1. 2. Определение минералов.

Для определения минералов существует много методов, которые требуют специальных приборов и лабораторий (химический, кристаллографический, рентгенометрический анализы). Вместе с тем известен самый простой – макроскопическийметод определения минералов, основанный на изучении их внешних особенностей: морфологии кристаллов, простейших свойств механических (твердость, излом, спайность и др.), оптических (цвет, блеск, прозрачность) и проч.

При макроскопическом определении минералов необходимо придерживаться следующих правил:

• определение любой характеристики всегда ведется по наиболее свежей поверхности раскола;

• образец нужно слегка перемещать, чтобы свет падал на него под разными углами;

• всегда сравнивать характеристики исследуемого образца с соответствующими характеристиками уже известных образцов;

• придерживаться следующей последовательности определения: твердость → блеск → спайность → излом → цвет в куске → черта → прочие свойства;

• немедленно после определения каждой характеристики следует записать ее в тетрадь;

• всегда вначале определить все указанные свойства, и лишь затем начинать поиск соответствующего образца по литературе (определителю минералов).

Твердостьявляется важнейшим свойством при определении минералов. Твердость минерала – это его способность противостоять внешнему механическому воздействию. Твердость минералов зависит от особенностей их внутреннего строения, а также от химического состава. Например, графит и алмаз, хотя и состоят из одного и того же элемента (углерода), обладают совершенно разной твердостью, поскольку их кристаллические решетки неодинаковы. С другой стороны, образцы лимонита также могут разительно отличаться по твердости в силу разного содержания молекул воды – чем больше молекул воды, тем ниже твердость. В связи с этим важно помнить, что, во-первых, гидратированные соединения всегда мягче безводных (как боксит и корунд), а во-вторых, что существует значительное количество минералов, твердость которых изменчива. Наиболее простой способ определения твердости – царапанье одного минерала другим. Для оценки относительной твердости принята шкала Мооса, представленная десятью минералами-эталонами, твердость которых постоянна. В шкале Мооса каждый последующий минерал царапает все предыдущие (чем выше номер минерала, тем он тверже).

Тальк – 1.

Гипс – 2.

Кальцит – 3.

Флюорит – 4.

Апатит – 5.

Ортоклаз – 6.

Кварц – 7.

Топаз – 8.

Корунд – 9.

Алмаз – 10.

В природе не известно минералов, по твердости находящихся между корундом и алмазом. Поэтому для практического определения твердости алмаз не требуется. Для определения твердости исследуемого минерала на его поверхности выбирают гладкую площадку и, сильно нажимая, проводят по ней острым углом минерала из шкалы Мооса. Если на исследуемом минерале остается царапина, то его твердость будет меньшей, чем у минерала шкалы Мооса; если царапина отсутствует, то твердость исследуемого минерала больше эталонного. Испытание проводят до тех пор, пока исследуемый минерал не встанет в интервале между двумя минералами из шкалы твердости, т.е. твердость его не определится как промежуточная между ними или как равная одному из них. Для определения твердости часто пользуются некоторыми распространенными предметами. Так, твердость мягкого карандаша – I; ногтя – 2; стекла 5–5,5; стальной иглы и стального ножа 6–7.

Блескминерала зависит от его способности преломлять и отражать лучи и от характера самой отражающей поверхности. Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Металлический блеск присущ минералам, отражающим свет подобно стали. Таким блеском обладают многие сульфиды, окислы железа, самородные металлы. Блескполуметаллический(металловидный) несколько тусклее, он характерен для графита.Стеклянныйблеск характерен плоскостям спайности многих прозрачных минералов (кальцит, гипс, полевые шпаты, грани кристаллов кварца).Жирныйблеск (излом кварца, нефелин) напоминает блеск, проявляющийся на поверхности, смазанной маслом.Перламутровыйблеск присущ минералам, поверхность которых блестит как внутренняя (перламутровая) поверхность раковины (слюда, тальк).Шелковистый блеск напоминает блеск шелковой ткани, свойственен минералам с волокнистым строением (селенит, асбест).Восковойблеск, подобный блеску поверхности свечи, имеют некоторые скрытокристаллические и аморфные агрегаты (халцедон, кремень).Матовыйблеск по сути означает отсутствие блеска – при этом поверхность отражает свет равномерно тускло, подобно писчему мелу. Матовый блеск присущ землистым разностям с мелкопористой поверхностью (каолин, боксит). Одновременно с выявлением блеска, удобно определять спайность и излом минерала.

Спайность– способность минералов раскалываться по плоскостям. Плоскости спайности совпадают с теми плоскостями кристаллической решетки, в которых силы сцепления между атомами минимальны. Для обнаружения спайности минерал следует повернуть к свету так, чтобы какая-то часть его поверхности отразила свет в глаза. Если у исследуемого образца спайность присутствует, то на блестящей поверхности можно увидеть множество отражающих свет пластин, наслаивающихся друг на друга, и образующих своеобразную лестницу. Все эти блестящие пластины (плоскости спайности) лежат параллельно, и разделяются тончайшими темными линиями. У многих минералов спайность выражена в нескольких направлениях, взаимно пересекающихся. Например, у слюд (мусковита, биотита) спайность прослеживается лишь в одном направлении. У галита и сильвина – в трех направлениях, перпендикулярных друг другу (спайность по кубу). Сфалерит обладает шестью направлениями плоскостей спайности. Выделяют несколько видов спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя и несовершенная.Весьма совершеннаяспайность проявляется в том, что минерал очень легко (ногтем, лезвием ножа) расщепляется по определенному направлению на тонкие параллельные пластинки с гладкой блестящей поверхностью (слюды, тальк, хлорит).Совершеннаяспайность выражается в том, что минерал при легком ударе молотком раскалывается по ровным параллельным плоскостям (кальцит, полевой шпат).Средняя спайность обнаруживается при сильном ударе, плоскости спайности при этом могут различаться с некоторым трудом.Несовершеннаяспайность обнаруживается с трудом (апатит, берилл). Это практически минералы без спайности. При отсутствии достаточного навыка плоскости спайности можно иногда спутать с гранями кристалла. Следует иметь в виду следующее:

• на плоскостях спайности минералы обычно блестят сильнее, чем на гранях кристаллов и любых других поверхностях излома;

• в плоскости спайности минерала всегда следует находить несколько параллельных друг другу пластин, последовательно наслаивающихся друг на друга (типа ступенек).

• Одновременно с определением спайности (и блеска) можно выявить излом минерала.

• Излом. Раскалывая различные минералы, можно заметить, что образующаяся при этом поверхность различна. В зависимости от характера этой поверхности изломы бывают следующих видов:

• зернистый – поверхность образована множеством сросшихся зерен, сфер; свойственен оолитовым агрегатам;

• землистый – отличается шероховатой матовой поверхностью (каолинит);

• раковистый – имеет вид вогнутой, концентрически-волнистой поверхности (кремень);

• занозистый – поверхность образована одинаково ориентированными иглами (роговая обманка);

• ступенчатый – поверхность в виде ступеней, разделяющих плоскости спайности (полевые шпаты, галит, галенит);

• неровный – хаотично изломанная блестящая поверхность твердых минералов, лишенных спайности (нефелин).

Цветминералов является важным диагностическим признаком. Минералы имеют различный цвет: белый, серый, желтый, красный, зеленый, синий, черный. Могут быть и бесцветными. Практически цвет минералов определяют на глаз путем сравнения с хорошо знакомыми предметами: молочно-белый, яблочно-зеленый, соломенно-желтый и проч. Окраска минералов зависит от их химического состава и примесей. Некоторые минералы (лабрадор) меняет цвет в зависимости от условий освещения, приобретая красивую радужную окраску. Такое свойство минералов называетсяиризацией. Иногда, кроме основной окраски, тонкий поверхностный слой минерала имеет дополнительную окраску, при этом поверхность его переливается синим, красным, розовато-фиолетовым цветом (халькопирит, борнит). Это явление называетсяпобежалостью. Побежалость объясняется интерференцией света в тонких пленках, образующихся на поверхности минерала в результате различных реакций. Существует также значительное количество минералов, не имеющих постоянной окраска (кварц, галит, нефелин и др.), и, соответственно, цвет для них диагностическим признаком являться не может. В подобных случаях, а также при совпадении других внешних черт различных минералов, оказывается полезным определение черты.

Черта– это цвет порошка минерала. Многие минералы в раздробленном или порошкообразном состоянии имеет другой цвет, чем в куске. Так, пирит в куске – соломенно-желтого цвета, а в порошке – почти черный. Для определения черты проводят несколько раз куском минерала по неглазурованной фарфоровой пластинке (при условии, что твердость минерала меньше твердости фарфора). Если минерал слишком тверд, то порошок получают, истирая его еще более твердым минералом. Как правило, если с помощью фарфора не удается определить цвет порошка, то пишут, что черта у минерала отсутствует.

Прочие свойстваобъединяют другие, нередко строго индивидуальные признаки минералов. Тем не менее, прочие свойства часто играют важнейшую роль в диагностике, особенно у родственных минералов (галит и сильвин).Удельный весзависит от химического состава и структуры минерала. Все минералы можно разделить по удельному весу на три группы:легкиес удельным весом менее 2,5 (янтарь, гипс, галит); средние - с удельным весом 2,5-5 (апатит, корунд, сфалерит); тяжелые – с удельным весом больше 5 (киноварь, галенит, золото). Удельный вес минералов в полевых условиях определяется приблизительно – взвешиванием на руке (в образце должен присутствовать только один минерал).Прозрачность– выделяют минералынепрозрачные, т.е. не пропускающие световых лучей даже в очень тонких пластинках (самородные металлы, многие сульфиды, окислы железа);просвечивающиетолько в тонкой пластинке (по тонкому краю, как полевые шпаты, кремень, многие карбонаты); полупрозрачные, пропускающие свет подобно матовому стеклу (гипс, халцедон); прозрачные, пропускающие свет как обычное стекло (горный хрусталь, исландский шпат). Для некоторых минералов характерны особые, только им присущие свойства. Например, способность минералов карбонатов вступать вреакцию с соляной кислотой("вскипать"). Ряд минералов характеризуетсямагнитностью(магнетит, пирротин) – они отклоняют магнитную стрелку. Для диагностики в полевых условиях имеет значениерастворимостьминералов в воде или кислотах и щелочах. Галит и сильвин легко растворяются в воде. Эти же минералы обладаютвкусом – соленым у галита, горько-соленым у сильвина. Природные квасцы отличаются кислым, вяжущим вкусом. Иногда минералы имеютзапах. Так, арсенопирит и самородный мышьяк при ударе пахнут чесноком; пирит, марказит – издают запах сернистого газа; фосфорит при трении – запах жженой кости. Некоторые минералыжирные на ощупь(тальк), другие – легкопачкаютруки(графит, пиролюзит).Двойным лучепреломлениемобладает исландский шпат.Флюоресценцияхарактерна флюориту.Гигроскопичностьюобладают каолин, сильвин, карналлит.Радиоактивностьюотличаются минералы, содержащие уран, торий.

Для определения минералов пользуются определителями и таблицами, которые составляют на основании изучения их физических свойств. Определив твердость, необходимо установить блеск минерала, затем цвет черты, спайность и другие внешние признаки. Далее, принимая во внимание твердость и блеск минерала, находим в приведенной таблице описание, которое более всего соответствует всем физическим свойствам изучаемого образца. Минералы в таблице размещены по возрастанию твердости (мягкие, средней твердости, твердые), в каждой из групп учитывается блеск (металлический, неметаллический).