Минеральные агрегаты.

В природных условиях большинство минералов редко встречается в виде хорошо образованных кристаллов, гораздо чаще наблюдается незакономерное срастание нескольких кристаллов друг с другом. Такие срастания называются минеральными агрегатами.

Среди минеральных агрегатов резко преобладают зернистые агрегаты, в которых тесно срослось множество кристаллов. Так как кристаллы в таких агрегатах растут одновременно и стесняют друг друга в росте, они обычно лишь с некоторых сторон имеют правильную огранку или лишены её вообще. По размеру выделений минералов различают крупно-, средне- и мелкозернистые агрегаты, а по форме зерен – волокнистые, игольчатые, пластинчатые, чешуйчатые, сахаровидные и т.д.

Среди прочих минеральных агрегатов наиболее распространены:

Друзы – незакономерные сростки кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию, благодаря чему у них хорошо огранены только свободные концы.

Щетки – также сростки шестоватых кристаллов прикрепленных к общему основанию, но ориентированных параллельно друг другу, в результате чего видны только головки кристаллов.

Сферолиты и сноповидные агрегаты – представляют собой сферические, полусферические или сноповидные агрегаты различного размера, образованные тонкими, радиально расходящимися от центра волокнами.

Конкреции получаются, если минеральное вещество осаждается из раствора на какие-то твердые частицы, например, песчинки или обломки раковин, покрывая их как бы концентрическими скорлупками, налегающими одна на другую.

Секреции – округлые шаровидные или сплюснутые минеральные скопления, образующиеся в пористых породах в результате последовательного отложения минерального вещества от периферии к центру.

Жеоды представляют полости в горной породе, частично заполненные минеральным веществом. При этом отложение минерального вещества происходит на стенках полости, а в середине остается свободное пространство, где могут образоваться хорошо ограненные кристаллы. Если разбить крупную жеоду с кристаллами внутри на несколько частей, можно получить красивые друзы или щетки.

Дендриты получаются при очень быстрой кристаллизации минералов (скелетный рост только вершин и ребер), а также при кристаллизации в тонких трещинах, когда отдельные кристаллы сложно ветвятся, напоминая ветви дерева (вспомните причудливые узоры дендритов льда на окнах в мороз), или образуют «растительный» рисунок нежных черных «веточек» пиролюзита как бы нарисованных на стенках трещин в горных породах.

Натечные образования возникают в результате отложения минерального вещества на поверхности других агрегатов из водных растворов при их постепенном испарении. К их числу относятся почковидные агрегаты (внешне напоминающие почки животных), сталактиты и сталагмиты и т.д.

Многие минералы встречаются в природе также в виде тонких корочек, пленок и примазок на поверхности других минералов или горных пород.

Физические свойства минералов.

Индивидуальность минерала определяется, как было сказано, его химическим составом и строением кристаллической решётки. А проявляется она в разнообразных свойствах минерала, из которых важнейшими для диагностики являются свойства физические.

Физическими свойствами минералов называются те, которые проявляются в их физических взаимодействиях с различными объектами. Именно физические свойства являются важнейшими диагностическими признаками минералов и положены в основу их практического определения. Некоторые из них можно определить лишь в лабораторных условиях. Но есть такие физические свойства, которые легко определяемы невооруженным глазом или при помощи несложного оборудования. Умение правильно их определять является ключом к практическому определению большинства наиболее распространенных в природе минералов. К ним относятся:

Прозрачность – способность минерала пропускать свет. В зависимости от степени прозрачности все минералы делятся на 3 группы (при этом следует иметь в виду, что границы между ними условные):

1. Прозрачные (сквозь минерал можно легко видеть различные предметы) – горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.

2. Полупрозрачные (сквозь минерал виден свет, но контуры предметов уже не различимы) – сфалерит, киноварь и др.

3. Непрозрачные – пирит, магнетит, графит и др.

Цвет. Наиболее легко определяемый визуально признак. Не случайно у впервые приступивших к определению минералов студентов наблюдается стремление пользоваться при определении минерала только его окраской, как наиболее простым признаком. Но такой подход является неправильным, так как один и тот же минерал нередко может иметь различную окраску в зависимости от примесей или дефектов строения его кристаллической решетки. Например, флюорит может быть окрашен в зеленый, фиолетовый, бурый, желтый, цвета различных оттенков, а изредка бывает бесцветным. Турмалин бывает зеленым, розовым, бурым, синим, черным. Окраска некоторых минералов может быть неоднородной даже в одном кристалле. Поэтому цветом минералов, как диагностическим признаком, следует пользоваться с осторожностью.

В зависимости от происхождения можно выделить несколько типов окраски минералов:

- идиохроматический (от греческого идиос – собственный) – минерал имеет отчетливо выраженный собственный цвет;

- аллохроматический (от греческого аллос – чужой) – минерал окрашен примесями;

- псевдохроматический – «ложная окраска». Иногда тонкий поверхностный слой минерала имеет дополнительную окраску. Это явление называется побежалостью. Появление побежалости связано с образованием очень тонких пленок других минералов на поверхности, в связи с чем наблюдаются явления интерференции падающего и отраженного света. Кроме того, в некоторых прозрачных и полупрозрачных минералах (например, в плагиоклазах) иногда наблюдается «игра цветов», получившая название иризация, которая обусловлена интерференцией падающего цвета в связи с отражением его от внутренних поверхностей трещин внутри минерала. В некоторых минералах при повороте наблюдаются идущие из глубины кристаллов «вспышки» желтого, красного или голубого света - опалесценция (благородный опал).

Таким образом, окраска является важным диагностическим признаком только для тех минералов, окраска которых не зависит от примесей (т.е. обладающих идиохроматическим типом окраски).

Цвет черты (цвет минерала в порошке). Более постоянный и надежный по сравнению с окраской самого минерала диагностический признак. Цвет черты в ряде случаев полностью совпадает с цветом минерала в образце. Но очень многие минералы в мелкораздробленном состоянии имеют цвет, значительно отличающийся от его цвета в образце. Так, у гематита цвет стально-серый или черный, а черта красная.

Для определения цвета минерала в порошке достаточно с легким нажимом провести минералом по поверхности специальной пластинки из неглазированного фарфора. Следует иметь ввиду, что большинство светлоокрашенных и прозрачных минералов имеет белую черту, а минералы с высокой твердостью вместо черты оставляют царапину на фарфоровой пластинке. Поэтому говорить, к примеру, о цвете черты алмаза бессмысленно.

Блеск. Большинство минералов с различной интенсивностью отражают падающий на них свет, т.е. обладают блеском. Характер блеска зависит от того, насколько сильно поверхность минерала отражает падающий свет, каково соотношение отражения, поглощения и пропускания света минералом, как отражаемый свет рассеивается. Различают следующие виды блеска:

Металлический – напоминает блеск полированного металла (сталь, серебро, золото).

Полуметаллический – подобен металлическому, но более тусклый (как у потускневших от времени металлов или как у грифеля простого карандаша).

Алмазный – сильный блеск, обусловленный неоднократным отражением света от внутренних поверхностей прозрачных и полупрозрачных минералов (алмаз, сера, сфалерит, киноварь)

Стеклянный – поверхность минерала блестит как стекло (но значительно слабее, чем у минералов с алмазным блеском). Стеклянным блеском обладает большинство (около 70%) прозрачных и полупрозрачных минералов.

Перламутровый – минерал блестит и переливается как поверхность перламутра или жемчуга. Наблюдается у прозрачных и просвечивающих минералов, имеющих тонкое пластинчатое строение. Свет одновременно отражается от множества поверхностей внутри минерала, в результате чего возникают перламутровые «переливы».

Шелковистый – обусловлен волокнистым строением минерала, поэтому минерал блестит и переливается, как шелк или моток шелковых нитей.

Жирный – поверхность минерала кажется смазанной жиром или покрытой маслянистой пленкой. Возникает тогда, когда поверхность минерала покрыта мельчайшими неровностями.

Смоляной – блеск, напоминающий блеск застывшей смолы или гудрона. Аналог жирного блеска для минералов с темной окраской.

Восковой – полуматовый блеск, напоминающий блеск пчелиного воска, характерный для минералов, равномерно рассеивающих свет (халцедон, серпентин).

Наконец, если минерал представлен тонкодисперсными, землистыми массами, то он не блестит, т.е. является матовым. Это происходит потому, что весь свет при отражении рассеивается совершенно равномерно.

Твердость – устойчивость минерала к царапанию. Является одним из главных и надежных диагностических признаков минералов. По твердости все минералы условно разделяются на 10 групп, в соответствии с предложенной австрийским минералогом Фридрихом Моосом шкалой твердости. Набор условных эталонов твердости, состоящий из 10 минералов, в его честь получил название шкала Мооса. Минералы в ней подобраны таким образом, что каждый последующий минерал в ней оставляет царапину на предыдущем. Причем получается углубленная царапина, не исчезающая при легком стирании пальцем. Относительная твёрдость выражается условными единицами твёрдости от 1 до 10, соответствующими номеру эталонного минерала шкалы Мооса (от самого мягкого до самого твёрдого) (табл. 2).

Таблица 2