14.1. Свойства минералов Наиболее важными характеристиками ювелирных камней являются их оптические свойства, в частности цвет, прозрачность, показатель светопреломления, блеск, дисперсия, плеохроизм.Прозрачность – способность кристалла пропускать свет без поглощения.

Физические свойства минералов

У некоторых минералов блеск на гранях кристаллов и на изломе различный. 1. Минералы с металлическим и металловидным блеском. Число и взаимное расположение направлений спайности помогают уяснить кристаллографию минерала - важнейший диагностический признак.

Под спайностью минералов понимают способность образовывать выколки по трещинам, ограниченные ровными плоскостями, при механическом воздействии (удар, давление, растяжение). Поверхности спайности расположены параллельно возможным граням кристалла.

Спайность связывают с атомным строением - расположением атомов в кристаллической решетке. Большинству минералов свойственна анизотропия твердости (различная твердость по разным направлениям), но обнаружить ее можно лишь точными измерениями. Спайностью называется свойство кристалла раскалываться преимущественно по определенным плоским направлениям.

Иными словами, кристалл обладает анизотропией прочности, т.е. различной прочностью в разных направлениях. 2. Совершенная: кристалл раскалывается преимущественно по направлениям спайности, спайные поверхности более или менее гладки, неровный излом получается с трудом.

Познакомимся со спайностью более наглядно, раскалывая молоточком ненужные куски различных кристаллов. Плоскости, в которых спайность выражена в одинаковой степени, повторяют одну из простых форм, свойственных данному минералу (может быть, и не присутствующую на данном индивиде). Как правило, причина отдельности - ослабленные зоны по направлениям несовершенной спайности, двойникование и зональная концентрация включений.

Смотреть что такое «МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ» в других словарях:

Нередко отдельность в одних направлениях сочетается со спайностью в других. Отдельность - свойство довольно распространенное и для некоторых минералов (корунда, диопсида, диаллага и др.) достаточно характерное, чтобы служить диагностическим признаком. Под изломом подразумевается характер поверхности, образующейся при раскалывании минерала в произвольном (неспайном) направлении. Пример спайности. Кристалл всегда прекрасно стоит на ровной гладкой и блестящей горизонтальной поверхности, похожей на одну грань. Но эта ложная грань на самом деле скол по спайности.

Справочник по геологии

Часто по спайности сколота и вершина кристалла. Часто можно встретить выколки по спайности - крупные и мелкие пластинки топаза. Излом может служить одним из качественных признаков при диагностике минералов. В большинстве минералов излом раковистый (то есть напоминающий раковину).

Физические свойства минералов имеют большое значение не только для их использования, но и для диагности (определения). Плотность минералов измеряется в граммах на см3 (г/см3) и в значениях, у разных минералов, колеблется от 1 (жидкие битумы) до 23 (осмистый иридий). Некоторые минералы легко узнаются по большой плотности (барит - 4,5, церрусит - 6,5). Минералы, содержащие тяжелые металлы, имеют большую плотность.

Методом вытеснения жидкости, т. е. путем взвешивания образца и измерения объема вытесненной им воды в сосуде. Путем определения потери в весе минерала, погруженного в воду (абсолютный вес образца делят на потерю им веса в воде), т.е согласно закону Архимеда. Удельный вес мелких зернышек минерала определяется с помощью так называемого пикнометра или тяжелых жидкостей и весов Вестфаля, описываемых в специальных руководствах.

Кроме того, спайность может стать причиной сколов минералов в процессе их использования

Основан на установлении объема минерала с помощью различных по конструкции объемомеров (волюмометров). Такой метод просто не заменим для определения плотности рыхлых, землистых минералов или легко растворимых минералов выделяемых в форме налетов. Базируется на подборе тяжелой жидкости с плотностью равной плотности минерала.

Т.е. в жидкости плотностью 2, 5 минералы меньшей плотности будут всплывать, а большей тонуть. Такой расчет часто полезен для проверки результатов химического анализа минералов, с одной стороны, и результатов измерений плотности и размера элементарной ячейки – с другой. Спайность – способность минерала раскалываться при ударе или другом механическом воздействии по определенным кристаллографическим плоскостям.

К последним, могут у отдельных минералов и их агрегатов, относится твердость, спайность, оптические свойства. Отдельность - свойство лишь некоторых экземпляров минерала, а не минерального вида в целом, и обнаруживается только в отдельных зонах кристалла.

Спайностью называется способность минерала раскалываться по ровным плоскостям. Если при расколе получается идеальная плоскость, то спайность называется совершенной. Минералы с совершенной спайностью достаточно трудно расколоть в других направлениях.

Если плоскость относительно ровная, а минерал охотно раскалывается как по спайности, так и в других направлениях, то спайность называется ясной.

Если же плоскости вообще не образуется, то говорят, что спайность несовершенная. Спайность может проявляться по одной плоскости, как в биотите и мусковите . Они легко откалываются пластинками, но не дают ровных плоскостей при разломе в другом направлении.

Бывает также спайность по двум и трём плоскостям. В кальците и доломите, для которых характерна совершенная спайность по ромбоэдру (по трём плоскостям), хорошо заметны ступеньки, образующиеся на сколе. Спайность минерала это важный диагностический признак. Благодаря ему можно, например, отличить кварц , имеющий несовершенную спайность, от плагиоклазов , имеющих совершенную спайность по одной плоскости.

Спайность в шлифах

Минералы, наблюдаемые в шлифах, очень часто обнаруживают более или менее правильные трещины, указывающие на существование спайности. Зачастую наблюдаются отдельные трещины, резко очерченные и проходящие через весь разрез минерала,- в таком случае говорят о совершенной спайности, даже если число трещин незначительно; если трещины менее совершенны, то спайность будет ясной; если трещины неясные, изогнутые, но следуют в определенном направлении, то в таком случае спайность называется неясной. Кроме того, иногда можно наблюдать различные системы направлений спайности, одинаковых или различных, образующих характерный угол, котопый может быть определен измерением.

Точно так же исследование кусочков по направлению спайности из породообразующих минералов часто дает очень характерные результаты, так что иногда можно рекомендовать подобное исследование, чтобы быстро ориентироваться в этих минералах или дополнить микроскопические наблюдения.

В изолированных кристаллах спайность можно наблюдать большей частью лишь в некоторых случаях и обычно только тогда, когда она весьма совершенна; иногда можно вызвать появление спайности в отдельных кусочках путем раздавливания кристалла, причем и в этом случае вид спайности является гораздо более характерным признаком для того или иного вещества, чем при исследовании шлифа под микроскопом.

Подобно трещинам спайности в исследуемых объектах иногда могут встречаться трещины по так называемым плоскостям скольжения.

При исследовании спайности надо обращать внимание на форму обломков. В данном случае характерны трещины спайности и углы, образуемые этими трещинами спайности, развитыми по различным направлениям, т. е. существуют минералы с различной степенью спайности.

Микроскопическое исследование непрозрачных кристаллов

Спайность, обусловливая одинаковую ориентировку зерен в препарате, часто препятствует определению всех главных показателей преломления. Величину угла спайности определяют следующим образом: вершину угла совмещают с центром окулярного креста нитей, одну сторону угла устанавливают параллельно одной из нитей, отмечают показание нониуса столика микроскопа, затем столик поворачивают до совпадения второй стороны измеряемого угла с той же нитью окулярного креста и производят отсчет по нониусу; полученная разность дает величину угла спайности.

В проходящем свете иногда ясно проявляется и зональное строение, т. е. наличие ряда концентрических слоев, из которых сложен минерал. Такой свет дает возможность подметить включения и установить характер их расположения. В нем можно наблюдать много других морфологических особенностей минералов и различные способы их сочетания в агрегатах, т. е. микроструктуру. При исследованиях в проходящем свете следует обращать внимание на контуры отдельных минералов. Во многих случаях такой внешний осмотр позволяет сразу отличить кристаллические признаки, присущие определенным минералам. По характеру очертаний различают и (например, в глиноземных шлаках) аллотропные минералы. Первые имеют свои собственные кристаллографические очертания и образуются в условиях, не мешающих их правильному и полному развитию. Вторые создаются в условиях, мешающих их правильному развитию, и поэтому не имеют собственных кристаллографических очертаний.

В отраженном свете изучаются свойства поверхности кристаллов, поскольку они не могут быть определены в проходящем свете; к таким свойствам прежде всего относятся блеск непрозрачных веществ, фигуры травления и т. д.

Свойство камней раскалываться или расщепляться по равным плоским поверхностям называется спайность.

Спайность

Спайность минералов может существовать только в кристаллических веществах. Она зависит от строения в камнях кристаллической решётки и от сил сцепления между атомами. В кристаллах совершенной формы плоскости спайности всегда параллельны какой-нибудь грани кристалла. В некоторых камнях имеющих свойство спайности не всегда можно определить направление пластов. Например в камнях имеющую микроскопическую или поликристаллическую структуру можно увидеть спайность только в одиночном кристалле. Спайность в камне появляется из-за того, что атомы в плоскости расположены очень близко к друг к другу, а атомы между плоскостями расположены дальше друг от друга, в связи с этим химические сцепления в плоскости намного сильнее химического сцепления между плоскостями.

Параллельная спайность минералов

В зависимости от лёгкости при которой раскалываются камни, спайность может быть совершенной, хорошей, отчётливой и несовершенной. Совершенной спайностью обладает алмаз, флюорит, топаз, хорошей обладает полевой шпат, отчётливой обладает андалузит, сфен, а весьма несовершенной спайностью обладает корунд, кварц.
В некоторых случаях спайность можно использовать для идентификации камня и этим индикатором являются интерференционные окраски которые видны внутри камня или на его поверхности. Очень часто такие окраски видны в кристаллах кальцита, флюорита и топаза. Для идентификации при наличии окраски необходимо знать направления спайности. Эти направления в соотношении с гранями кристалла могут выглядят по разному:

• Октаэдрические — это когда плоскости параллельны граням или плоскостям октаэдра в кубическом кристалле. К таковым относится алмаз.
• Призматические — это когда спайность параллельна граням призмы. К таковым относится сподумен.
• Базальные — это когда плоскости параллельны пинакоиду. К таким можно отнести топаз.
• Ромбоэдрические — это когда плоскости параллельны граням ромбоэдра. К таковым относится кальцит.

У некоторых камней таких как кварц вообще отсутствует спайность, а имеется способность раскалываться по определённым ослабленным плоскостям. Эта способность называется отдельностью.
Наличие свойства спайности нужно учитывать при шлифовке и огранке камней и при вставке этих камней в оправу потому, что механическое воздействие может вызвать раскол или образовать трещину. Произойти раскол или образоваться трещина может даже при определении твёрдости при сильном надавливании или от лёгкого удара по камню. Также нужно учитывать свойства спайности при пайке газовой горелкой которая вызывает термические напряжения, а они в свою очередь могут привести к образованию трещин в камне. Эти трещины не только снижают ценность камней но и могут развалить камень. Раньше свойства спайности использовали для аккуратного разлома камней на части или для отделения от них дефектных участков. Например в 1908 году был расколот с использованием свойств спайности самый большой алмаз который назывался Куллинан и весил 3106 карат. Этот алмаз раскололи на 3 крупных камня и множество мелких. В нынешнее время в основном камни распиливают и тем самым избегают появления нежелательных трещин и расколов, тем более поверхность спайности ни тем более поверхность отдельности не будет такой плоской и ровной как после распиливания.

Излом

Изломом называют форму поверхности камней после распада на части в результате резкого удара. Виды изломов бывают различные и называются в зависимости от формы излома: раковистые, землистые, ровные, неровные, ступенчатые, волокнистые, занозистые, крючковатые, зернистые, оскольчатые, эластичные, шероховатые, рыхлые. Например раковистый излом наблюдается у всех разновидностей кварца и у всех горных стекло образовавшихся пород.

В основном изломом нужен только для определения характера разлома у камней которые не обладают свойством спайности, а в некоторых случаях излом используют для отличия между схожими по внешнему облику камней.