11.2. Физические свойства минералов
Физические свойства минералов определяются на глаз, т. е. визуально, без применения каких-либо увеличивающих приборов (макроскопически). Определение физических свойств минерала позволяет отличить его от других и дать ему название. Для определения минерала устанавливают его цвет в куске и в порошке; прозрачность, блеск, спайность, излом, твердость, удельный вес и специфические свойства, присущие одному или группе минералов: вкус, магнитность и др. Физические свойства минерала определяют на наиболее свежей поверхности образца.
Цвет. Минералы имеют весьма различный цвет в куске. При его определении минерал сравнивают со знакомыми нам в быту цветами и предметами, подчеркивая не только цвет, но и его оттенок: молочно-белый, грязно-белый, кроваво-красный, кирпично-красный, салатно-зеленый, бутылочно-зеленый, темно-зеленый, соломенно-желтый, золотисто-желтый и т. д. Если минерал имеет металлический блеск, к названию его цвета прибавляют название металла, блеск которого имеет минерал: золотисто-желтый, латунно-желтый, оловянно-белый, свинцово-серый, стально-серый, железно-черный и т. д. Окраска минерала может быть изменчива, обычно в зависимости от содержания посторонних примесей.
Некоторые минералы меняют цвет в зависимости от условий освещения. Например, минерал лабрадор при некоторых углах поворота приобретает красивую радужную – синюю или зеленую – окраску. Это свойство минералов называется иризацией. У лабрадора она возникает за счет интерференции света, отражающегося от обеих плоскостей микроскопических трещин спайности, заполненных тончайшими плёночками минерала ильменита (FeTiO3). Иногда, кроме основной окраски минерала, тонкая поверхностная пленка имеет дополнительную. Это явление называется побежалостью и объясняется интерференцией света в тонких слоях, образующихся на поверхности минералов. Обычно побежалость бывает радужной: у халькопирита поверхность переливается синим, красным, и фиолетовым цветом, у борнита – фиолетово-синим, у антимонита – темно-синим.
Так как не все минералы обладают постоянным цветом, определить минерал только по этому свойству нельзя, необходимо учитывать его в совокупности с другими физическими свойствами минерала.
Цвет черты. Многие минералы изменяют свой цвет при истирании их в порошок. Это свойство определяется с помощью фарфоровой пластинки (бисквита) путем получения черты минерала на ее поверхности. Цвет этой черты и указывает на цвет минерала в порошке. Цвет черты постоянен для каждого минерала и поэтому является определяющим. Однако нужно иметь в виду, что минералы с твердостью выше 6 не истираются на бисквите в порошок, а только его царапают, так как твердость бисквита менее 6. В этом случае говорят, что минерал черты не дает (кварц).
Блеск – это свойство минералов в той или иной степени отражать световые лучи. Различают несколько видов блеска.
Металлический – это сильный блеск, напоминающий блеск поверхности металла (графит, пирит, галенит и др.).
Металловидный (полуметаллический) – напоминает поверхность потускневшего металла (гематит, магнетит в выветрившихся разностях).
Стеклянный – напоминает блеск стекла, в мелкозернистых агрегатах – блеск битого стекла (кальцит, апатит, кварц на гранях кристаллов).
Жирный – напоминает блеск поверхности, смазанной жиром (нефелин, кварц и сера на изломе).
Перламутровый – блеск, обусловленный отражением света от внутренних плоскостей минерала, сильный блеск с радужными оттенками (слюда, тальк, гипс в прозрачной разновидности – марьино стекло).
Шелковистый – подобен блеску шелковых волокон. Им обладают минералы волокнистого строения (селенит – волокнистая разновидность гипса, роговая обманка).
Восковой – характерен для минералов с аморфным или скрытокристаллическим строением (опал, кремень).
Алмазный – сильный блеск, искрящийся, которым обладают алмаз и сфалерит (цинковая обманка).
Если минерал не блестит, его называют матовым.
Прозрачность – свойство минерала пропускать световые лучи сквозь его тонкую пластинку. При макроскопическом определении можно руководствоваться следующим правилом: минералы с черной или темной чертой и металлическим блеском непрозрачны. Минералы с неметаллическим блеском и светлой чертой в какой-то степени прозрачны. По степени прозрачности различают следующие минералы:
прозрачные – через которые ясно видны предметы (горный хрусталь, гипс);
полупрозрачные – через которые видны лишь очертания предметов (халцедон, апатит);
просвечивающие – пропускающие свет только в очень тонких пластинках (полевой шпат, нефелин).
Спайность – это способность кристаллических минералов раскалываться по плоскостям в одном или нескольких кристаллографических направлениях, образуя ровные, зеркально-блестящие поверхности, называемые плоскостями спайности (рис. 4).
Р
Рис.
4. Совершенная спайность в трех
направлениях у кальцита (CaCO3)
Весьма совершенная, когда минерал при расщеплении или расколе образует листочки, пластинки или обломки, ограниченные плоскостями спайности (слюды, хлорит, гипс).
Совершенная – при расколе минерала преобладают ровные зеркальные поверхности (полевые шпаты, роговая обманка).
Средняя – когда наряду с плоскостями спайности при расколе образуются и неровные поверхности излома (авгит).
Несовершенная – при расколе минерала преобладают поверхности неправильного излома (апатит, оливин).
Весьма несовершенная – минерал спайностью не обладает и при расколе дает только неровные поверхности излома (кварц, халцедон, пирит).
Спайность – свойство, постоянное для каждого минерала. Однако макроскопически она хорошо определяется только в крупных кристаллах. Поэтому, если минерал в мелкозернистой форме, где спайность плохо распознается или не видна совсем, следует выяснить ее по определителю и просто запомнить.
Излом – это вид поверхности, образующейся при расколе минерала. Изломы бывают следующие:
раковистый – с вогнутой или выпуклой концентрически-волнистой поверхностью, напоминающей поверхность раковин (кварц, пирит);
зернистый – характерен для мелкозернистых агрегатов (гипс, магнетит). Как разновидность зернистого различают сахаровидный излом (апатит);
землистый – напоминает шероховатую поверхность кусочка земли и встречается обычно у матовых минералов (фосфорит, лимонит);
занозистый, или игольчатый излом образуется в волокнистых минералах (асбест, роговая обманка, селенит);
ровный излом наблюдается у минералов с весьма совершенной и совершенной спайностью (гипс, кальцит, полевые шпаты);
неровный излом часто встречается и характерен для минералов с плохо выраженной спайностью, имеет неровную поверхность (нефелин, кварц и др.);
ступенчатый излом имеет вид тонкоступенчатой поверхности и характерен для галенита.
Излом не является постоянным свойством минерала. Он изменяется в зависимости от величины и формы кристалла, поэтому является определяющим лишь в совокупности с другими физическими свойствами минерала.
Твердость – это способность минерала сопротивляться царапанью, истиранию или давлению. Она определяется с помощью минералогической шкалы твердости – шкалы Мооса (Фридрих Моос (1773-1839) – немецкий минералог, создавший шкалу), состоящей из 10 минералов (эталонов), твердость которых считается известной (стандартной). Порядковый номер минерала в шкале условно соответствует его твердости (табл. 1).
Таблица 1