Электрические свойства. Эти свойства для определения минералов используются крайне редко
Эти свойства для определения минералов используются крайне редко. Разве что для турмалина можно проводить испытания на пироэффект, нагревая его.
Радиоактивность
Минералы, содержащие уран и торий, обладают радиоактивностью, которая обнаруживается специальными приборами.
Минеральные ассоциации
Ассоциации оказывают большую помощь минералогам и геологам при идентификации минералов, а часто являются единственным ключом для такой идентификации. Для использования ассоциаций необходим некоторый опыт. Так, например, бледно-коричневатая слюда в темных (черных) пироксен-оливиновых породах, вероятнее всего, окажется флогопитом, а не биотитом. Зеленоватая светлая слюда в таких же породах окажется фукситом, а не мусковитом, тогда как похожая зеленоватая слюда в пегматитах (кварц-полевошпатовых породах) будет железосодержащим мусковитом, а не фукситом (хромовой разновидностью мусковита). Опыт использования ассоциаций надо приобретать, просматривая горные породы и минералы в коллекциях, запоминая парагенезисы.
Химические тесты при изучении минералов
Часто после исследования физических свойств вопрос о принадлежности минерала к тому или иному минеральному виду бывает не решен, или решен частично, поэтому возникает потребность в знании каких-то особенностей его химического состава, что с успехом решается при проведении некоторых простейших химических тестов. Все ранее рассмотренные нами методы можно отнести к неразрушающим, т. к. они оставляют неразрушенным образец минерала. При химических тестах образец разрушается.
Если после ознакомления с физическими свойствами минерала вопрос о его идентификации все еще остается под сомнением, его часто можно разрешить, выполнив один – два химических теста. Как правило, использующиеся для идентификации химические тесты немногочисленны и просты, т. к. изучение физических свойств позволяет сузить круг возможных минералов. Принимая во внимание вероятные химические свойства таких вероятных минеральных видов, легко выбрать тест или тесты, которые привели бы к однозначному решению.
Большинство полевых геологов не имеют при себе приспособлений, необходимых для проведения сложных химических испытаний. Как правило, они берут с собой лишь самое необходимое, учитывая характер тех минералов, которые они могут встретить в условиях предстоящей работы. При этом ограничиваются определением растворимости и простейшими химическими реакциями, приводящими к окрашиванию растворителя или образца, а также вызывающими характерный вкус или запах. Некоторые геологи используют паяльную трубку, но сейчас это считается устаревшим методом и применяется редко. Мы рассмотрим наиболее распространенные химические методы.
Растворимость
Несмотря на то, что существуют многочисленные реактивы, растворяющие или нерастворяющие тот или иной минерал, при идентификации минералов в полевых условиях широко пользуются лишь двумя растворителями: водой и соляной кислотой различной концентрации.
Обычно соляная кислота применяется следующим образом. Небольшое количество растертого в порошок минерала помещают в пробирку и добавляют около 5 см3 разбавленной в соотношении 1:1 соляной кислоты. Если реакции не наблюдается, пробирку нагревают. Если и при этом не происходит реакции, то испытания повторяют с концентрированной соляной кислотой. При этом происходят следующие характерные реакции:
Минералы с металлическим блеском
Растворимы в HCl – гётит;
Растворимы в HCl с трудом – гематит, ильменит, магнетит;
Растворимы в HCl с выделением хлора – пиролюзит, гаусманит, манганит, браунит;
Растворимы в HCl с выделением H2S – антимонит, пирротин, галенит, сфалерит;
Минералы с неметаллическим блеском
Растворимы в HCl – криолит, цинкит, брусит, колеманит, гипс, ярозит, апатит, бирюза, карнотит, крокоит;
Растворимы в HCl с образованием геля кремнезема – анортит, нефелин, содалит, канкринит, оливин, виллемит, гемиморфит, датолит, анальцим, натролит;
Растворимы в HCl с выпадением осадка кремнезема – лейцит, родонит, волластонит, скаполит, кордиерит, биотит, серпентин, гарниерит, хризоколла, стильбит, шабазит, гейландит;
Растворимы в HCl с выделением CO2 – все карбонаты.
1. Многие минералы полностью растворяются без вскипания (выделения пузырьков); к ним относятся оксиды, гидроксиды, некоторые сульфаты, а также некоторые фосфаты и арсенаты. Высокое содержание железа вызывает желтую окраску раствора; медные минералы окрашивают раствор в синий или зеленовато-синий цвет; с кобальтовыми минералами раствор приобретает розовый цвет.
2. Растворение со вскипанием (обильным выделением пузырьков) наблюдается в тех случаях, когда минерал содержит какой-либо газообразующий компонент. К таким минералам относятся все карбонаты, которые растворяются в HCl со вскипанием. Наиболее распространенный тест, позволяющий отличить кальцит от доломита. Разбавленная HCl (в данном случае 1:9) растворяет кальцит с бурным вскипанием, а доломит не растворяется, если он не свежерастертый, а кислота не нагрета; но и в этом случае бурного вскипания не получится. Некоторые из них, такие, как кальцит и арагонит, вскипают в холодной кислоте, тогда как остальные – только в горячей кислоте. Некоторые сульфиды растворяются в HCl с выделением сероводорода, который легко узнать по характерному запаху тухлого яйца. Окислы марганца под действием HCl выделяют хлор (зеленоватый ядовитый газ).
3. Разрушение минералов в соляной кислоте с образованием нерастворимого осадка характерно для большинства силикатов. Нерастворимый осадок состоит главным образом из кремнезема и выделяется в виде тонкого порошка или гелеподобной массы (как желатин).
Как правило, все, что требуется от простых химических испытаний, – это отличить один минерал от другого.
Вкус и запах
Растворимые в воде минералы могут различаться по вкусу: вяжущему или едкому (например, квасцы, мелантерит), горькому (сильвин), холодящему (натриевая селитра) и соленому (галит). Некоторые минералы обладают способностью липнуть к языку (например, каолинит).
Для ряда минералов характерен тот или иной запах, когда их подвергают нагреванию, растиранию, а также воздействию каких-либо растворителей. Примерами могут служить едкий сернистый запах халькозина при нагревании, зловоние, испускаемое пирротином под действие HCl, чесночный запах арсенопирита (и всех мышьяк содержащих минералов) при растирании.
Наиболее частыми случаями использования запаха для диагностики минералов являются следующие: глина начинает пахнуть плесенью, если на нее подышать, а сфалерит, когда его царапают, выделяет сероводород с запахом тухлых яиц.
Вопросы.
Лекция 12
Лабораторные методы определения минералов. Устройство микроскопа. Определение оптических свойств минералов (показателя преломления, силы двупреломления, погасания, цвета минерала и плеохроизма). Исследование в сходящемся свете. Основные методы определения ювелирных минералов (рефрактометр, рефлектометр, полярископ