватый – сильно развита сплюснустость;

9. Столбчатый – три или больше гранит параллельны какой-либо одной линии;

10. Игольчатый или волосовидный – очень большая вытянутость кристалла в определенном направлении.

Наиболее широко в природе распространены различные сростки и скопления – минеральные агрегаты. Различают следующие наиболее типичные формы минеральных агрегатов:

Дендриты - ветвистые, древовидные агрегаты.

Друзы – сростки хорошо образованных кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию.

Щетки – наросты мелких, тесно сросшихся кристаллов.

Секреция (жеоды) – полости в горной породе, округлой или неправильной формы, заполненные минеральным веществом. Заполнение происходит от периферии к центру.

Конкреции – это агрегаты шарообразной формы, часто с радиально-лучистым строение внутри. Их рост идет от центра к перидирии.

Оолиты – шарики небольших размеров, имеющие концентрически скорлуповатое строение.

Натечные формы – (сталактиты, сталагмиты) образуются путем выделения минералов из раствора при испарении.

Зернистые массы – мелкие сросшиеся зерна минералов.

Землистые массы – мягкие мучнистые образования.

Морфология кристаллов и агрегатов наряду с вышеописанными физическими свойствами являются важнейшим диагностическим признаком при определении минералов.

5. Задание для самостоятельной работы.

4. Из таблиц раздаточного материала в рабочую тетрадь зарисовать основные виды габитуса кристаллов.

5. Изучить важнейшие физические свойства минералов. Изучить типичные формы минеральных агрегатов. Для каждой формы привести пример минералов.

6. В рабочую тетрадь перерисовать таблицу физических свойств минералов. Самостоятельно изучить самородные элементы и сульфиды.

6. Требования к оформлению лабораторной работы.

Все задания красиво и аккуратно оформить в рабочую тетрадь. Сдать в конце урока преподавателю на проверку.

Контрольные вопросы:

1. Какие бывают минеральные агрегаты?

2. Рассказать о физических свойствах минералов?

3. Перечислить виды спайности?

4. Формы кристаллов?

5. Натечные формы?

6. Ярко выраженные диагностические примеры минералов?