7. Физические свойства минералов. Шкала Мооса.

Физические свойства. Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Главнейшими из них являются: внешняя форма, оптические характеристики (шзет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.

Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях они чаше всего приобретают неправильные очертания. Хорошо огра­ниченные кристаллы встречаются сравнительно редко (рис. 5). Для многих минералов характерны также формы землистого облика, агрегатньгх скоплений и др.

Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и к'мные (роговая обманка, авгит и др.).

Прозрачность —способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, мусковит и др.), полупроз­рачные (гипс, халцедон и др.) и непрозрачные (пирит, графит и др.).

Блеск — способность поверхности минералов отражать в различной степени свет. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (силикаты), жирным (тальк), шелковистым (асбест) и т. д.

Спайность —способность минералов раскалываться или расщеп­ляться по определенным направлениям с образованием плоскостей

Твердость—способность минералов противостоять внешним ме­ханическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-балльной шкале твердости Мооса (табл. 3).раскола. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов 1 и не зависит от их внешней формы.

Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минера­лов. Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.

Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см³. Наиболее распространенные значения находятся в пределах от 2,5 до 3 г/см³.

Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хруп­костью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом и т. д. Для отдельных минералов эти свойства могут быть характерными признаками, например галит (поваренная соль) —соленый, сера имеет запах при горении и т. д.

8. Химический состав минералов.

Ниже дается краткая характеристика основных классов минералов, которые имеют наибольшее распространение в земной коре.

Силикаты — наиболее многочисленный класс, включающий до 800 минералов, являющихся основной составной частью большинства магматических и метаморфических пород. Среди силикатов выделяют группы минералов, характеризующиеся некоторой общностью состава и строения — полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, а также оливин, тальк, хлориты и глинистые минералы. Все они по своему составу алюмосиликаты.

Оксиды и гидроксиды. Эти два класса объединяют около 200 минералов, на их долю приходится до 17 % всей массы земной коры. Наибольшее распространение имеют кварц, опал и лимонит.

Карбонаты. К ним относится более 80 минералов. Наиболее рас­пространены кальцит, магнезит, доломит. Происхождение в основном экзогенное и связано с водными растворами. В контакте с водой они немного снижают свою механическую прочность, хотя и слабо, но растворяются в воде, разрушаются в кислотах.

Сульфаты. Этот класс объединяет до 260 минералов, происхожде­ние которых связано с водными растворами. Характеризуются небольшой твердостью, светлой окраской. Сравнительно хорошо растворяются в воде. Наибольшее распространение имеют птпс и ангидрит. При соприкосновении с водой ангидрит переходит в nine, увеличиваясь в объеме до 33 %.

Сульфиды насчитывают до 200 минералов. Типичный представитель пирит. Сульфиды в зоне выветривания разрушаются, поэтому их примесь снижает качество строительных материалов.

Галоиды содержат около 100 минералов. Происхождение связано в основном с водными растворами. Наибольшее распространение имеет галит. Может быть составной частью осадочных пород, легко раство­ряется в воде.

Минералы классов фосфатов, вольфраматов и самородных элемен­тов встречаются гораздо реже, чем другие.

Радиоактивность минералов. Различные радиоактивные химические элементы ("⁸U, ²³²Th, Ra и др.) содержат 97 природных минералов. В минералах техногенных материалов могут присутствовать также искусственно созданные радиоактивные химические элементы —технеций, прометий, нептуний и др. Минералы и материалы с содержа­нием радиоактивных элементов дают излучение, интенсивность которого зависит от типа и количества этих элементов. Покажем это на примерах.

1. Минералы: эшинит содержит ²³²ТИ до 30%, малое излучение; пирохлор —^li8U до 17 %, большое излучение.

2. Минералы с различным содержанием ^2J3U: уранит—до 30%, малое излучение; торбернит —до 60 %, большое излучение; карбонит — до 64 %, большое излучение.

Радиоактивные минералы наиболее часто присутствуют в гранитах и глинах, которые могут иметь довольно высокую «фоновую» радио­активность, в то время как известняки и кварцевый песок обычно имеют низкую радиоактивность.