Физические свойства минералов

Авторы: Лабекина И. А., Гаврилов В. И., Середнев М. А., Никитин А. А.

Физические свойства минералов

Учебное пособие дает представление об основных физических свойствах минералов, таких как спайность, твердость, цвет, плотность и др., необходимых для макроскопического определения минералов. Свойства проиллюстрированы на примере экспонатов геологического музея НГУ.

Физические свойства минералов имеют существенное значение для их макроскопической диагностики. Свойства минерала зависят от его строения и химического состава. Главнейшими физическими свойствами являются цвет, блеск, плотность, твердость, спайность и т. д.

Цвет – способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра.

Цвет минерала может быть обусловлен:

• наличием в его структуре элементов-хромофоров (Cu, Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni и др.);
• дефектами кристаллической решетки;
• примесями, как изоморфными, т. е. входящими в структуру минерала, так и механическими.

Элементы-хромофоры могут окрашивать минералы в разные цвета в зависимости от их валентности, концентрации, присутствия других химических элементов и соединений и пр.

Fe₃ + – красно-бурый ( сидерит Fe CO₃ , лимонит Fe₂ O₃ n H₂ O, гидрогётит FeOOH n H₂ O)
Fe₂ + – зеленый ( анапаит Ca₂ Fe₂ +[PO₄ ]₂ 4H₂ O)
Mn₃ + – розовый ( родонит Ca Mn₄ v [Si₃ O₉ ])
Cr₃ + – зеленый ( уваровит Ca₃ Cr₂ [SiO₄ ]₃ ) и красный ( рубин Al₂ O₃ ), в зависимости от содержания окиси хрома
Cr₆ + – оранжевый ( крокоит Pb [CrO₄ ])
Cu₂ + – зеленый ( малахит Cu₂ [CO₃ ]₂ OH₂ ) и синий ( азурит Cu₃ [CO₃ ]₂ OH₂ ), в зависимости от количества кристаллизационной воды
Co₂ + – розовый ( эритрин Co₃ [AsO₄ ]₂ 8H₂ O)
Ni₂ + – зеленый и желтый ( гарниерит Ni [Si₄ O₁₀ ] (OH)₄ 4H₂ O)
V₃ + – зеленый ( смарагдит Ca₂ (Mg, Fe₂ +)5[Si₈ O₂₂ ]OHv2)
Ti₄ + – синий ( сапфир Al₂ O₃ ), в присутствии ионов гидроксила и наличии железа

Дефектами кристаллической структуры обусловлена, например, голубая и синяя окраска галита (NaCl), возникающая в результате радиоактивного облучения K₄₀ , Rb₈₇ .

Примером окраски минерала механической примесью другого вещества может служить зеленый кварц ( празем ), цвет которого обусловлен мельчайшими включениями чешуек зеленого хлорита или иголочек актинолита. Механическая примесь гематита часто вызывает красную или бурую окраску минералов, например галита и сильвина, агатов .

В отдельных случаях окраска минерала может быть вызвана иризацией и побежалостью.

• Иризация – цветной отлив на гранях или плоскостях спайности некоторых минералов (например, лабрадор), обусловленный наличием тонких включений или трещин, вызывающих интерференцию лучей света.
• Побежалость – цветная пленка на слегка окислившейся поверхности минерала (халькопирит, борнит).

При описании минералов обычно используется физическая шкала цветов в сочетании с бытовой.

• Физическая шкала : красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый; дополнительно: белый, серый, черный, пурпурный, коричневый.
• Бытовая шкала объединяет хорошо знакомые всем цвета: вишневый, яблочный, медовый и пр. Эти цвета часто применяют для уточнения оттенка цвета минерала, например вишнево-красный, оловянно-белый , латунно-жёлтый , соломенно-желтый и т.п.

Цвет черты – цвет минерала в порошке на белом фоне. Для определения цвета черты используют неглазурованную поверхность фарфора (бисквит). По сравнению с окраской минералов цвет черты является более постоянным, вследствие чего имеет важное диагностическое значение.
Минералы с металлическим блеском, как правило, имеют черную черту с разными оттенками, минералы со стеклянным блеском – белую, реже слабоокрашенную. Цвет минерала часто не совпадает с цветом его черты.

Пример:
пирит – цвет минерала соломенно-желтый, черта черная
халькопирит – цвет минерала латунно-желтый, черта черная с зеленоватым оттенком
гематит – цвет минерала стально-серый, черта вишнево-красная
магнетит – цвет минерала черный, черта черная
актинолит – цвет минерала зеленый, черта белая

Блеск – способность минерала отражать свет. Интенсивность и характер блеска зависит от показателя преломления (N), отражательной способности (R) и характера поверхности, от которой отражается свет. При условии, что свет отражается от ровной гладкой поверхности (грани, плоскости спайности), выделяют следующие типы блеска по возрастанию яркости:

• стеклянный – характерен для прозрачных и полупрозрачных минералов (N = 1,3

  Внимание, отключите Adblock

  Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
  Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

  Скачать