Магнетизм

При макроскопических испытаниях можно установить только притягивается минерал ручным магнитом или нет. Из обычно встречающихся минералов магнитом притягивается самородное железо, магнетит и некоторые пирротины. Однако многие железосодержащие минералы становятся магнитными после их сильного прокаливания на воздухе; поэтому такие испытания полезны для определения железа в минерале.

Электрические свойства

Эти свойства для определения минералов используются крайне редко. Разве что для турмалина можно проводить испытания на пироэффект, нагревая его.

Радиоактивность

Минералы, содержащие уран и торий, обладают радиоактивностью, которая обнаруживается специальными приборами.

Минеральные ассоциации

Ассоциации оказывают большую помощь минералогам и геологам при идентификации минералов, а часто являются единственным ключом для такой идентификации. Для использования ассоциаций необходим некоторый опыт. Так, например, бледно-коричневатая слюда в темных (черных) пироксен-оливиновых породах, вероятнее всего, окажется флогопитом, а не биотитом. Зеленоватая светлая слюда в таких же породах окажется фукситом, а не мусковитом, тогда как похожая зеленоватая слюда в пегматитах (кварц-полевошпатовых породах) будет железосодержащим мусковитом, а не фукситом (хромовой разновидностью мусковита). Опыт использования ассоциаций надо приобретать, просматривая горные породы и минералы в коллекциях, запоминая парагенезисы.

Химические тесты при изучении минералов

Часто после исследования физических свойств вопрос о принадлежности минерала к тому или иному минеральному виду бывает не решен, или решен частично, поэтому возникает потребность в знании каких-то особенностей его химического состава, что с успехом решается при проведении некоторых простейших химических тестов. Все ранее рассмотренные нами методы можно отнести к неразрушающим, т. к. они оставляют неразрушенным образец минерала. При химических тестах образец разрушается.

Если после ознакомления с физическими свойствами минерала вопрос о его идентификации все еще остается под сомнением, его часто можно разрешить, выполнив один – два химических теста. Как правило, использующиеся для идентификации химические тесты немногочисленны и просты, т. к. изучение физических свойств позволяет сузить круг возможных минералов. Принимая во внимание вероятные химические свойства таких вероятных минеральных видов, легко выбрать тест или тесты, которые привели бы к однозначному решению.

Большинство полевых геологов не имеют при себе приспособлений, необходимых для проведения сложных химических испытаний. Как правило, они берут с собой лишь самое необходимое, учитывая характер тех минералов, которые они могут встретить в условиях предстоящей работы. При этом ограничиваются определением растворимости и простейшими химическими реакциями, приводящими к окрашиванию растворителя или образца, а также вызывающими характерный вкус или запах. Некоторые геологи используют паяльную трубку, но сейчас это считается устаревшим методом и применяется редко. Мы рассмотрим наиболее распространенные химические методы.

Растворимость

Несмотря на то, что существуют многочисленные реактивы, растворяющие или нерастворяющие тот или иной минерал, при идентификации минералов в полевых условиях широко пользуются лишь двумя растворителями: водой и соляной кислотой различной концентрации.

Обычно соляная кислота применяется следующим образом. Небольшое количество растертого в порошок минерала помещают в пробирку и добавляют около 5 см³ разбавленной в соотношении 1:1 соляной кислоты. Если реакции не наблюдается, пробирку нагревают. Если и при этом не происходит реакции, то испытания повторяют с концентрированной соляной кислотой. При этом происходят следующие характерные реакции:

Минералы с металлическим блеском

Растворимы в HCl – гётит;

Растворимы в HCl с трудом – гематит, ильменит, магнетит;

Растворимы в HCl с выделением хлора – пиролюзит, гаусманит, манганит, браунит;

Растворимы в HCl с выделением H₂S – антимонит, пирротин, галенит, сфалерит;

Минералы с неметаллическим блеском

Растворимы в HCl – криолит, цинкит, брусит, колеманит, гипс, ярозит, апатит, бирюза, карнотит, крокоит;

Растворимы в HCl с образованием геля кремнезема – анортит, нефелин, содалит, канкринит, оливин, виллемит, гемиморфит, датолит, анальцим, натролит;

Растворимы в HCl с выпадением осадка кремнезема – лейцит, родонит, волластонит, скаполит, кордиерит, биотит, серпентин, гарниерит, хризоколла, стильбит, шабазит, гейландит;

Растворимы в HCl с выделением CO₂ – все карбонаты.

1. Многие минералы полностью растворяются без вскипания (выделения пузырьков); к ним относятся оксиды, гидроксиды, некоторые сульфаты, а также некоторые фосфаты и арсенаты. Высокое содержание железа вызывает желтую окраску раствора; медные минералы окрашивают раствор в синий или зеленовато-синий цвет; с кобальтовыми минералами раствор приобретает розовый цвет.

2. Растворение со вскипанием (обильным выделением пузырьков) наблюдается в тех случаях, когда минерал содержит какой-либо газообразующий компонент. К таким минералам относятся все карбонаты, которые растворяются в HCl со вскипанием. Наиболее распространенный тест, позволяющий отличить кальцит от доломита. Разбавленная HCl (в данном случае 1:9) растворяет кальцит с бурным вскипанием, а доломит не растворяется, если он не свежерастертый, а кислота не нагрета; но и в этом случае бурного вскипания не получится. Некоторые из них, такие, как кальцит и арагонит, вскипают в холодной кислоте, тогда как остальные – только в горячей кислоте. Некоторые сульфиды растворяются в HCl с выделением сероводорода, который легко узнать по характерному запаху тухлого яйца. Окислы марганца под действием HCl выделяют хлор (зеленоватый ядовитый газ).

3. Разрушение минералов в соляной кислоте с образованием нерастворимого осадка характерно для большинства силикатов. Нерастворимый осадок состоит главным образом из кремнезема и выделяется в виде тонкого порошка или гелеподобной массы (как желатин).

Как правило, все, что требуется от простых химических испытаний, – это отличить один минерал от другого.