Механические свойства минералов

Среди физико-механических свойств минералов важное значение для их диагностики имеют спайность, излом, твёрдость, удельный вес, магнитность и др.

Спайность - способность минерала раскалываться по закономерным параллельным направлениям с образованием ровных зеркально-блестящих поверхностей, называемых плоскостями спайности. Явление спайности обусловлено строением кристаллической решетки и наличием в ней ослабленных направлений. Степень совершенства проявления спайности исследуемого минерала определяется путем ее сопоставления с данными следующей 5-ступенчатой шкалы:

• весьма совершенная проявляется в способности кристалла расщепляться на тонкие пластинки (слюда, молибденит);

• совершенная проявляется при ударе молотком в виде выколов, представляющих собой уменьшенное подобие разбиваемого кристалла. Так, при разбивании галита получают мелкие правильные кубики, а при дроблении кальцита – правильные ромбоэдры;

• средняя характеризуется тем, что на обломках кристаллов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (полевые шпаты, пироксены);

• несовершенная обнаруживается с трудом при тщательном осмотре неровной поверхности скола минерала (апатит, касситерит);

• весьма несовершенная, т.е. практически отсутствует (кварц).

Спайность может наблюдаться по одному, двум и более направлениям.

Излом определяется характером поверхности при раскалывании минерала или агрегата. Излом тесно связан со спайностью и может быть:

• ровный, гладкий - приближающийся к ровным плоскостям (халькопирит, агат);

• ступенчатый характерен для минералов с ясной или совершенной спайностью по нескольким направлениям (полевые шпаты);

• занозистый наблюдается у минералов с несовершенной спайностью. Поверхность излома покрыта острыми тонкими выступами, напоминающими занозы (хризотил-асбест);

• раковистый, волнистый, характерен для минералов аморфных, не имеющих спайности. Он напоминает поверхность раковин, скол стекла (кварц);

• крючковатый наблюдается у некоторых самородных, ковких минералов (самородные медь, золото);

• землистый напоминает излом куска уплотнённой земли (каолин).

Твердость – это способность минерала противостоять проникновению в него другого минерала. Твердость зависит от внутреннего строения минерала и определяется царапанием одним минералом по другому. При этом, мягкий минерал на твердом оставляет черту, а твердый на мягком - царапину. Черта легко стирается, если провести поперек ее ногтем, а царапина не стирается. В основном, для определения твердости (относительной) используется шкала (табл. 3), предложенная Ф. Моосом:

Таблица 3 – Шкала Мооса

Твердость	Минерал	Твердость	Минерал
1	Тальк	6	Полевой шпат
2	Гипс	7	Кварц
3	Кальцит	8	Топаз
4	Флюорит	9	Корунд
5	Апатит	10	Алмаз

Для быстрого определения твердости нередко используются подручные материалы: ноготь имеет твердость 2, медная монета – 3, стекло – 5, стальная игла – 6.

Удельный вес (плотность) минерала это отношение массы вещества к занимаемому объему. Он колеблется в широких пределах и зависит от химического состава минерала. Плотность минералов измеряется в граммах на см³ (г/см³) и у разных минералов колеблется от 1 (жидкие битумы) до 23 (осмистый иридий). Оснавная масса минералов имеет плотность от 2,5 до 3,5, что определяет среднюю плотность земной коры в 2,7 - 2,8 г/см³. Минералы по плотности условно можно разделить на три группы: легкие, (до 3,0 г/см³), средние (3,0 - 4 г/см³) и тяжелые (более 4 г/см³). Некоторые минералы легко узнаются по большой плотности (барит - 4,5, церрусит - 6,5). Минералы, содержащие тяжелые металлы, имеют большую плотность. Наибольшую плотность в мире минералов имеют самородные элементы - медь, серебро, золото, минералы группы платины.

Магнитность определяют при помощи свободновращающейся магнитной стрелки (компаса), к концам которой подносят образец. Существует небольшая группа минералов (магнетит, пирротин), обладающих ярко проявленными магнитными свойствами.