Фізичні властивості мінералів

Щоб дати правильне визначення гірничим породам, необхідно, перш за все, встановити, з яких мінералів вони складаються. Для цього існує кілька методів діагностики. Одні з них ґрунтуються на вивченні оптичних властивостей мінералів під мікроскопом, інші - на вивченні їх хімічного складу, а ще інші - на визначенні їх фізичних властивостей. Останні дозволяють визначати мінерали візуально, тому найбільш доступні при проведенні польових геологічних досліджень.

Головними серед фізичних властивостей, на які слід звертати увагу при візуальній діагностиці мінералів, є такі: колір мінералу в куску, колір мінералу в порошку (риска), блиск, прозорість, твер-дість, злам, спайність, питома вага, характерні властивості.

Колір мінералу в куску існує завдяки вибірковому поглинанню ним променів певної частини світлового спектру (наприклад, зелений мінерал берил відбиває або пропускає зелені промені спектру і поглинає всі інші кольори). Одним мінералам властивий якийсь певний, більш-менш стабільний колір, наприклад: сірка - жовта, лазурит - синій, магнетит - чорний. Інші мінерали - флюорит, кварц, гранат змінюють свої кольори в залежності від тих чи інших хімічних домішок, включень або дефектів кристалічної решітки.

Колір мінералу в порошку або колір риси служить більш надійним показником властивого для мінералу забарвлення, тому що він більш залежить від кольору власне самого мінералу, ніж від домішок і дефектів його кристалічної решітки. Щоб отримати поро-шок мінералу, необхідно провести ним по шорсткій фарфоровій пластинці (бісквіту), на якій мінерали з твердістю до 5 залишають порошкоподібний слід у вигляді риси.

Блиск мінералу не залежить від його кольору, а визначається тим, яким чином світло відбивається від поверхні його граней або поверхні зламу. Виділяють два види блиску - металічний і неметаліч-ний з кількома його різновидами. Металічний блиск мінералів нагадує блиск полірованого металу. Він властивий більшості сульфідів, благородним металам і деяким оксидам. Неметалічний блиск має такі різновиди: алмазний (в алмазу, сфалериту); скляний (у силікатів, в кварцу на гранях, в кальциту); жирний (в кварцу на зламі, тальку, ніфеліну); перламутровий (в слюд); шовковистий (в алебастру). Блиск всіх видів по інтенсивності поділяється на сильний, слабкий і матовий (коли блиск практично відсутній).

Прозорість - здатність мінералу в тій чи іншій мірі пропускати світло. За цією ознакою розрізняють мінерали прозорі, котрі пропуска-ють світло подібно до скла (гірський кришталь, чистий кальцит); напівпрозорі, які пропускають світло частково, як матове скло (гіпс, халцедон); просвічуючі по тонкому краю (кремінь, польові шпати); непрозорі, тобто ті, котрі не пропускають світла навіть в дуже тонких пластинках (пірит, лімоніт).

Спайність - здатність мінералу розколюватись в певних напрямках, паралельних його граням, з утворенням на місці розколу більш-менш досконалих площин. За досконалістю спайність поділя-ють на такі ступені: дуже досконалу - мінерал нігтями розщеплюється на окремі тонкі пластини (слюди, гіпс); досконалу - мінерал при ударі молотком легко розколюється по рівних площинах (кальцит, галіт); середня - при ударі молотком мінерал розколюється з утворенням ступінчастих площин і нерівних зламів (польовий шпат, рогова обман-ка); недосконала - паралельні площини утворюються дуже рідко (апатит); дуже недосконала - рівні площини на зламі практично відсутні (кварц).

Злам - форма поверхні, що утворюється при розколюванні мінералів, котрі не мають спайності. У цих мінералів розрізняють такі злами: раковистий - подібний на поверхню раковини (у кварцу, кременю), скалкуватий - подібний до поперечного зламу деревини (у рогової обманки), землистий (у каоліну), нерівний, ступінчастий та інші.

Твердість - це ступінь опору, що проявляється мінералом при зовнішньому механічному впливі, зокрема, дряпанні. Вона визнача-ється спостереженням: легко чи важко один мінерал дряпається іншим мінералом або предметом відомої твердості. Для цього досліджуваний мінерал порівнюють за твердістю зі шкалою Ф. Мооса, в якій 10 еталонних мінералів розміщено в порядку збільшення їх відносної твердості:

1. Тальк.

2. Гіпс.

3. Кальцит.

4. Флюорит.

5. Апатит.

6. Польові шпати.

7. Кварц.

8. Топаз.

9. Корунд.

10. Алмаз.

Питома вага - відношення ваги мінералу до його об’єму. Точне її визначення можливе лише в лабораторних умовах. Приблиз-ним зважуванням мінералів на руці можна віднести їх до групи легких - з питомою вагою до 2, 5 г/см³, до групи середніх - з питомою вагою 2, 5-4, 0 г/см³; важких - 4, 0-6, 0 г/см³ або дуже важких - понад 6, 0 г/см³. Найбільш поширені мінерали мають питому вагу в межах 2, 5-3, 5 г/см³. Найбільша вона (до 23 г/см³) у мінералів групи осмистого іридію.

Характерні властивості мінералів - особливі ознаки, притаманні лише деяким з них. До таких ознак відносяться: здатність мінералів групи карбонатів реагувати зі слабким розчином соляної кислоти з виділенням вуглекислого газу, здатність магнетиту діяти на магнітну стрілку, здатність галоїдних мінералів розчинятись у воді і давати характерний смак, здатність глинистих мінералів поглинати воду.

При дослідженні кожного мінералу необхідно фіксувати як можна більше його фізичних властивостей, так як лише їх комплекс дозволяє правильно визначити мінерал.