ЛЕКЦИЯ 8

Физические свойства минералов. Цвет черты. Люминесценция. Плотность. Твердость. Спайность и излом. Типы спайности. Спайность, излом.

ЦВЕТ ЧЕРТЫ

Под этим термином, как мы уже говорили, подразумевается цвет тонкого порошка минерала. Этот порошок сравнительно легко получить, проводя минералом по матовой (неглазурованной) поверхности фарфоровой пластинки, называемой бисквитом. Порошок получается в виде следа на пластинке, окрашенного в тот или иной характерный для данного минерала цвет.

Этот признак по сравнению с окраской минералов является гораздо более постоянным, а, следовательно, и более надежным признаком.

Цвет черты в ряде случаев совпадает с цветом самого минерала. Например, у киновари окраска и цвет порошка красные, у магнетита – черные, у лазурита – синие, у аурипигмента – желтые и т. д.

Для других минералов наблюдается довольно резкое различие между цветом минерала и цветом черты. Из наиболее распространенных минералов мы это можем наблюдать, например, у гематита (цвет минерала стально-серый или черный, черта красная или буро-красная), у пирита (цвет минерала латун- но-желтый, черта черная, у коричневого сфалерита черта светлая и т. д.).

Большинство прозрачных или полупрозрачных окрашенных минералов обладает бесцветной (белой) или слабоокрашенной чертой. Поэтому наибольшее диагностическое значение цвет черты имеет для непрозрачных или полупрозрачных резко окрашенных соединений.

Вприроде нередко один и тот же минерал встречается то в плотных, то в порошковатых разностях. Цвета их в ряде случаев сильно отличаются друг от друга. Примерами могут служить лимонит– в плотных массах черный, а порошковатых (в виде охры) – желто-бурый; гематит – в кристаллической разновидности почти черный, а в порошковатых разностях – ярко-красный и т. д.

Вдругих случаях цвет минерала в плотных массах и в порошковатых, землистых массах одинаков; например, у малахита он и в том и в другом случае зеленый, у азурита – синий, у киновари – красный, у аурипигмента – яркожелтый.

2 Ответы на вопросы по свойствам конкретных минералов ищите в справочниках по минералогии, которыми вы пользуетесь при работе на практических занятиях.

48

Л ю м и н е с ц е н ц и е й называется способность минералов светиться под влиянием разного рода излучений за пределами длин волн видимого света. В зависимости от вида излучения различают ф о т о л ю м и н е с ц е н ц и ю (ультра-

т. д. Наиболее просто люминесценция у минералов наблюдается в ультрафиолетовых лучах в темноте (фотолюминесценция). Нелюминесцирующие минералы остаются черными, у других появляется свечение разного цвета и интенсивности. Иногда свечение продолжается и некоторое время после выключения лампы. Этот вид люминесценции, послесвечение, называется ф о с ф о р е с- ц е н ц и е й .

Принцип появления люминесценции тот же, что и принцип появления окраски в видимых лучах. Возбудителями свечения (люминофорами) чаще всего являются ионы переходных металловMn2+, Cr3+, TR2+, TR3+, комплексные катионы (UO2)2+, точечные дефекты, центры переноса заряда и т. д.

Известны минералы с фиолетовым, синим, голубым, зеленым, желтым, оранжевым, красным свечением в ультрафиолетовых лучах. Цвет и интенсивность свечения для одного и того же минерала могут меняться и зависят от особенностей его состава и структуры. Для некоторых минералов люминесценция является важным диагностическим признаком. По яркому голубому или желтому свечению легко определяются в массе дробленой руды алмазы на ленте транспортера (на обогатительных фабриках). По синему и желтому свечению легко отличают рудный минерал вольфрама шеелит от кальцита и кварца(у кальцита чаще бывает розовое свечение, кварц не люминесцирует), по красному свечению рубин отличается от его имитаций. Интересным примером геологического использования явления триболюминесценции является способ отличить доломит от магнезита по цвету триболюминесценции, когда по образцам этих минералов резко чиркают молотком в полной темноте. Этот способ с успехом применяют на руднике Килмар в провинции Квебек.

ПЛОТНОСТЬ

Плотность минералов изменяется в очень широких пределах от0,8–0,9 (у природных кристаллических углеводородов) до 22,7 г/см3 (у осмистого иридия). Плотность возрастает с ростом компактности структуры минерала и увеличением атомной массы, слагающих его химических элементов.

Полиморфные вещества с разной степенью компактности их структуры имеют разную плотность, например, графит (2,1) и алмаз (3,5 г/см3). Минералы переменного химического состава имеют непостоянную плотность. Поэтому по плотности таких минералов можно приблизительно судить о составе членов изоморфного ряда. Так, например, плотность оливина повышается по мере за-

49

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

К механическим свойствам кристаллов относят их твердость, спайность, отдельность и прочность, к которой относят сжимаемость, пластичность, хрупкость, упругость, ковкость и др.

ТВЕРДОСТЬ

Твердость – это сопротивление царапанью, сверлению, давлению, шлифовке. Определенная работа, затраченная на преодоление этого сопротивления, может быть принята за меру твердости. Она характеризует внутреннюю силу сцепления материала. Для некоторых минералов (например, самородной меди) твердость определяется мерой пластической деформации. Для хрупких материалов – величина нагрузки, когда начинается их разрушение.

Абсолютная твердость определяется разными методами, например, методом вдавливания, царапанья, сверления, шлифования. Твердость, установленная разными методами несколько различается.

При определении твердости методом вдавливания используют стандартную по размеру алмазную пирамидку, которая с определенной нагрузкой вдавливается в минерал. Глубину вдавливания (отпечаток) определяют под микроскопом. Зная глубину лунки и величину нагрузки легко рассчитывают значение

50

51