Злам і спайність

Коли напруги, що виникають в твердому тілі в результаті зовнішніх зусиль перевищують межу міцності відбувається крихкий розрив, розділення на частини шляхом їх розсуву. В механічно ізотропних (аморфних) тілах це відбувається в напрямках перпендикулярних прикладеним силам. При розриві виникає система концентричних кілець розриву. В кристалах картина крихкого руйнування визначається не тільки орієнтацією стресів, що зумовлюють руйнування, але і особливостями кристалічної будови. Руйнування здійснюється по визначенних кристалографічних напрямках. Від положення кристалографічних площин, по яких здійснюється крихке руйнування зразка, залежить форма поверхні зламу. Виділяються поверхні зламу складені із

• дрібних фрагментарних плоских площадок,

• фрагментів білш крупних сферичних поверхонь

• рівних гладких строго кристалографічно-орієнтованих площин спайності (окремості)

Різні комбінації цих поверхонь утворюють характерний злам мінералу – неправильний, раковистий, волокнистий, склоподібний, скалкуватий, горбчастий, гачкуватий, зернистий, східчастий.

Крихке руйнування кристалу по системі гладких кристалографічно фіксованих площин, орієнтація яких визначається напрямком мінімальної сили зв’язку між позиціями кристалічної структури, називається спайністю; самі ж площини, вздовж яких відбувається руйнування називаються площинами спайності. Спайність паралельна реальним граням і має свої індекси. Ступінь досконалості спайності від дуже досконалої до дуже недосконалої. Електронно мікроскопічні дослідження показують що навіть дуже гладка площина спайності має складний, хвилястий рель’єф і складається із фрагментівнерівного, раковистого зламу, сходинок і т.п.

Залежність спайності від складу мінералу (ряд твердих розчинів шеєліт– повеліт CaWO₄-CaMoO₄). Подібність спайності в ізоструктурних мінералів.

Способи виявлення спайності:

1. механічні тріщини; при розбиванні зразка удар потрібно орієнтувати таким чином, щоб він був максимальним паралельно спайності

2. нагрівання мінералу до температури 200–400°С і наступне різке охолодження (у воді). Термонапруги, що виникають при цьому реалізуються по площинах спайності. Таким чином виявляється ясна спайність піриту ({100} і {111}, кварцу та інших мінералів

Необхідно розрізняти площини спайності і природні грані індивідів

• грань не повторюється при відбиванні

• природні грані несуть скульптуру росту та розчинення, присипки інших мінералів

Приклади мінералів із різною кількістю напрямків (площин) досконалої спайності Залежність міцності від спайності.

Тип симетрії	Характерні напрямки площин спайності вздовж	Приклади мінералів із символами площин стайності
Триклінна	Пінакоїдальна	Плагіоклази {010}{001} Кіаніт {100}
Моноклінна	Пінакоїдальна і призматична	Ортоклаз {010}{001} Мусковіт і хлорит {001} Амфіболи і піроксени{110}
Ромбічна	Пінакоїдальна і призматична, вздовж біпірамід	Барит, целестин {001} Арагоніт {110}{010} Андалузит {110}
Тригональна	Ромбоедрична і пінакоїдальна	Кальцит, доломіт, сидерит {10-11} Брусит {0001}
Тетрагональна	Пінакоїдальна і призматична, вздовж біпірамід	Рутил {100}{110} Скаполіт {110}{100} Шеєліт {101}
Гексагональна	Базовопінакоїдальна, гексагональнопризматична	Графіт {0001} Берил {0001} Піроморфіт {10-10}
Кубічна	Октаедрична, кубічна, ромбоедрична	Галіт {100} Галеніт {100} Флюорит {111} Сфалерит {110} Пентландит {111}

Рис. Спайність в різних мінералів (за А.Г.Булахом)

Флогопіт, натроліт, галеніт, кальцит, флюорит, сфалерит

Барит

Рис. Ілюстрація до визначення спайності за особливостями кристалічної структури	Рис. Приклади слідів спайності на гранях кристалів деяких мінералів. Галіт {100} Флюорит {111} апатит {0001} гіпс {100}{111} амфібол {110}

Окремість - наслідок розпаду твердих розчинів (піроксен, галеніт, корунд, магнетит), перетворень із впорядкуванням структурних позицій(домішок) (піротин), двійникування (корунд). Впевнено відрізнити площини спайності та окремості можливо тільки після визначення їх кристалографічної орієнтації і встановлення позиції в кристалічній структурі мінералу.