Механічні властивості мінералів
Механічні властивості мінералів виявляють при механічному впливі на них: при стисканні, розтягненні і ударі. Так само, як і оптичні властивості, вони різні в різних напрямках і пов'язані з анізотропією кристалів. До числа найважливіших механічних властивостей відносять злам, спайність і твердість.
Злам, тобто вид поверхні, що утворюється при розколюванні мінералу, також є важливою діагностичною ознакою ряду мінералів. Злам може бути наступних видів:
раковістим, що має вигляд увігнутої і концентрично-волокнистої поверхні, що нагадує поверхню ра-Ковіна (гірський кришталь);
заїдливий з поверхнею, покритою орієнтованими в одній напрямку скалками (гіпс, рогова об-манка), нерівним (нефелин);
землистим з матовою шорсткою по-поверхнею (каолініт, лимонит);
зернистим, яке трапляється часто у мінеральних агрегатів.
Розщеплення - це здатність мінералів розколюватися або рас-щепляться по блискучим паралельним площинам, по певних кристалографічних напрямах по ко-менту, котрим в кристалічній решітці проявляється найменша сила сцеп-лення частинок. Спайність може проявлятися в одному, двох, трьох, чотирьох і шести кристалографічних напрямках. Для оцінки спайности існує наступна шкала:
вельми досконала розщеплення, коли мінерал дуже легко, (наприклад, нігтем) рас-щепляется на окремі найтонші листочки або пластинки, обра-чаплі дзеркально-блискучі площини спайності (слюди, гіпс, хлорит);
досконала розщеплення відрізняється тим, що мінерал розколюється при слабкому ударі молотком на гладкі паралельні пластинки, ку-б або інші форми (галіт, галеніт, кальцит);
середня (виразна) спайність характерна для мінералів, при розколюванні яких виникає як площину спайності, так і поверхні з нерівними через ломами (польові шпати, рогова обманка);
недосконала спайність виявляється насилу. В цьому випадку при розколюванні мінералу переважають по-поверхні з неправильним зламом (апатит, олівін, берил);
спайність вельми недосконала - практично немає спайности, кристали мають нерівні поверхні зламу при розколі (молочно-білий кварц, золото).
У різних напрямках розщеплення кристала може бути однаковою або різною за ступенем досконалості. Необхідно вміти відрізняти площині спайності від граней крис-Таллах: площині спайності мають сильніший блиск і свіжий вигляд; крім того вони утворюють ряд паралельних один одному поверх-ностей. Характерною ознакою для деяких мінералів є штрихування на гранях кристалів (корунд, кварц, пірит і ін.), Тоді як поверхні спайності завжди гладкі, глянцеві.
Твердість. Під твердістю кристала розуміється його опір механічному впливу міцнішого тіла (проникненню вістря, дряпання і т.д.). Існує кілька методів визначення твердості. У мінералогічної практиці прийнята шкала Мооса. Твердість мінералу визначається зіставленням твердості досліджуваного мінералу з мінералом-еталоном з шкали твердості Мооса. У цій шкалі порядковий номер мінералу відповідає чисельному значенню його твердості. Мінерали розташовуються в порядку зростання твер-дости, так що попередній мінерал дряпається наступним.
1 - тальк 2 - гіпс 3 - кальцит 4 - флюорит 5 - апатит
6 - ортоклаз 7 - кварц 8 - топаз 9 - корунд 10 - алмаз
Для визначення твердості гострим куточком мінералу-еталона наносять подряпину на рівній поверхні мінералу, після чого уда-ляють пил і перевіряють результат (не плутати подряпину з межею, ко-торая може утворитися при кришеним м'якого мінералу на поверхні більш твердого). Наприклад, необхідно встановити твердість альбіта. З еталонної колекції його не дряпає жоден мінерал до апатиту включно. Ортоклаз залишає на ньому слабкий слід, але і сам стирається при цьому. Отже, у цих двох мінералів рівна твердість. Наступний за шкалою твердості кварц при натиску дряпає альбіт, отже, твердість альбіта вище 5 і нижче 7, тобто 6. Необхідно відзначити відносність шкали: якщо тальк має твердість 1, а гіпс твердість 2, то це не означає, що гіпс в 2 рази твердіше тальку. Теж саме можна сказати і щодо інших мінералів-еталонів. Твердість їх умовна, і при визначенні іншими методами отримані інші значення.
Інтервали твердості між мінералами-еталонами различ-ні. Алмаз твердіше тальку не в 10, а більш ніж в 1000 разів в абсо-лютні одиницях твердості. Найбільший інтервал по твердості між корундом і алмазом. Так само, як і розщеплення, твердість кристалів виявляє анізотропію. Кристали алмаза мають найбільшу розщеплення на гранях октаедра, меншу на гранях ромбододекаедра, ще меншу на гранях куба.
Якщо необхідно визначити твердість для кристалів з невеликою поверхнею, цим кристалом (або його зернистим агрегатом) наносять подряпину на мінерал-еталон. Треба пам'ятати, що зернисті агрегати можуть містити домішки інших, більш твердих мінералів, створюючи хибне уявлення про твердість.
Для визначення твердості мінералів можна використовувати такі поширені предмети, як голка або ніж (твердість 5-6), скло (твердість 5), бронзова монета (3,5-4), ніготь (2,5).
Густина. Щільність для різних мінералів коливається від 0,6 до 27 г / см 3. Переважна маса мінералів має щільність від 2,5 г / см 3 до 3,5 г / см 3. що обумовлює щільність земної кори, що дорівнює приблизно 2,7 2,8 г / см 3. Точне визначення щільності можливо лише в лабораторних умовах шляхом зважування на гідростатичних вагах і посредст-вом інших спеціальних вимірювань. На практиці для швидкого приб-лізітельного визначення щільності користуються зважуванням міні-рала на руці з оцінкою "важкий", "середній", "легкий".
Легкі - з щільністю до 3 г / см 3 (нафти, смоли, вугілля, гіпс, кам'яна сіль);
середні - з щільністю до 4 г / см 3 (кальцит, кварц, по-ліві шпати, слюди);
важкі - з щільністю більше 4 г / см 3 (рудні мінерали).
Найчастіше зустрічаються мінерали з щільністю від 2 г / см 3 до 5 г / см 3. Як правило, мінерали, що містять важкі метали, мають велику щільність. Найбільшу щільність мають самородні елементи - золото, срібло, мінерали групи платини. У кристалах однієї й тієї ж складу щільність визначається характером упаковки атомів в одиничної структурної осередку. Для мінералів, що представляють ізоморфні ряди, збільшення (або зменшення) щільності пропорційно зміні хімічного складу.
Магнітні. Це властивість мінералів виявляється по відхиленню магнітної стрілки компаса при наближенні до неї зразка (магнетит, плати-на, пирротин). Найбільш сильними магнітними властивостями володіє магнетит. Мінерали, що володіють сильним полярним магнетизмом, називаються феррімагнітном.
Реакція з розчином соляної кислоти (10% -ний розчин НСl). Реакція визначається виділенням третьому вуглекислого газу від краплі розчину на поверхні зразка мі-нера. Реакція характерна для мінералів класу карбонатів. При кімнатній температурі з НСl бурхливо реагує кальцит, арагоніт і малахіт. Інші мінерали класу карбонатів в реакцію вступають тільки у вигляді порошку (доломіт), а також з нагрітим розчином або розчином більшої концентрації (магнезит). Багато сульфіди скипають при впливі НСl з ви-діленням сірководню, легко отличимого по запаху.
Органолептичні властивості. На смак визначаються деякі розчинні у воді солі. Цим методом легко відрізнити галит (кам'яна сіль) від Сільвіна (калійна сіль): останній має гірко-солоний смак і злегка щипає мову. Фосфорит при терті видає різкий часниковий запах.