Механические свойства минералов: спайность, отдельность, твердость.

ТВЕРДОСТЬ. Под твердостью подразумевается сопротивление, оказываемое кристаллом механическому воздействию более прочного тела. Она отражает прочность химических связей между атомами и зависит от типа химических связей. Для быстрой диагностики минералов их твердость определяют методом царапания с помощью простых эталонов твердости, используя шкалу Мооса, предложенную еще в 1824 году. В этой шкале каждый последующий минерал острым концом царапает предыдущий эталон. Необходимо отметить относительность шкалы Мооса: если тальк имеет твердость 1, а гипс 2, то это не означает, что гипс в 2 раза тверже талька. То же касается всех других минералов - эталонов. В табл. 3 приведены величины точной твердости вдавливания эталонных минералов, полученные на склерометре (твердометре) Хрущева М.М. и Берковича Е.С. В ряде случаев (особенно в полевых условиях) можно использовать подручные эталоны. Это ноготь (ТВ. =2.5), медная монета (ТВ. =3), стекло (ТВ. =5-5.5), стальной нож (ТВ. =5.5), напильник (ТВ. =около 7). Определение твердости необходимо проводить только на грани или на свежей ровной поверхности, учитывая морфологию минерала. Твердость, измеренная на агрегате, будет заведомо занижена. Она отражает, по существу, прочность сцепления между частицами. Разные грани кристаллов могут иметь различную твердость, но наиболее резко анизотропия твердости проявлена у дистена (кианита). Твердость вдоль удлинения кристалла равна 4.5, а поперек - 7

СПАЙНОСТЬ. Это способность кристаллов раскалываться параллельно определенным кристаллографическим плоскостям с образованием блестящих поверхностей. Плоскость спайности ориентирована параллельно фактическим или возможным граням кристалла. Спайность относится к наиболее характерным диагностическим признакам минералов. Обычно для спайности определяют степень совершенства и простую форму, по которой раскалывается кристалл. Особенно важно практически научиться отличать плоскость спайности от граней кристалла. Качество спайности определяют по следующей условной шкале: весьма совершенная - кристалл колется на тончайшие пластинки с зеркальной поверхностью (слюда, гипс); совершенная - кристалл колется с образованием ровных поверхностей, неправильный излом получается крайне редко (кальцит, галит, галенит); средняя - при расколе кристалла образуются как ровные спайные поверхности, так и неровные поверхности излома (полевые шпаты, роговая обманка); несовершенная - при расколе ровные спайные поверхности редки; большей частью образуется неправильный излом (берилл, апатит); весьма несовершенная - ровные поверхности практически отсутствуют (кварц, касситерит). Спайность может проявляться в одном (гипс, слюда), двух, трех (галит, галенит), четырех и шести (флюорит) кристаллографических направлениях. В тех направлениях, где нет спайности, кристаллы раскалываются по сложным поверхностям излома. Различают ровный, ступенчатый (полевые шпаты), неровный (апатит, касситерит), занозистый (актинолит, тремолит), крючковатый (самородные Au, Ag, Pt) и раковистый (кварц) изломы. Вид излома иногда является характерной особенностью некоторых минералов (раковистый излом кварца), что помогает в их диагностике. ОТДЕЛЬНОСТЬ. Отдельность - это способность кристаллов раскалываться с образованием ровных поверхностей по плоскостям их фазовой неоднородности. Это могут быть плоскости срастания двойников, плоскости мельчайших ориентированных включений других минералов. Так, характерная отдельность корунда обусловлена тончайшими включениями слюды - мусковита. Интересными для диагностики минералов являются и другие механические свойства. Таблица 3. Шкала твердости Мооса и значения микротвердости эталонных минералов в МПа 1. Тальк Mg3[Si4O10] (OH)2 - 24 2. Гипс Ca[SO4]*2H2O - 360 3. Кальцит Са[CO3] - 1090 4. Флюорит CaF2 - 1890 5. Апатит Ca5[PO4]3(OH,F ) - 5360 6. Микроклин K[AlSi3O8] - 7950 7. Кварц SiO2 - 11200 8. Топаз Al2[SiO4]F2 - 14270 9. Корунд Al2O3 - 20600 Рис. 13 Анизотропия твердости кристалловкианита.

Хрупкость - это свойство крошиться под давлением или при ударе. Самородная сера - очень хрупкий минерал. Хрупкость является также диагностическим признаком блеклых руд. Самородное золото, медь, серебро - ковкие минералы. Ковкость их проявляется в том, что они могут быть легко расплющены в тонкую пластинку. Для многих минералов характерна гибкость (молибденит, хлорит, тальк), но только листочки слюды в то же время и упругие, то есть они восстанавливают первоначальное положение при снятии напряжения. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА. Большинство минералов не магнитны - полевые шпаты, кальцит, кварц и другие. К слабо магнитным относят те минералы, которые приобретают магнитность под действием электрического поля. Это некоторые оксиды железа,ильменит, железистый сфалерит и другие минералы. Магнитные минералы притягиваются магнитом. Таких минералов немного. Это магнетит FeFe2O4, в меньшей степени пирротин Fe1-xS, самородное железо (Fe).