Спайность, излом

Если ударять по кристаллическому зерну или раздавливать его, зерно расколется. Оно раскалывается вдоль плоских поверхностей, закономерно ориентированных по отношению к кристаллической структуре.

Спайность – это способность кристаллов раскалываться параллельно определенным сеткам пространственной решетки с образованием разных поверхностей скола. Раскол происходит между теми плоскими сетками, где действуют самые слабые силы связи. Это очень характерное, диагностическое свойство минерала, т. к. она позволяет, в частности, судить о симметрии минералов. Лучше всего она проявляется в больших кристаллах.

Для того, чтобы определить спайность указывают степень совершенства и простую форму, по которой кристалл раскалывается. Надо научиться отличать плоскости спайности от граней кристалла, на которых всегда есть какие-то углубления, микрорельеф роста.

Качество спайности определяется по следующей условной шкале:

1. спайность весьма совершенная – минерал легко раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (слюды, тальк, гипс);

2. спайность совершенная – кристаллы колются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит);

3. спайность средняя (ясная, хорошая) – поверхность скола не всегда ровная и блестящая (флюорит, полевой шпат);

4. спайность плохая (неясная), или несовершенная (берилл).

В зависимости от простой кристаллографической формы кристалл может раскалываться по одному (биотит), двум (пироксен), трем (галенит) и более (сфалерит – по шести) направлениям.

Кристалл колется по следующим направлениям в зависимости от простых кристаллографических форм, по граням которых проходит спайность:

1) спайность по пинакоиду – одно направление (мусковит, биотит),

2) спайность по ромбической или тетрагональной призме – два (пироксен, амфибол),

3) спайность по гексагональной призме – три,

4) спайность по ромбоэдру и кубу – тоже три (галит, галенит),

5) спайность по октаэдру – четыре (флюорит),

6) спайность по ромбододекаэдру – шесть направлений (кальцит, доломит).

Говоря о спайности по нескольким направлениям мы не имеем в виду, что кристалл при ударе должен обязательно расколоться на идеальные многогранники. В зависимости от удара поверхность скола и форма осколков могут быть разными. Минералы с весьма совершенной и совершенной спайностью обычно очень трудно расколоть по другим направлениям (например, тальк, биотит и мусковит). Минералы со средней (ясной) спайностью легко раскалываются по спайности, но их можно расколоть и по другим направлениям (например, полевой шпат). Минералы с плохой (неясной) спайностью раскалываются как по спайности, так и по другим направлениям; в этих случаях спайность трудно обнаружить (например, берилл).

Заслуживают внимания некоторые закономерности, связывающие спайность со структурой минерала.

1. Спайность минералов с металлической связью, если она и наблюдается, обычно не бывает хорошей (самородные металлы, большая часть сульфидов).

2. В минералах с преобладанием ковалентных связей спайность может присутствовать или отсутствовать. Если она присутствует, то проходит по направлениям, характеризующимися наименьшей силой связей на единицу площади (алмаз).

3. Большая часть минералов с ионной связью имеет одно или несколько направлений хорошей спайности (флюорит, гипс, галит и др.).

4. Для силикатов с цепочечной, ленточной или слоистой структурой спайность проходит между цепочками или слоями, никогда не пересекая их (слюды, тальк, пироксен, амфибол и др.). Аморфные минералы лишены спайности (кремний).

Характер спайности легче всего определить в прозрачных шлифах, предназначенных для оптического изучения минералов или горных пород, т. к. при распиливании минерал раскалывается вдоль направлений спайности. Спайность в шлифах проявляется в виде более или менее прямых трещин, густота которых зависит от качества спайности.

При первом изучении минерала и когда нет его больших кристаллов, ограничиваются неполными наблюдениями, отмечая лишь, есть или нет спайность, каково ее качество, как она проходит (вдоль или поперек кристалла), каков угол спайных выколков. Это важно для диагностики минералов.

Часто в кристаллах спайность проходит по граням не по одной, а двух и более кристаллографических форм. Степень совершенства спайности по ним всегда различна. Например, полевые шпаты раскалываются по двум разным пинакоидам, на одних плоскостях блеск сильный, поверхности ровные, на других – блеск слабый, поверхности менее совершенные.

Спайность является чрезвычайно важным свойством с точки зрения технического использования минерала; нередко его применение в промышленности целиком определяется спайностью. Способность мусковита раскалываться по спайности на очень тонкие слои в сочетании с диэлектрическими свойствами этого минерала позволяет использовать его в электротехнике. Карандаш так хорошо пишет по бумаге благодаря совершенной спайности графита, которая приводит к отслоению тонких чешуек этого минерала и их прилипание к бумаге. Смазывающие свойства графита и талька определяются их мягкостью и той легкостью, с которой они раскалываются вдоль поверхностей спайности.

В тех направлениях, где нет спайности, кристаллы раскалываются по сложным поверхностям. Ведут речь об изломе. Различают ровный, ступенчатый, неровный, занозистый, крючковатый и раковистый изломы. Вид излома иногда является характерной особенностью некоторых минералов (раковистый излом у кварца), что помогает в их диагностике.

Если плоскости скола в кристалле непосредственно не определяются кристаллографической структурой минерала, говорят, что он обладает отдельностью, иногда ее называют «ложной спайностью». Отдельность – это расколы кристаллов по плоскостям их физической (фазовой) неоднородности. Плоскостями отдельности могут быть плоскости срастания двойников, поверхности зон и секторов роста кристаллов, плоскости мельчайших включений других минералов. В отличие от спайности отдельность проявляется по всему кристаллу, расколы в случае отдельности более грубые и четкие. Для некоторых минералов грубые разрывы по отдельности являются характерным диагностическим признаком. Например, отдельность кристаллов корунда, она проходит по ромбоэдру и пинакоиду и вызвана мельчайшими пластинчатыми включениями слюды (мусковита) и других минералов.

Вопросы. 1. Приведите примеры минералов, обладающих характерным цветом черты. 2. Каковы причины возникновения люминесценции? 3. Назовите минералы, для которых характерна люминесценция. 4. Почему минералы обладают разной плотностью, назовите самые легкие и самые тяжелые из них? 5. Как соотносятся значения фактической твердости минералов в шкале Мооса? 6. Чем спайность отличается от излома и отдельности? 7. Какая бывает спайность и какова причина того, что минералы имеют различную спайность? 8. Как связано качество спайности и количество ее направлений с симметрией кристаллов?