Практическое занятие № 3

 

Тема: Основные физические свойства минералов. Классы минералов

 

Цель: Изучить основные физические свойства минералов в общем;

изучить самородные элементы и галоидные соединения по их

физическим свойствам.

 

Задание № 1. Используя учебную литературу и коллекцию минералов дать определения основным физическим свойствам минералов.

 

Физические свойства минералов имеют огромное диагностическое значение. Все свойства минералов можно объединить в три группы:

1. морфологические – облик кристаллов, двойники, штриховатость граней,

2. оптические – прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск;

3. механические – спайность, излом, твёрдость, хрупкость, ковкость.

ОБЛИК КРИСТАЛЛОВ. Исходя из того, что любое тело в пространстве имеет три измерения, среди разнообразных форм кристаллов можно выделить следующие основные типы:

1. изометрические формы – одинаково развитые во всех трёх направлениях в пространстве (ромбо-додекаэдры граната, октаэдры магнетита, кубы пирита и др.).

2. формы, вытянутые в одном направлении, т.е. призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волосистые, волокнистые кристаллы (кристаллы аквамарина, турмалина, рутила и др.).

3. формы, вытянутые в двух направлениях при сохранении третьего короткого: таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы (бариты, слюды, хлориты).

ПРОЗРАЧНОСТЬ – свойство вещества пропускать сквозь себя свет.

В зависимости от степени прозрачности все минералы, наблюдающиеся в крупных кристаллах, делят на следующие группы:

1. прозрачные – горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.;

2. полупрозрачные – изумруд, сфалерит, киноварь и др.

3. непрозрачные – пирит, магнетит, графит и др.

ЦВЕТ – в природных химических соединениях различают три рода окрасок по происхождению:

1. идиохроматическую – обусловлена внутренними свойствами самого минерала (идиос – по-гречески «свой», «собственный»): чёрный магнетит, латунно-жёлтый пирит, карминово-красная киноварь, зелёные и синие кислородные соли меди (малахит, азурит, бирюза и др.), густосиний лазурит;

2. аллохроматическую – когда один и тот же минерал окрашен в различные цвета и оттенки (каменная соль – галит - может обладать белым, серым, жёлтым, бурым, розовым и иногда синим цветом; кварц – бесцветный горный хрусталь – бывает окрашен в красивый фиолетовый цвет (аметист), розовый, жёлто-бурый (от окислов железа), золотистый (цитрин), густой чёрный (морион) и т.д.). (аллос – по-гречески «посторонний», хрома – по-гречески «окраска», «цвет»).

3. псевдохроматическую – когда в некоторых прозрачных минералах иногда наблюдается «игра цветов», обусловленная интерференцией падающего света в связи с отражением его от внутренних поверхностей, трещин спайности, иногда от поверхности каких-либо включений (плёнки керосина, нефти, масла, плывущим по воде и окрашенные в различные «цвета радуги»; лабрадорит – на полированных плоскостях при некоторых углах поворота вспыхивают местами красивые синие и зелёные переливы, обусловленные совершенной спайностью, вдоль которой выделились тончайшие пластинки ильменита. (псевдо -–по-гречески «ложный»).

ЦВЕТ ЧЕРТЫ – это цвет тонкого порошка минерала, который легко получить, если проводить испытуемым минералом черту на матовой поверхности фарфоровой пластинки, называемой бисквитом. Порошок получается в виде следа на пластинке, окрашенного в тот или иной, характерный для данного минерала цвет. Этот признак по сравнению с окраской минерала является гораздо более постоянным и более надёжным диагностическим признаком. Цвет черты или порошка в ряде случаев совпадает с цветом самого минерала.

БЛЕСК – это падающий на минерал световой поток, частично отброшенный назад, но частота колебаний не претерпевает изменений, этот отражённый свет и создаёт впечатление блеска, т.е. количество отражённого света, тем больше, чем резче разница между скоростями света при переходе его в кристаллическую среду, т.е. чем больше показатель преломления минерала. Блеск не зависит от окраски минерала. Существует шкала интенсивности блеска минералов:

1. стеклянный блеск (лёд, флюорит, кварц, галоидные соединения, карбонаты, сульфаты, силикаты, и другие кислородные соли; шпинель, корунд, гранаты – N = 1,3 – 1,9, где N – средний показатель преломления минерала по отношению к воздуху);

2. алмазный блеск – N = 1,9 – 2,6 (циркон, касситерит, самородная сера с алмазным блеском на плоскостях граней, сфалерит, алмаз, рутил);

3. полуметаллический блеск – N = 2,6 – 3,0 (алабандин, куприт, киноварь, гематит);

4. металлический блеск – показатель преломления выше 3 (молибденит, пирротин, антимонит, галенит, халькопирит, висмут и др.).

При не идеально гладкой поверхности возникает жирный блеск (блеск самородной серы в изломе, блеск нефелина), восковой блеск (блеск кремней, коллоидных масс минералов галлуазит-гарниеритового ряда и др), матовый блеск (мел, каолин, охры), шелковистый отлив (асбест, селенит, немалит и др.), перломутровый отлив имеют минералы, обладающие совершенной спайностью (мусковит, пластинчатый гипс, тальк и др).

СПАЙНОСТЬ И ИЗЛОМ. Спайностью называется способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определённым кристаллографическим направлениям. Различают спайность по степени совершенства:

1. весьма совершенная спайность – когда кристалл способен расщепляться на тонкие листочки, излом получается только по спайности (слюды, хлориты);

2. совершенная спайность – при ударе молотком всегда получаются выколки по спайности, внешне напоминающие настоящие кристаллы (кристаллы кальцита, галенита, каменной соли и др.);

3. средняя спайность – на обломках минералов отчётливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок);

4. несовершенная спайность – обнаруживается с трудом, её приходится искать на обломке минерала, изломы как правило, представляют собой неровные поверхности (апатит, касситерит, самородная сера, оливин и др.);

5. весьма несовершенная спайность – практически отсутствует, тела обычно имеют раковистый излом, т.е. похожий на поверхность раковины с концентрически расходящимися рёбрами (корунд, золото, платина, магнетит и др.).

ТВЁРДОСТЬ – это степень сопротивления, которое способен оказать данный минерал какому-либо внешнему механическому воздействию (царапанью). В обычной минералогической практике применяется наиболее простой способ определения твёрдости царапаньем одного минерала другим. Для оценки этой твёрдости принимается шкала Маоса, представленная десятью минералами, из которых каждый последующий своим острым концом царапает все предыдущие. З а эталоны этой шкалы приняты следующие минералы в порядке от 1 до 10:

1. тальк

2. гипс

3. кальцит

4. флюорит

5. апатит

6. ортоклаз

7. кварц

8. топаз

9. корунд

10. алмаз.

Определение твёрдости исследуемого минерала производится путём установления, какой из эталонных минералов он царапает последним. Например, если исследуемый минерал царапает апатит, а сам царапается ортоклазом, то это значит, что его твёрдость заключается между 5 и 6.

Хрупкость, ковкость, упругость – имеют второстепенное значение при диагностике минералов, однако для ряда минералов они являются весьма характерными.

ХРУПКОСТЬ – свойство минерала крошиться под давлением при проведении остриём ножа царапины по его поверхности (халькозин и др);

КОВКОСТЬ – зёрнышки на наковальне с помощью молоточка могут быть расплющены в тонкие пластинки (медь, золото, электрум, серебро и др. самородные металлы).

УПРУГОСТЬ – свойство веществ изменять свою форму под влиянием деформирующих сил и вновь её восстанавливать по удалении их (слюды, хлориты).

ПРОЧИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ: удельный вес (колеблется в значительных пределах: от значения менее 1 до 23); магнитность, радиоактивность, люминесценция (свечение минералов при нагревании, под давлением, при растворении, при облучении ультрафиолетовыми лучами).

 

Задание №2. Определить и записать в виде таблицы физические свойства основных классов минералов.