2.2. Физические свойства минералов
Главнейшие внешние признаки минералов (физические свойства) следующие: цвет, блеск, цвет черты, прозрачность, побежалость, иризация и двойное лучепреломление, излом, спайность, твердость, хрупкость, упругость, ковкость, плотность, магнитность, растворимость в воде и кислотах, вкус и запах.
Цвет у минералов может быть самый различный – белый, серый, розовый, желтый, красный, зеленый, синий, черный, причем всевозможных оттенков. Кроме того, минералы могут быть и совершенно бесцветными, прозрачными (горный хрусталь, прозрачная разновидность кальцита – исландский шпат и др.).
Окраска минералов определяется на глаз, путем сравнения с хорошо знакомыми предметами (молочно-белый, медно-красный, железо-черный и т. д.).
Различают у минералов три типа окраски:
постоянная (идиохроматическая);
непостоянная (аллохроматическая);
ложная (псевдохроматическая).
Идиохроматическая окраска (малахит, азурит, пирит, магнетит и др.) зависит от химического состава минерала и наличия примесей элементов, называемых хромофорами, т. е. носителями окраски. Такими элементами являются железо, никель, кобальт, титан, медь, хром и др.
Аллохроматическая окраска минералов обусловлена наличием механических примесей (примесь тонкодисперсного углистого вещества окрашивает кальцит в черный цвет, а красно-бурый цвет галита (поваренная соль) объясняется присутствием механических примесей гидроокислов железа).
Псевдохроматическая или ложная окраска обусловлена наличием особых цветовых эффектов (иризация у лабрадора вызвана присутствием тонких пленок минерала ильменита, располагающихся по трещинкам спайности). Интерференция света на этих пленках и придает лабрадору красивую радужную окраску (обычно синего цвета).
Иногда, кроме основной окраски минерала, тонкая поверхностная пленка окисления имеет дополнительную окраску – побежалость (серая у киновари, малиново-фиолетовая у халькопирита, индигово-синяя у борнита).
Цвет черты или цвет минерала в тонком порошке часто не совпадает с цветом минерала в образце. Например, у соломенно-желтого пирита цвет черты черный, у железо-черного гематита вишнево-красная черта, а черный хромит имеет желто-бурый цвет черты. Для таких минералов цвет черты является диагностическим свойством.
Чтобы получить черту, нужно исследуемым минералом провести по матовой фарфоровой пластинке, называемой «бисквитом». Твердость «бисквита» 6,0–6,5, поэтому минералы с твердостью выше 6,5 образуют на пластинке царапины.
Блеск – это способность минералов отражать падающий на них свет. По блеску минералы делят на две группы: минералы с металлическим блеском (как у свежей поверхности металлов, например, свинца, железа, алюминия) и минералы с неметаллическим блеском.
Минералы с металлическим блеском непрозрачны, на фарфоровой пластинке оставляют темно окрашенную черту (самородные металлы, мно-гие сульфиды и оксиды железа). Выделяют также минералы с полуметаллическим или металловидным блеском (как у потускневших металлов – графит, гематит).
Наиболее многочисленна группа минералов с неметаллическим блеском. Выделяют следующие разновидности неметаллического блеска:
жирный или маслянистый (шеелит – поверхность минерала как бы смазана жиром);
стеклянный (кварц, гипс, кальцит – поверхность минерала блестит как стекло);
алмазный (сфалерит, киноварь – поверхность минерала искрится);
шелковистый (асбест, гипс-селенит);
перламутровый (слюда – поверхность минерала переливается разными цветами);
матовый (боксит, каолинит – поверхность минерала неблестящая).
Прозрачность характерна для минералов с неметаллическим блеском. Выделяют прозрачные (сквозь них видны буквы), полупрозрачные (видны строки, слова неразборчивы), просвечивающие (пропускают свет при рассматривании минерала против яркого света) и просвечивающие в тонких краях.
Явление двойного лучепреломления наблюдается у исландского шпата (прозрачная разновидность кальцита), через кристалл которого можно увидеть двойное изображение предмета: одно отчетливое, другое расплывчатое (рис. 2.3).
Спайность – свойство минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием зеркально-гладких поверхностей, называемых плоскостями спайности (рис. 2.4).
Спайность может проявляться в одном, двух, трех, четырех и шести направлениях. Выделяют следующие виды спайности:
весьма совершенная – кристалл легко расщепляется на тонкие листочки с идеально гладкими блестящими поверхностями (слюда, гипс);
совершенная – кристалл при ударе колется в любом месте, образуя ровные поверхности, неровные поверхности получаются крайне редко (кальцит, галит, галенит, сфалерит);
средняя – кристалл при расколе образует как плоскости спайности, так и неровные поверхности (полевые шпаты, роговая обманка);
несовершенная – кристалл при расколе дает неровные поверхности (апатит, оливин);
весьма несовершенная – кристалл имеет неровные поверхности при расколе, спайность практически отсутствует (кварц, касситерит, гранаты, пирит).
Рис. 2.3. Двойное лучепреломление у кальцита (исландского шпата)
Рис. 2.4. Совершенная спайность у кальцита
в трех направлениях
Излом – неровная поверхность раскола, прошедшая в минерале не по спайности. Встречаются следующие виды излома:
раковистый – у минералов поверхность раскола напоминает раковины (опал, халцедон, вулканическое стекло) (см. рис. 10 на цветной вкладке);
занозистый – минералы с игольчатым или волокнистым строением (актинолит, гипс-селенит) (см. рис. 11 на цветной вкладке);
ступенчатый – минералы с совершенной спайностью (галенит, сфалерит, полевые шпаты, кальцит);
землистый – каолинит, вивианит.
Твердость – способность минералов сопротивляться механическим воздействиям – царапанью, удару, резанью. Для определения относительной твердости применяют шкалу Мооса (табл. 2.1). Шкала состоит из 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости от 1 до 10, каждый последующий минерал царапает все предыдущие, а сам царапается всеми последующими.
Таблица 2.1