Сделай Сам Свою Работу на 5

Твердость минералов и горных пород.





Под твердостью минералов понимается способность оказывать сопротивление при механическом воздействии (царапании, вдавливании и др.), проникновению в него другого тела, не получающего остаточной деформации.

Твердость – важное диагностическое свойство минералов, отражающее прочность связей между атомами в структуре минералов.

Твердость определяется различными способами: царапанием, вдавливанием, шлифованием и др. Существуют две шкалы твердости – относительная (по Моосу) и абсолютная.

Относительная твердость определяется царапанием одного минерала другим. Таким образом находят интервал твердости между минералами. Если, например, испытуемый минерал царапается кварцем и не царапается ортоклазом, то твердость испытуемого минерала 6,5.

«Подручными» при определении твердости минералов могут служить напильник (твердость ~ 7 ), лезвие ножа (~ 6), оконное стекло (~5), ноготь человека (~2,5) и т.д.

Абсолютная твердость определяется при помощи твердометров (склерометров) путем вдавливания под нагрузкой Р (в кг) алмазной пирамидки квадратного сечения на ровную горизонтальную поверхность испытуемого минерала. С помощью вмонтированного в твердометр микроскопа определяют площадь d (в мм2) отпечатка от вдавливания пирамидки. Расчет твердости производится по формуле:



H=2∙sin α/2∙ρ/d2 кг/мм2

Здесь α=1360 соответствует углу между гранями пирамиды.

Таблица 3. Эталонные шкалы твердости минералов

Относительн. Твердость (по Моосу) Минералы- эталоны твердости Абсолютная твердость н кг/мм2 ( по М.М.Хрущеву)
Тальк Mg3 [Si4O10] (OH) 2.4
Гипс Ca [SO4] ∙2H2O
Кальцит Ca [СO3]
Флюорит CaF2
Апатит Ca5 [PO4]3∙(F,Cl)
Ортоклаз K [AlSi3O8]
Кварц SiO2
Топаз Al2 [SiO4]∙(F,OH)2
Корунд Al2O3
Алмаз С

Сравнивая величины относительной твердости, например алмаза и гипса, можно сделать вывод, что алмаз всего в 5 раз тверже гипса, но это не так. Из шкалы абсолютной твердости тех же минералов следует, что алмаз тверже гипса в 280 раз.

Цвет минералов и горных пород.

Цвет. Это первое, что бросается в глаза при рассмотрении минералов. Для одних минералов окраска более или менее постоянная, она часто является диагностическим признаком. Такими, например, являются красная окраска коновари HgS, зеленая у малахита Cu2[CO3]∙(OH)2. Чаще окраска одного и того же минерала бывает разная: коруд может быть бесцветным или окрашен в красный, синий и др. цвета. Окраска минералов наряду с блеском и люминисценцией относится к оптическим свойствам и является внешним проявлением сложных процессов взаимодействия фотонов (квантов света) с электронами внешних электронных оболочек атомов химических элементов слагающих минералы. Эти взаимодействия сопровождаются поглощением, пропусканием или излучением кванта света. Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Одни минералы обладают постоянным цветом (азурит - синий, киноварь - кроваво-красный, магнетит - черный), другие (кварц) могут быть различно окрашенными или бесцветными.



Цвет минералов в куске.

Окрас минералов подразделяется на 3 типа:

1. Идеохроматические окраски (собственные), вызванные содержанием хромофоров или структурными факторами, например дефектами в структуре минералов.

2. Аллохроматические окраски, вызванные наличием механических примесей, обычно микровключений других минералов. Например, буро-коричневый авантюрин - кварц, содержащий тонкорассеянные чешуйки железной слюдки - гематита Fe3O4.

3. Псевдохроматические окраски, связанные с рассеянием света, интерференцией световых волн (побежалость, иризация, опалесценция).

На поверхности некоторых минералов имеется пестроокрашенная или радужная окраска приповерхностного слоя - побежалость. Она образуется чаще в результате окисления минералов. Пестрая побежалость синевато-голубоватых оттенков свойственна минералам, содержащим в составе медь. Красновато-коричневая, минералам, содержащим в своём составе железо (пирит).



 

9. Прозрачность минералов и горных пород.

 

Излом минералов

Блеск минерала обусловлен отражением от поверхности граней кристалла или излома. Тип и интенсивность блеска зависит, в основном, от характера поверхности и показателя преломления. По блеску минералы делятся на две группы:

1. Минералы с металлическим и металловидным блеском. При этом металлический, напоминает блеск свежего металла, а металловидный - блеск потускневшей поверхности металла. Характерные примеры минералов с металлическим блеском: пирит, галенит. Пример минералов с металловидным блеском: графит, сфалерит. Металлический и металловидный блеск присущ непрозрачным самородным металлам (золото, серебро, медь и др.), многим сернистым соединениям (галенит, халькопирит и др.) и окислам металлов (магнетит, пиролюзит и др.).

2. Минералы с неметаллическим блеском. Неметаллический блеск характерен для свелоокрашенных, зачастую прозрачных минералов. Неметаллический блеск различается:

  • Алмазный. Самый сильный блеск, характерен для минералов - с высоким показателем преломления. Примеры: алмаз, киноварь.
  • Стеклянный. Напоминает блеск от поверхности стекла. Неметаллический блеск присущ прозрачным минералам. Характерен для минералов с невысоким показателем преломления. Примеры: кальцит, кварц.
  • Жирный. Блеск, как от поверхности покрытой пленкой жира. Такой блеск обусловлен взаимным гашением отраженных лучей света от неровной поверхности минерала. Примеры: нефелин, самородная сера.
  • Перламутровый. Напоминает радужные переливы перламутровой поверхности морской раковины. Характерен для минералов с весьма совершенной и совершенной спайностью. Примеры: слюда, гипс.
  • Шелковистый. Присущ минералам с волокнистым строением. Примеры: асбест
  • Матовый или тусклый. Наблюдается и минералов с очень тонкошероховатой поверхностью излома. Примеры: кремень, глина.

У некоторых минералов блеск на гранях кристаллов и на изломе различный. Так, например, у кварца на гранях блеск стеклянный, а на изломе — жирный. Тонкие плёнки на несвежей поверхности и налёты посторонних веществ также резко изменяют блеск минерала.

 

11. Цвет черты. Под этим термином понимают цвет тонкого порошка минерала. Этот порошок легко получить, если проводить испытуемым минералом черту на матовой поверхности фарфоровой пластинки. Порошок получается в виде следа на пластинке, окрашенного в характерный для данного минерала цвет. Этот признак в сравнении с окраской минерала является более постоянным, т.е. боле надежным диагностическим признаком.

Цвет черты в ряде случаев совпадают с цветом самого минерала. Например, окраска и цвет черты красные у киновари, у магнита – черные, у лазурита – синие. Для других минералов наблюдается резкое различие между цветом минерала и цветом черты. Например, у гематита: цвет минерала стально-серый или черный, черта красная; у пирита – цвет минерала латунно-желтый, черта черная и т.д.

В природе нередко один и тот же минерал может встречаться то в плотных, то в порошковатых разностях. Цвета их могут сильно отличаться друг от друга. Например, лимонит (гидроокись железа) в плотных массах черный, а в порошковатых – желто-бурый и т.д. В других случаях цвет минерала в плотных массах и в диспергированном состоянии одинаков: у малахита он в том и другом состоянии зеленый.

Блеск. Падающий на минерал световой поток частично отражается его поверхностью, частично поглощается. Этот отраженный свет и создает впечатление блеска минерала, причем чем больше доля отраженного светового потока (в %), тем интенсивнее блеск.

Чисто практическим путем установлены градации интенсивностей блеска.

1. Стеклянный блеск. Минералы с показателями преломления N=1.3-1.9. Это флюорит, кварц и др.

2. Алмазный блеск. N=1.9-2.6. Сфалерит, циркон, рутил, алмаз.

3. Полуметаллический блеск. N=2.6-3.0. Киноварь, гематит.

4. Металлический блеск. N>3. Галенит, пирит и др.

Среди минералов стеклянным блеском обладают более 70%.

Рассмотренные блески характерны для минералов, имеющих гладкие поверхности (грани, плоскости, спайности). Если же определять блеск на поверхностях излома, то стеклянный и алмазный блески приобретают тусклый оттенок за счет некоторого рассеяния отраженного света. Блеск становится жирным (самородная сера в изломе, кварц на раковистом изломе).

Поверхности с грубой неровностью обладают восковым блеском.

Тонкодисперсные массы обладающие тонкой пористостью, полностью рассеивают свет и такие поверхности считаются матовыми. Пример: мел, каолин и др.

Для некоторых минералов, обладающих ориентировкой некоторых элементов строения (волокнистость) характерен отлив. В минералах с параллельноволокнистым строением (асбест, селенит) наблюдается шелковистый отлив. Прозрачные минералы, обладающие слоистой текстурой и, следовательно, совершенной спайностью, имеют перламутровый отлив.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.