Морфологія мінералів та їх агрегатів

Зовнішній вигляд мінералів різний. Він визначається розмірами і морфологією. Морфологія або зовнішність мінералів характеризується, перш за все, ступенем ізометричності і виражається в різному співвідношенні їх довжини, ширини і товщини. Залежно від цього, виділяють такі морфологічні типи і різновиди мінералів (табл.2).

Таблиця 2. Морфологічні типи мінералів

Ізометричні кристали або мінеральні зерна мають однакові розміри на всіх напрямках (гранат, магнетит, сфалерит, пірит та ін.). У мінералів подовженого типу довжина значно переважає ширину (бутихризотил-асбест, гіпс-селеніт).

Мінерали сплощень відрізняються тим, що їх товщина менше ширини (біотит, хлорит та ін.) Серед мінералів можливі також і проміжні різновиди подовжених сплощень (барит, гіпс) і подовжених (кіаніт) сподумен для сплощення.

Рис. 33. Кристали каситериту із пегматитових і пневматолітових родовищ

Зовнішній вигляд ограньованих мінералів або їх габітус визначається переважанням граней тих або інших простих форм. Може бути октаедричний габітус (алмаз, магнетит), кубічний габітус (флюорит, пірит, галіт), призматичний габітус (берил, діопсид), дипірамідальний габітус та ін.

Морфологія мінералів багато в чому визначається особливостями їх кристалічної структури. Так, мінерали стрічкової структури частіше зустрічаються у вигляді подовжених, а з шаруватою структурою – у вигляді індивідів сплощень. Габітус мінералів залежить від умов їх утворення. Так, кварц має ізометричну зовнішність; навпаки, кварц низькотемпературного генезису має подовжений (призматичний) габітус. Ще одним прикладом може бути мінерал: каситерит, коротко призматичний або дипірамідальний каситерит.

Рис. 34. Кристали каситериту із гідротермальних родовищ

Зазвичай мінерали містяться в природі в незакономірних мономінеральних або полімінеральних зрощеннях тобто агрегатах. Зернисті агрегати різні за величиною зерна (грубозернисті – декілька см, середньозернисті – декілька мм., дрібнозернисті – частки мм, тонкозернисті – до 10^{-5 м, схованокристаліч}ні < 10^{-6 м}).

Виділяють також рівномірнозернисті і нерівномірнозернисті агрегати. Для порошкових, рихлих, глинистих мінералів характерні землисті агрегати. Розрізняють також волокнисті, пластинчасті, лускаті й інші агрегати. З інших форм мінералів у природі можна відмітити конкрекції, натьоки і нальоти, вицвіти, скориночки.

Зустрічаються у природі мінерали, які мають невластиву їм форму. Подібні утворення називаються псевдоморфозами ("псевда" – чужий, "морфос" – форма). У природі досить часто зустрічаються псевдоморфози лімоніта та піриту – гідроксиди заліза заміщають і заповнюють кубики піриту, який руйнується в зоні окислення сульфідних родовищ.

2.2. Фізичні властивості мінералів.

Кожен мінерал характеризується якими-небудь особливими ознаками, за якими його можна завжди відрізнити від інших мінералів. Дуже багато мінералів можна достатньо точно визначити за комплексом характерних фізичних властивостей, не вдаючись до більш трудомістких досліджень, таких, як рентгенографія та інші.

Колір

Властивість, яка, перш за все, звертає на себе увагу будь-якого дослідника, – це колір або забарвлення мінералів. Мінерали мають певний колір, за яким можна практично безпомилково визначити мінерал: червоного кольору, золотисто-жовтого кольору, зеленого кольору – малахіт та інші. Інші мінерали – кварц – мають різне забарвлення. Зустрічаються і такі мінерали, які мають різний колір в одному і тому ж кристалі: один кінець кристала турмаліну може бути забарвлений у чорний, інший – у зелений колір, а середина безбарвна або рожева. Це поліхромні мінерали. До таких мінералів можна віднести флюорит, кварц, кальцит, топаз та ін.

Колір мінералів залежить від їх внутрішньої структури, від механічних домішок і, головним чином, від присутності елементів-хромофорів, тобто елементів – носіїв забарвлення. Це Cr, V, Ti, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, U, Мо і деякі інші. Ці елементи можуть бути основними елементами мінералу (Cu – у малахіті; Mn – у родоніті), а можуть входити до складу мінералу лише у вигляді домішок. Так, домішки Cr викликає зелене забарвлення в смарагді – різновиди берила Be₃Al₂[Si₆O₁₈] і червоне забарвлення в рубіні – різновиди корунда Al₂O₃.

А.Е. Ферсман виділяв такі типи забарвлення мінералів:

1. Ідіохроматичне (власне) забарвлення, обумовлене особливостями хімічного складу, кристалічної структури, присутністю іонів-хромофорів або електронно-діркових центрів забарвлення.

2. Алохроматичне, пов'язане з механічними включеннями яскраво забарвлених сторонніх мінералів (наприклад, буро-коричневий авантюрин містить тонко розсіяні лусочки гематиту Fe₂O₃; рожевий ортоклаз – за рахунок механічної домішки гематиту; зелений шеєліт – за рахунок тонкої розсіяної домішки малахіту за мікротріщинами та ін.).

3. Псевдохроматичне забарвлення, пов'язане із розсіюванням світла інтерференційно світлових хвиль (текучість, іризація, опалесценція). Наприклад, яскрава фіолетова і синя мінливість у борніту Cu₅FeS₄; зеленувата і червона мінливість у халькопіриту CuFeS₂; яскрава синя іризація лабрадору.

Інтенсивність забарвлення залежить від агрегатного стану і характеру поверхні мінералів. У крупних кристалах і грубозернистих агрегатах забарвлення багатьох мінералів зазвичай темніше, ніж у дрібних зернах, тонкозернистих або дисперсних агрегатах.

Важливим прийомом визначення кольору мінералу при його діагностиці є визначення кольору його порошку або кольору риски, залишеної мінералом на неглазурованій шорсткій фарфоровій пластинці (бісквіті). Колір мінералу в порошці може відрізнятися від кольору самого мінералу. У тонкому порошку часто легко оцінити дійсне забарвлення мінералу. Проте, це можливо лише для мінералів, твердість яких невелика. Часто однакові на вигляд мінерали мають різну риску. Наприклад, риска гематиту вишнево-червоного кольору, хроміту – жовто-бура, сфалериту – темно-коричнева, хоча всі ці мінерали дослідні – можуть мати чорне забарвлення. Навпаки, золотисто-жовтий пірит має риску чорного кольору.

Блиск

Це ефект, що викликається віддзеркаленням світла від поверхні мінералу. Блиск мінералів залежить від різних чинників: від показника переломлення і величин відображаючої здатності мінералу. Чим вища відбивна здатність мінералу, тим сильніше блиск мінералу на його дзеркальних поверхнях. Разом із тим, усі мінерали можна поділити на дві великі групи: мінерали із металевим та неметалевим блиском.

Металевий блиск мають ті мінерали, які (незалежно від їх забарвлення) дають чорну риску на неглазурованій фарфоровій пластинці. Неметалевий блиск характерний для мінералів, що дають кольорову риску. Винятком з цього є елементи (золото, срібло, мідь) і деякі сульфіди (халькопірит), які дають кольорову риску, але належать до мінералів із металевим блиском.

Серед неметалевих блисків виділяють діамантовий, скляний, матовий, жирний, восковий, шовковистий, смолянистий. Так, халцедон має восковий блиск, нефелін – жирний, хризотил - асбест – шовковистий, U-вмістовні мінерали – смолянистий. Блиск залежить також від шорсткості, рельєфу граней, від нерівностей зернистих, паралельно-волокнистих, пластинчастих та інших мінеральних агрегатів, від ступеня тріщинуватості мінералу. Блиск одних і тих же мінералів на гранях кристалів та в їх зламі і агрегатах буває різний. Так, гіпс має скляний блиск на гранях кристала, матовий – у зернистих агрегатах, шовковистий – у волокнистих агрегатах. Самородна сіра має діамантовий блиск на гранях кристала, а в зламі блиск мінералу жирний.