Физические свойства минералов. Рис. 10 Сталактиты. Рис. 11 Сталагмиты

Рис. 10 Сталактиты. Рис. 11 Сталагмиты.

Главнейшими физическими свойствами минерала являются цвет, цвет черты (цвет его в порошке), прозрачность, блеск, излом, спайность, твердость, плотность и некоторые другие.

Цвет минералов является важным диагностическим признаком. Минералы могут иметь самую разнообразную окраску — белую, желтую, серую, розовую, красную, синюю, черную и всевозможные оттенки. Встречаются также бесцветные и прозрачные минералы. Практически цвет определяют на глаз, сравнением с хорошо знакомыми предметами (молочно-белый, соломенно-желтый, кирпично-красный). Для обозначения цвета минералов, имеющих металлический блеск, к названию цвета добавляют название распространенного металла (свинцово-серый, оловянно-белый, латунно-желтый, медно-красный, железо-черный и т. д.). Окраска минералов зависит главным образом от их химического состава и состава примесей.

Некоторые минералы меняют цвет в зависимости от освещения. Это свойство минералов называется иризацией.

Цвет черты (цвет минерала в порошке). Многие минералы в растертом состоянии имеют другой цвет, чем в образце. Порошок можно получить, проводя куском минерала по белой шероховатой фарфоровой пластинке при условии, что твердость его меньше твердости фарфора (если твердость минерала выше твердости фарфора, то минерал образует на фарфоре царапину).

Блеск минералов также является важным диагностическим признаком. Он зависит от показателя преломления минерала и его способности отражать от своей поверхности свет. По блеску все минералы можно разделить на три группы: с металлическим, полуметаллическим и неметаллическим блеском.

Металлический блеск – сильный блеск, свойственный металлам. Такой блеск наблюдается у самородных металлов (золото, серебро, платина), многих сульфидов и оксидов железа.

Полуметаллический блеск характерен для минералов, поверхность которых имеет вид потускневшего металла. К таким минералам относятся графит, гематит, черная цинковая обманка.

К третьей, наиболее обширной группе принадлежат минералы с неметаллическим блеском. У них различают следующие виды блеска: стеклянный, широко распространенный среди прозрачных минералов (кварц на гранях кристаллов, кальцит, гипс); жирный, типичный для тех минералов, поверхность которых кажется как бы смазанной маслом (кварц на изломе, нефелин); перламутровый, характерный для прозрачных минералов, которые блестят, как поверхность перламутровой раковины (слюда, тальк); шелковистый, который наблюдается при тонковолокнистом строении минерала и напоминает блеск шелковых нитей (асбест, волокнистые разности гипса). Некоторые минералы обладают особенно сильным блеском, называемым алмазным (алмаз, некоторые разновидности цинковой обманки); матовый блеск (минералы не блестят) имеют минералы с пористой, неровной, землистой поверхностью (каолинит).

Прозрачность – способность минералов пропускать свет. По степени прозрачности минералы делятся на прозрачные (горный хрусталь, каменная соль, топаз), полупрозрачные (халцедон, опал), через которые видны лишь очертания предметов, просвечивающие, пропускающие свет только в очень тонких пластинках (полевые шпаты), и непрозрачные, через которые свет совсем не проходит (пирит, магнетит).

Излом, т. е. вид поверхности, образующейся при раскалывании минерала, также является важным диагностическим признаком ряда минералов. Он может быть раковистым, имеющим вид вогнутой и концентрически-волнистой поверхности, напоминающей поверхность раковин (горный хрусталь), занозистым с поверхностью, покрытой ориентированными в одном направлении занозами (гипс, роговая обманка), неровным (нефелин), землистым с матовой шероховатой поверхностью (каолинит, лимонит), зернистым, встречающимся часто у минеральных агрегатов.

Спайность – это способность минералов раскалываться или расщепляться. Весьма совершенная спайность возникает тогда, когда минерал очень легко (например, ногтем) расщепляется на отдельные тончайшие листочки или пластинки, образуя зеркально-блестящие плоскости спайности (слюды, гипс, хлорит). Совершенная спайность отличается тем, что минерал раскалывается при слабом ударе молотком на гладкие параллельные пластинки, кубы или другие формы (каменная соль, кальцит). Средняя (явственная) спайность характерна для минералов, при раскалывании которых возникают как плоскости спайности, так и поверхности с неровным изломом (полевые шпаты). Несовершенная спайность обнаруживается с трудом. В этом случае при раскалывании минерала преобладают поверхности с неправильным изломом (апатит, оливин и др.). Некоторые минералы не обладают спайностью; в этом случае говорят о весьма несовершенной спайности. У таких минералов наблюдаются только незакономерные поверхности излома (молочно-белый кварц, золото).

Твердость представляет собой один из важнейших диагностических, признаков. Под твердостью понимают степень сопротивления минерала внешним механическим воздействиям (царапанию, резанию, истиранию). Для определения твердости принята шкала Мооса, в которой в качестве эталонов используются минералы с известной и постоянной твердостью. Эти минералы располагаются в порядке возрастания твердости, так что предыдущий минерал царапается последующим.

Таблица 1 Шкала твёрдости (Мооса).

При определении твердости минерала на его свежей поверхности проводят (с нажимом) черту острым углом минерала-эталона. Например, необходимо установить твердость альбита. Из эталонной коллекции его не царапает ни один минерал до апатита включительно. Ортоклаз оставляет на нем слабый след, но и сам истирается при этом. Следовательно, у этих двух минералов равная твердость. Следующий по шкале твердости кварц при нажиме царапает альбит, следовательно, твердость альбита выше 5 и ниже 7, т. е. 6.

На практике нередко прибегают к определению твердости при помощи распространенных предметов. Так, твердость карандаша 1, ногтя 2, бронзовой монеты – 3,5-4, стекла 5, иглы и стального перочинного ножа 6, напильника 7.

Плотность для различных минералов колеблется от 600 до 27 000 кг/м³. По плотности все минералы можно разделить на три категории: легкие — с плотностью до 2500 кг/м³ (нефти, смолы, угли, гипс, каменная соль), средние — с плотностью до 4000 кг/м³ (кальцит, кварц, полевые шпаты) и тяжелые — с плотностью больше 4000 кг/м³ (рудные минералы).

Магнитность характерна для немногих минералов (магнетит, пирротин, платина). Она выявляется при помощи магнитной стрелки, которая притягивается или отталкивается при поднесении к ней магнитных минералов.

Ряду минералов присущи особые свойства. Так, для карбонатов типична реакция со слабой (5—10%-ной) соляной кислотой, сопровождающаяся выделением углекислого газа в виде пузырьков. Некоторые карбонаты легко разлагаются в холодной кислоте (кальцит), другие вступают в реакцию после измельчения в порошок (доломит) или при подогревании (магнезит). Вскипают при воздействии соляной кислотой также многие сульфиды с образованием сероводорода. Сероводород легко отличим по характерному запаху.

Двойное лучепреломление — свойство, отмечающееся у ряда минералов, но особенно хорошо выраженное у прозрачных разностей кальцита, называемых исландским шпатом. Если через исландский шпат рассматривать предмет, то возникает его двойное изображение.

На вкус определяются лишь некоторые растворимые в воде соли. Этим методом легко отличить, например, каменную соль от сильвина: последний имеет горько-соленый вкус и слегка щиплет язык.