Физические свойства минералов

ПОНЯТИЕ О МИНЕРАЛЕ

Происхождение минералов

По условиям происхождения минералы подразделяются на две крупные группы:

1. Эндогенные(внутренние) минералы, связанные с процессами, происходящими внутри земной коры. К ним относят те, которые возникают:

а) при кристаллизации магмы и лавы (магматические процессы) (гранит, кварц);

б) минералы, которые связаны с газами, выделившимися из магмы в разные стадии её эволюции (пневматолитовые процессы) (топаз, турмалин);

в) минералы, которые возникли благодаря горячим растворам (гидротермальные процессы) (флюорит, тальк);

г) минералы, возникшие в глубинных условиях под действием высоких температур и давлений (метаморфические процессы) (так, гранит превращается в гнейсы).

2. Экзогенные(внешние) минералы, образующиеся в верхней части земной коры и на её поверхности:

а) осадочного происхождения (гравий, песок);

б) органического происхождения (в результате жизнедеятельности организмов) (различные известняки, торф, угли).

Образование минерального вещества в земной коре происходит следующим путём:

1. Кристаллизацией природных силикатных расплавов.

2. Отложением минерального вещества из истинных и коллоидных растворов.

Формы природных соединений

Формы природных кристаллов разнообразны. Различаются отдельные кристаллы, их сростки и минеральные агрегаты. Агрегатаминазываются естественные скопления минералов. Наиболее часто встречаются следующие агрегаты.

Зернистые агрегаты– самая распространённая форма выделения минералов в земной коре (апатит, пирит).

В зависимости от формы кристаллов зернистые агрегаты могут быть призматическими, листовыми, чешуйчатыми, игольчатыми, волокнистыми др.

Игольчатые – кристаллы имеют удлинённую форму (роговая обманка).

Листоватые (или пластинчатые) – слюды.

Чешуйчатые, которые состоят из чешуек (слюда).

Плотные агрегаты,когда нельзя различить контуры отдельных зёрен (халцедон).

Монокристаллы – хорошо огранённые кристаллы в пустотах, трещинах, полостях.

Закономерные сростки –сростки кристаллов по определённым кристаллографическим направлениям (двойники, тройники).

Незакономерные сростки –друзы, щетки.

Друзы – крупные кристаллы, прикреплённые одним концом к общему основанию (горный хрусталь).

Щётка – мелкие кристаллы, плотно сидящие рядом на каком-либо основании.

Землистые агрегаты– отдельные минеральные зёрна не видны невооружённым глазом. Масса пачкает руки (каолин).

Округлые агрегаты.

Секреции – когда идёт заполнение пустот минеральным веществом.

Мелкие секреции (до 10 мм) называются миндалинами, крупные – жеодами.

Конкреции - это округлые формы стяжения, формирующиеся вокруг какого-нибудь центра кристаллизации.

Оолиты – сцементированные агрегаты мелких, концентрического строения, минеральных ассоциаций.

Натечные агрегаты.

Натёчные формы образуются в результате выделения минералов в твёрдом виде из раствора при испарении последнего в пустотах, трещинах, полостях. Натёчные агрегаты имеют различные формы – почковидную, гроздевидную, цилиндрическую, пирамидальную, сталактит и др.

Физические свойства минералов

К ним относятся: цвет, цвет черты, блеск, прозрачность, спайность, излом, твёрдость, магнитность, двойное лучепреломление, вкус, ковкость и пластичность. Очень важным химическим свойством некоторых минералов является их отношение к соляной кислоте.

1. Цветминералов является важным диагностическим признаком. Минералы могут иметь самую разнообразную окраску. Для некоторых минералов цвет является постоянным признаком: у золота – золотисто-жёлтый. Для большинства минералов этот признак непостоянен. Кальцит бывает белый, жёлтый, голубой, фиолетовый. Поэтому не следует определять минерал только по цвету, следует искать и другие признаки.

Окраска минералов зависит главным образом от химического состава самого минерала и от примесей. Нередко для определения цвета не хватает названий семи цветов радуги; тогда используют их комбинации и оттенки. Следует при этом помнить, что последним называют преобладающий цвет.

2. Цвет черты.Многие минералы в растёртом состоянии имеют другой цвет, чем в куске. Порошок можно получить, проводя куском минерала черту на белой шероховатой фарфоровой пластинке. Например, у светло-жёлтого пирита черта чёрная.

3. Блескминералов является результатом отражения света. Блеск минералов можно разделить на несколько групп:

- металлический (характерен для металлов). Им обладают непрозрачные минералы, дающие в большинстве случаев чёрную черту на фарфоровой пластинке. Такой блеск имеют самородные металлы (золото, серебро, платина, многие сульфиды и окислы железа);

- полуметаллический блеск. К ним относятся минералы, поверхность которых имеет блеск потускневшей поверхности металла (графит, гематит);

- неметаллический блеск (наиболее обширная группа).

Различают следующие виды блеска: алмазный (алмаз), стеклянный (кальцит), жирный (кварц), перламутровый (гипс), шелковистый (асбест), матовый (каолинит).

4. Спайность– это способность минералов раскалываться или расщепляться по блестящим параллельным плоскостям. Различают 5 видов спайности:

а) весьма совершенная (слюда) – минералы легко расщепляются по плоскости спайности;

б) совершенная (кальцит, галит) – минерал при ударе раскалывается по плоскостям спайности;

в) средняя (полевые шпаты) – минералы при ударе раскалываются по плоскостям спайности с образованием неровного излома;

г) несовершенная (оливин) – сколы по плоскостям крайне редки и развит неровный излом;

д) весьма несовершенная (кварц) – минералы, у которых плоские поверхности не образуются.

5. Изломхарактерен для минералов с несовершенной и весьма несовершенной спайностью. Он может быть раковистым (опал), занозистым (гипс), неровным (родонит), землистым (каолин), зернистым (мрамор).

6. Твёрдость– степень сопротивления минерала внешним механическим воздействиям (резание, царапание). В диагностике минералов твёрдость играет очень большую роль. Определяют твёрдость минералов по шкале Мооса, в которой используются минералы с известной и постоянной твёрдостью. В шкале десять ступеней твёрдости.

Шкала Мооса

Тальк – 1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит – 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд – 9, алмаз – 10.

Однако величины от 1 до 10 относительны. Так, твердость талька, определённая на специальном приборе, равна 2,4 кг/мм², а алмаза – 10 060 кг/мм² т.е. алмаз твёрже талька не в 10 раз, а примерно в 5000 раз.

В полевых условиях для определения твёрдости минералов пользуются распространёнными предметами: графит – 1, ноготь – 2, бронзовая монета – 3, железный гвоздь – 4, стекло – 5, стальной нож – 5,5 – 6, напильник – 7.

7. Плотностьминералов находится в широких пределах: от 0,6 г/см³ до 21 г/см³. По плотности все минералы делятся на лёгкие ( до 3 г/см³⁾; средние ­(3-6 г/см³⁾; тяжёлые (более 6 г/см³ ).