Далі будуть приводитися фізичні властивості, які використовуються при ідентифікації мінералів. Бажано починати вивчення кожного нового мінералу за фізичними властивостями в пропонованій послідовності, акцентуючи свою увагу на найбільш типових поєднаннях властивостей.
Морфологія кристалів
Перше, на що треба звертати увагу при визначенні мінералу, це - морфологія (габітус або вигляд) кристала або агрегату (т. Е. Важливий загальний вигляд). Морфологія кристалів сильно залежить від індивідуальності мінерала- в основному від його кристалічної структури. За формою кристалів або їх агрегатів часто можна судити про сингонії мінералу (наприклад, куби або пентагондодекаедри піриту, Галіт, флюориту або октаедри шпінелі, алмазу, додекаедри граната відразу і однозначно вкажуть на приналежність цих мінералів до кубічноїсингонії; тетрагональні призми циркону, гексагональних призми берилу , апатитів, бочонковідниє кристали корунду - на приналежність до середніх сингониям).
Переважна більшість волокнистих, лускатих і пластинчастих мінералів належать до нижчих сингониям (азбест, хлорит, слюди, глинисті мінерали). Деякі мінерали або їх агрегати мають настільки характерну форму (габітус), що одного погляду на них буває досить, щоб його визначити. Прикладами можуть служити куби піриту «пірітоіди», парал- лельно-волокнисті агрегати азбесту або гіпсу-селеніту, ромбододекаедри ісландського шпату (кальциту), оолітові агрегати бокситу, пластинчасті кристали слюди, друзи кварцу, натічні агрегати гетиту і т. Д.
Одним з вирішальних ознак визначення мінералів за зовнішнім виглядом іноді служить характерне двойникование. Наприклад, двійники гіпсу у вигляді ластівчин хвіст, хрестоподібні двійники ставроліту, колінчаті двійники рутилу, двійники ортоклаза. При вивченні зовнішньої форми (ограновування мінералу) слід пам'ятати, що кристал може спотворюватися за рахунок нерівномірного зростання його граней, що спотворює зовнішню симетрію. Крім того, один і той же мінерал зазвичай має безліч характерних (або не дуже) типів огранювання, які залежать від фізико-хімічних умов його освіти.
Блиск - дуже цінне діагностичне властивість. Дозволяє практично відразу розділити мінерали з металевим (напівметалевим) і неметаллі-
Колір і риса
Найважливіше діагностичне властивість. Хоча в деяких випадках (особливо це стосується огранених ювелірних каменів) визначення кольору вимагає досвіду і вміння тонко розрізняти його відтінки. Мінерали можуть володіти характерною власної забарвленням і майже завжди мати цю забарвлення (правда, її інтенсивність і відтінки можуть змінюватися). Так, наприклад, малахіт завжди зелений, але інтенсивність і відтінки зеленого дуже різні. Лазурит також має фіолетово-синій колір, відтінки і насиченість якого можуть дуже сильно змінюватися навіть в одному родовищі, від світлого сірувато-синього, темно-блакитного або синього до фіолетово-синього і насиченого темно-синього кольору. Забарвлення обумовлена хімічним складом мінералу. Це фарбування може змінюватися в разі зміни хімічного складу мінералу (наприклад, гранати можуть бути в залежності від елемента, що переважає-хромофора червоними, рожевими, чорними, зеленими, коричневими, помаранчевими, жовтими і ін.).
Кожен мінерал має набір різних характерних для нього квітів, а також має найбільш типовий колір (або кілька кольорів), найбільш поширений для даного мінералу. Рідкісні кольору (нетипові) для того чи іншого мінералу можуть вказувати на конкретне родовище, з якого отримано даний мінерал, і бути як би візитною карткою мінералу,
належить саме цьому родовищу. Наприклад, рідкісна разновид- ність дуже дорогого ювелірного мінералу цоизита незвичайного фіолетового кольору - танзанита, зустрічається тільки в Танзанії. Або, чорний диопсид з ефектом астеризму (чотирипромінної зіркою) зустрічається тільки на деяких родовищах Індії. Крім таких власних квітів мінерали можуть бути пофарбовані вросткамі інших мінералів. Наприклад, кальцит може фарбуватися і в рожевий, червоний, бурий, жовтий або чорний колір домішками тонкодисперсного гематиту або лимонита і ін. Мінералів. А колір агату або халцедону може бути вельми химерних поєднань через домішок чужорідних мінералів.
Риса - колір тонкого порошку мінералу - часто допомагає розрізнити власні і домішкові забарвлення. Отримують колір риси, дряпаючи мінералом по неглазурованному фарфору. Тверді мінерали, твердість яких вище 6,5, на порцеляні риси не дають, т. К. Вони твердіше його. Колір риси цінне діагностичне властивість для темних непрозорих мінералів, особливо мають металевий блиск, т. К. Колір риси більш постійний, ніж колір мінералу, який може залежати від багатьох факторів, наприклад, від розміру зерен.
Для діагностики мінералів використовують умовні величини відносної твердості, яку зазвичай висловлюють в одиницях шкали Мооса.
Шкала твердості Мооса
ТВЕРДІСТЬ підручних мате
Твердість леза ножа
Польовий шпат (ортоклаз
Твердіше ножа або скла
Твердість нігтя - 2,5; більшість ножових лез або осколків звичайні-
ного віконного скла - 5,5; твердість мідної монети - 3, а високоякісної сталі близько 6,5. Для ідентифікації багатьох мінералів досить визначити, чи є вони м'якими (<2,5) или имеют среднюю твердость (от 3 до
5,5) або твердими (> 5,5).
При визначенні твердості слід враховувати два фактори: 1) твердість даного мінералу - це твердість його чистою гладкій поверхні, наприклад, спайности площині. Покриті поверхневою плівкою, виветрелие або змінені мінерали можуть мати занижену твердість. 2) Зернисті агрегати мінералів при дряпанні можуть руйнуватися, що створює помилкове враження про їх твердості. Щоб уникнути цього треба дряпати випробуваним мінералом еталонний і навпаки. Після дряпання, треба провести пальцем по рані, щоб перевірити чи дійсно залишився слід або це слід риси еталонного мінералу. Слід пам'ятати, також, що твердість деяких анізотропних мінералів сильно розрізняється залежно від напрямку. Характерним прикладом може служити кианит (дистен).
Щільність і методи її визначення
Щільність є одним з фундаментальних властивостей кристалічних речовин, тому їм можна користуватися як надійної характеристикою даного мінералу. Крім того, визначення щільності не вимагає руйнування матеріалу (за винятком легко розчинних мінералів). При визначенні щільності важливо, щоб зразок був однорідний (без сторонніх включень інших мінералів), тому краще користуватися дрібними зернами мінералу.
Корисним показником при оцінці щільності служить такий простий факт, що зразок мінералу відчувається в руці легким або важким щодо його розміру. Якщо зразок (мономінеральних) важить не менше 30 г, можна приблизно оцінити його щільність, плавно підводячи або опускаючи на руці. Мінерали, що містять важкі атоми - Fe і знаходяться за ними в періодичній системі, - мають, природно, велику масу. Іноді може виявитися інформативною залежність між щільністю і кольором. Так, Темна мінерали часто бувають відносно важкими, а светлоокрашенние - легкими. Однак, є винятки з цього правила: наприклад, темний графіт (2,23 г / см 3) відчувається на руці легким, тоді як барит (BaSO 4 - 4,5 г / см 3) несподівано виявляється важким незважаючи на його світле забарвлення. Така якісна оцінка щільності приносить велику користь в практичній роботі при ідентифікації мінералів в поле.
Для деяких мінералів існують найпростіші тести, що дозволяють геологам в польових умовах відрізнити один важливий мінерал від іншого. Прикладом можуть служити два часто разом зустрічаються і зовні один на одного схожих мінералу гранітних пегматитів: танталіт (Fe, Mn) (Ta 2 O 6) і колумбіт (Fe, Mn) (Nb 2 O 6). При цьому танталіт має щільність 7,95, а колумбіт 5,2. У Колумбії може бути присутнім домішка танталу. Оскільки тантал більш цінний, ніж ніобій, важливо правильно оконтурити територію, де зустрічається саме танталіт. Для цього використовують будь-яку вузьку і високу ємність,