§ 3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

  К главнейшим физическим свойствам минералов относятся: кристаллическая форма, твердость, удельный вес, спайность, излом, цвет и блеск.
Кристаллическая форма
Кристаллическая форма является наиболее точным и научно обоснованным внешним признаком для определения отдельных минералов.
Однако только в редких случаях можно невооруженным глазом установить кристаллическую форму минералов, особенно тех, которые входят в состав горных пород. Для определения ее необходимо применение специальных, главным образом оптических, методов исследования (изучение шлифов при помощи поляризационного микроскопа).
Ряд минералов одного и того же химического состава кристаллизуется в разных кристаллографических формах и даже в разных сингониях,
В природе бывают случаи, когда одно минеральное вещество, заполнявшее свойственную ему кристаллографическую форму, замещается другим минеральным веществом. При замещении вторичное вещество внешне сохраняет кристаллографическую форму первичного минерала. Такое явление называется псевдоморфизмо м. Вторичное вещество, принявшее несвойственную ему кристаллографическую форму первичного вещества, называют псевдоморфозой. В качестве примера можно привести случаи псевдоморфозы лимонита (бурого железняка) по пириту (серному или железному колчедану). Лимонит не образует кристаллов. Пирит кристаллизуется в виде кубиков. При всевдоморфизме лимонит заполняет кубики, которые ранее занимал пирит. Создается впечатление, что лимонит кристаллизуется в виде кубиков.
Твердость
Твердость минерала определяется относительно. Если какой- нибудь минерал оставляет черту (царапину) на другом минерале, первый минерал имеет большую твердость, чем второй. Если минерал оставляет черту на другом минерале и при этом сам получает царапину, считают твердость обоих минералов одинаковой.

Твердость — чрезвычайно важный признак. Она более или менее постоянна у одного минерала и довольно резко различается у разных минералов. Твердость минералов классифицируется по особой шкале твердости[II].
Согласно этой шкале минерал тальк имеет твердость 1, гипс — 2. кальцит — 3, флюорит (плавиковый шпат) — 4, апатит — 5, орто клаз или любой другой полевой шпат — 6, кварц — 7, топаз—8, корунд — 9, алмаз — 10.
Допустим, нам надо определить твердость какого-либо минерала. Если он оставляет при царапании черту, предположим, на кальците, имеющем согласно шкале твердость 3, и сам царапается флюоритом, имеющим твердость 4, мы можем считать, что твердость этого минерала равна 3,5.
Несмотря на то, что определения твердости по этой шкале весьма относительны и неточны, она чрезвычайно удобна па практике. В любом минералогическом кабинете, музее и т. д. имеется набор минералов, входящих в шкалу твердости. Такие наборы служат эталонами для определения твердости интересующих нас минералов.
При отсутствии указанных наборов твердость минерала можно приблизительно определить следующим образом. Если минерал скоблится ногтем, его твердость 1; царапается ногтем — 2; скоблится ножом — 3; легко царапается ножом — 4; с трудом царапается ножом — 5; с трудом царапается стеклом — 5,5; не царапается напильником — 6 и выше. Минералы с твердостью 6 и выше дают углубленную черту на ноже, с твердостью 7,5 и выше встречаются редко.
Твердость минерала следует определять по гладкой его поверхности. Найдя на минерале такую поверхность, надо провести по ней с легким надавливанием черту острым углом минерала, твердость которого известна. Подбирая последовательно ряд минералов с известной твердостью (из набора минералов шкалы твердости), нетрудно установить твердость исследуемого минерала.
При определении твердости минерала в горной породе необходимо следить за тем, чтобы испытанию подвергалась поверхность именно интересующего нас минерала.
Твердость минерала обусловливается в основном силой сцепления образующих его частиц. Эта сила увеличивается с уменьшением расстояния между частицами.
Удельный вес
Удельный вес минералов приблизительно оценивается «взвешиванием» в руке. Это испытание определяет принадлежность минерала к определенной группе: легких (удельный вес 1—3); средних

(удельный вес 3—4) и тяжелых (удельный вес 4 и выше) минералов.
Чтобы получить наглядное представление о разнице удельных весов минералов трех упомянутых групп, достаточно выбрать три минерала, по одному из каждой группы, примерно одинакового* объема и сравнить их взвешиванием в руке. В качестве таких минералов можно взять гипс (удельный вес 2,3), апатит или роговую обманку (удельный вес 2,9—3,4) и барит (удельный вес 4,3—4,7).
Спайность
Спайностью называется способность минералов раскалываться нри ударе по определенным плоским поверхностям. Степень ЭТОЙ' способности у разных минералов неодинакова. Направления плоскостей спайности тесно связаны с кристаллографической формой минерала. Различают следующие степени спайности: весьма совершенную, совершенную, среднюю (явственную) и несовершенную.
Весьма совершенной спайностью обладают минералы, которые легко делятся по определенным направлениям на листочки или пластинки.
Например, тальк, мусковит, биотит, гипс, делятся в одном направлении, кальцит — в трех направлениях.
Совершенной спайностью обладают минералы, которые при ударе по ним рассыпаются на обломки, ограниченные плоскостями спайности (неправильные поверхности излома при совершенной спайности получаются редко). Например, лабрадор и роговая обманка имеют совершенную спайность в двух направлениях, доломит — в трех направлениях.
Средней (явственной) спайностью обладают минералы, которые при ударе по ним распадаются на осколки, ограниченные приблизительно в одинаковой степени как плоскостями спайности, так и неправильными поверхностями излома. Например, авгит и анортит имеют среднюю спайность в двух направлениях.
Несовершенной спайностью обладают минералы, которые при раскалывании почти не дают плоских ограничений, большая часть обломков таких минералов ограничена неправильными поверхностями излома. Такими являются халькопирит, апатит и многие другие минералы.
Спайность, как мы уже видели, может проявляться в одном, двух и трех направлениях. Она обусловлена особенностями строения пространственной решетки и расположением в ней атомов или других частиц. Между атомами, заряженными одноименно, силы сцепления развиты значительно слабее, чем между атомами, заряженными разноименно. Вследствие этого спайность обнаруживается в направлении связи одноименно заряженных атомов. В направлении же
связи разноименно заряженных атомов минералы не обнаруживают спайности и дают неровный излом.
Характер спайности является весьма важным и постоянным признаком минералов.
Излом
Изломом называется поверхность, получаемая при разбивании минерала не по плоскости спайности. Различают раковистый, занозистый, землистый, зернистый и другие виды излома.
Раковистым называют излом, похожий на внутреннюю поверхность раковин. Такой излом имеют кварц, горный хрусталь, гематит, апатит.
Занозистым считают излом, покрытый тонкими поломанными волокнами. Он напоминает неостроганную доску. Такой излом наблюдается у волокнистого гипса, хлорита, роговой обманки.
Землистый излом матовый, шероховатый, покрытый «пылью». Такой излом имеют каолинит, лимонит.
Зернистым называют излом, имеющий зернистый характер. Он наблюдается, например, у ангидрита.
Цвет
Цвет любого тела зависит от его способности поглощать или отражать свет того или другого цвета. В ряде случаев окраска минерала указывает на его химический состав. Например, все водные соли меди имеют синий или зеленый цвет. Черный или зеленоваточерный цвет указывает на присутствие соединений железа и марганца.
Часто впервые занимающиеся минералогией стремятся пользоваться при определении минералов их окраской как главным признаком. Такой подход неправилен, так как свойственная минералу естественная окраска иногда сильно меняется от незначительных примесей солей меди, хрома, никеля, железа, кальция, магния и других элементов. Влияют на цвет минерала и особенности строения его пространственной решетки. Но все же для ряда минералов окраска является почти решающим признаком при их определении. К ним относятся свинцово-серый галенит (свинцовый блеск), стальносерый до черного графит, бледно-латунный пирит.
Для ряда минералов характерным признаком является цвет их черты. Чтобы получить такую черту, пользуются фарфоровой неглазурованной пластинкой, по которой с легким надавливанием проводят испытуемым минералом. Черта должна быть широкая, яе менее 1—2 мм. Она представляет цвет порошка минерала. Графит дает серо-черную блестящую черту, лимонит — желтовато-бурую или бурую, гематит — вишнево-красную и т. д. Минералы с твердостью выше 6 черты не дают.

При определении цвета минерала необходимо также обращать внимание на то, является ли он прозрачным (просвечивающим в краях) или непрозрачным.
Чрезвычайно важным оптическим свойством минералов является двойное лучепреломление, заключающееся в следующем. Если взять, например, прозрачный ромбоэдр исландского шпата и положить на бумагу с какой-либо надписью, то сквозь него будут видны две надписи, одна над другой, причем буквы одной из них будут видны слабее, чем другой. Явление это тем эффектнее, чем толще кристалл, оно характерно для кристаллов большинства минералов (кроме тех, которые кристаллизуются в кубической сингонии), но особенно резко выражено у исландского шпата.
Блеск
Минералы могут иметь металлический, неметаллический и металловидный блеск.
Металлический блеск имеют, например, галенит пирит. Все минералы с металлическим блеском непрозрачные, цвет их черты черный или темноокрашенный.
Неметаллический блеск имеет ряд разновидностей: алмазный (у алмаза), жирный (у серы), стеклянный (у горного хрусталя), перламутровый (у слюды, талька, гипса), шелковистый (у асбеста). Черта у минералов с неметаллическим блеском светлоокрашенная.
Металловидный блеск напоминает блеск потускневших поверхностей металлов, он характерен, например, для графита, лимонита. 
<< | >>
Источник: М. м. ЧАРЫГИН, Ю. М. ВАСИЛЬЕВ. ОБЩАЯ И ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 1968

Еще по теме § 3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ:

  1. Кузьмин Ю.О., Жуков В.С.. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. — 2-е изд., стер., 2012
  2. § 2. ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ И ДРУГИЕ СВЯЗАННЫЕ С НЕЙ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
  3. § 4. ГЛАВНЕЙШИЕ породообразующие минералы
  4. МИНЕРАЛЫ
  5. МИНЕРАЛЫ
  6. § 15. Требования к юридической правоспособности физических лиц. Физическое существование: возникновение и прекращение. Способы доказательства
  7. МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ. МИНЕРАЛЫ
  8. МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ. МИНЕРАЛЫ
  9. Глава I СВЕДЕНИЯ О МИНЕРАЛАХ (МИНЕРАЛОГИЯ)
  10. 3.2. СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА
  11. Свойства внимания
  12. СВОЙСТВА ВНИМАНИЯ
  13. 1.1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ЕЕ СВОЙСТВА
  14. СВОЙСТВА И ВИДЫ ВОСПРИЯТИЯ
  15. § 124. Свойство
  16. Основные свойства восприятия
  17. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЧЕВОГО ГОЛОСА
  18. Термины родства и свойства
  19. Основные свойства внешней среды