Занятие № 4 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ Диагностические свойства

Занятие № 4 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ Диагностические свойства минералов : 1 группа – морфология минералов 2 группа – физические свойства минералов Физические свойства минералов 1. Оптические свойства Цвет (окраска), цвет черты. Показатель преломления, двупреломление Твердость Спайность2. Механические свойства 3. Другие свойства Плотность Люминесценция Радиоактивность

1. Оптические свойства Показатель преломления естественный поляризованный. Луч света i r n = Sin i Sin rугол падения угол преломления i > r > 1 n = V воз V крис. Кристаллы кубической сингонии – оптически изотропные Показатель преломления = const

Двойное лучепреломление Кристаллы других сингоний – оптически анизотропные n o n e — необыкновенныйn o — обыкновенный

Анизотропные (оптически) минералы — это минералы более низких сингоний, в них скорость света зависит от направления, в котором свет распространяется. При прохождении через анизотропные кристаллы свет поляризуется. Изотропные (оптически) минералы – это минералы кубической сингонии, в них скорость света одинакова во всех направлениях, показатель преломления не зависит от направления в кристалле и имеет единственное значение. При прохождении через изотропные кристаллы свет не поляризуется. В анизотропных минералах: Луч с постоянной скоростью распространения – обыкновенный ( n o ) Луч с изменчивой скоростью распространения – необыкновенный ( n e ) Δ n = n max – n min — двойное светопреломление или двупреломление. Кварц – 0. 009, исландский шпат (кальцит) – 0. 172.

Отражение света Блеск – это внешний вид минерала в отраженном свете Ощущение блеска вызывается количеством и характером света, отраженного поверхностью минерала. Он зависит от силы (интенсивности) отраженного света и структуры поверхности. Гладкая поверхность грани отражает больше света, чем неровная шероховатая поверхность излома. Различные кристаллографические направления, особенно в анизотропных минералах, также в различной степени отражают падающий луч. Поэтому различные поверхности даже одного и того же образца данного минерала могут иметь различный блеск. 1. Оптические свойства

Блеск металлический неметаллический (полуметаллический, металловидный) алмазный стеклянный Пирит Реальгар Эпидот Горный хрусталь

1. Оптические свойства Цвет (окраска), цвет черты А. Е. Ферсман Типы окраски минералов 1. Идиохроматическая 2. Аллохроматическая 3. Псевдохроматическая Цвет минералов зависит от их химического состава, кристаллической структуры и наличия механических примесей (т. е. посторонних минералов).

Идиохроматическая окраска минералов Идиохроматическая – это собственная окраска минералов, которая обусловлена наличием в их составе ионов-хромофоров (красителей) или дефектами кристаллической структуры. Ионы-хромофоры – Cu, Fe, Mn, Cr, Ti, V и др. Cu – определяет зеленую окраску минералов малахит Cr – красную, зеленую, сиреневую Рубин Изумруд

Дефекты кристаллической структуры Окраску минералов определяют точечные, электронно-дырочные дефекты кристаллической структуры. Они образуются, когда катионы или анионы покидают свое место в узле кристаллической решетки. В результате на этом месте образуется дырка (+ или –). Кварц Аметист Цитрин Морион

Аллохроматическая окраска минералов обусловлена механическими примесями других минералов, как правило, очень мелкими по размерам (~ 0. 1 мм). Авантюрин – оранжево-коричневый кварц с тонко рассеянными чешуйками гематита

Псевдохроматическая окраска минералов Псевдохроматические окраски связаны с рассеянием и интерференцией света Побежалость – это пестрая или радужная окраска приповерхностного слоя минерала (интерференция света в тонкой оксидной пленке) Желтая или пестрая (родная – зеленовато- желтая) Фиолетовая или синяя (родная – розовая) Лабрадор

2. Механические свойства Твердость Фр. Моос 1. Тальк 2. Гипс 3. Кальцит 4. Флюорит 5. Апатит 6. Ортоклаз 7. Кварц 8. Топаз 9. Корунд 10. Алмаз В шкале Мооса каждый последующий минерал своим острым концом царапает предыдущий. ноготь — 2 стекло — 5 стальной нож – 6. 5 —

2. Механические свойства Спайность – это способность минералов раскалываться по определенным кристаллографическим плоскостям с образованием ровных блестящих поверхностей. Раскол происходит между теми плоскими сетками в структуре минерала, между которыми существуют наиболее слабые связи. Они отстоят друг от друга на большее расстояние.

2. Механические свойства Спайность может проявляться в 1, 2 -х, 3 -х, 4 -х и 6 -ти кристаллографических направлениях.

Для оценки спайности существует следующая шкала: 1. спайность ВЕСЬМА СОВЕРШЕННАЯ – кристалл колется на тончайшие пластинки с зеркальной поверхностью ( слюда, гипс ) 2. спайность СОВЕРШЕННАЯ – кристалл в любом месте колется по определенным направлениям, образуя ровные поверхности; неправильный излом редок ( кальцит, галенит )

3. спайность СРЕДНЯЯ – при расколе образуются как ровные спайные поверхности, так и неровные поверхности излома ( полевой шпат, роговая обманка, актинолит ) 4. спайность НЕСОВЕРШЕННАЯ – ровные поверхности спайности редки, при расколе большей частью образуется неправильный излом ( берилл, апатит) 5. спайность ВЕСЬМА НЕСОВЕРШЕННАЯ – практически нет спайности, при расколе образуется только неровные поверхности излома ( кварц)

При расколе кристаллов с весьма совершенной, совершенной и средней спайностью образуются обломки правильной формы, которые называются спайными выколками. спайные выколки

Излом Минералы не имеющие спайности или имеющие несовершенную спайность раскалываются по неровным поверхностям излома. По характеру поверхностей излом может быть: неровным (сера, апатит), ступенчатым (полевой шпат, кианит), занозистым (актинолит), раковистым (кварц), крючковатым (золото, медь, платина).

Анизотропия кристаллов – степень совершенства спайности по разным направлениям всегда различна. Полевые шпаты – раскалываются по двум разным пинакоидам, на одних плоскостях блеск сильный, поверхности ровные, на других – блеск слабый, поверхности неровные. При первом изучении минерала и когда нет его больших кристаллов приходится ограничиваться неполными наблюдениями, отмечая следующее: есть или нет спайности каково ее качество как она проходит (вдоль или поперек кристалла) каков угол спайных выколков

Отдельность – это расколы кристаллов по плоскостям их физической (фазовой) неоднородности: плоскостям срастания двойников поверхности зон и плоскостей роста кристаллов плоскости мельчайших включений других минералов В отличие от спайности отдельность проявляется по всему кристаллу, расколы в случае отдельности более грубые и четкие. Корунд пинакоид ромбоэдр Включения слюды

Плотность минералов Все минералы обладают определенной плотностью, которая зависит от химического состава и типа кристаллической структуры. Плотность – это масса единичного объема вещества и выражается она в г/см³. Удельный вес ρ мин ρ водыd = ρ воды = 1 г/см³ Численно удельный вес = плотности Удельный вес возрастает с ростом компактности кристаллической структуры, увеличением атомного номера элементов и уменьшением их радиуса.

Плотность минералов меняется от 2 до 23 г/см³, но большинство имеет плотность от 2, 5 до 3, 5 г/см³. Самый тяжелый минерал – осмистый иридий — 23 г/см³. Золото – 15 -19 г/см³. Алмаз – 3, 5 г/см³.

Плотность 2 группы минералов Тяжелые Легкие Кварц Серебро

Спасибо за внимание! Пещера Эмине-Боир-Хасар