Минералы имеющие металлический блеск
Обновлено: 04.10.2024
В металлические минералы Это те, которые образованы различным количеством минералов, содержащих ценные для человека металлы. В то время как некоторые металлические минералы можно использовать без модификаций (по мере их извлечения), другие необходимо подвергать различным процессам для получения желаемого продукта.
Минерал - это неорганическое вещество в твердом состоянии, которое образовано одним или несколькими химическими элементами, организованными определенным образом во внутренней структуре с определенным химическим составом.
характеристики
Все минералы твердые и образуются в результате взаимодействия физических и химических процессов, происходящих в геологической среде (в течение длительных периодов времени), в результате чего образуется естественная однородная смесь.
Глянец
Блеск или блеск описывает способ отражения света от поверхности минерала. Это свойство зависит от его химической природы. Все металлические минералы отличаются высоким блеском, так как они отражают почти весь падающий на них свет.
Цвет
Вы можете подумать, что цвет - самое характерное свойство любого минерала; однако он недействителен на момент описания.
Кроме того, их цвета могут отличаться в зависимости от наличия или отсутствия других металлов. Например, золото теряет свой характерный желтый цвет при смешивании с медью, в результате чего конечный продукт становится розовым (розовое золото).
Упорство
Это поведение, которое минерал проявляет под действием внешних сил. Хотя нагревание применяется к некоторым металлическим минералам, их можно деформировать в пластины, листы или они могут быть деформированы в нити или проволоку; это, в частности, золото, серебро, медь.
Существуют также другие хрупкие минералы, которые легко разрушаются или измельчаются, например кварц (минерал, состоящий из кремния и кислорода).
Конкретный вес
Обычно этот характеристический вес получается обычным способом путем сравнения веса минерала с весом равного объема воды.
В этом смысле удельный вес большинства породообразующих минералов составляет примерно 2,7 г / см3. 3 . Аналогичным образом, в случае металлических минералов этот вес имеет значение, которое колеблется около 5 г / см. 3 .
Электрические свойства
Минералы обладают разной способностью проводить электрический ток. Кристаллы самородных металлов - хорошие проводники электричества.
С другой стороны, кварц обладает полупроводниковыми свойствами; Это означает, что они ведут себя как проводники или как изоляторы в зависимости от различных факторов, таких как магнитное поле.
Виды и примеры
По своему составу и другим характеристикам металлические минералы можно разделить на три типа: драгоценные металлы, железные и стальные металлы и цветные промышленные металлы.
Драгоценные металлы
Это те, которые, естественно, находятся в свободном состоянии; то есть в качестве сырья они не сочетаются (как соединение) с другими элементами. Такое поведение связано с его низкой реактивностью.
Некоторые из этих драгоценных металлов:
Золото (Au)
Используется в ювелирных изделиях и электронике благодаря высокой устойчивости к коррозии. Это символ чистоты, ценности, королевской власти и власти.
Серебро (Ag)
Он имеет самую высокую электрическую и теплопроводность из всех металлов, но его высокая стоимость не позволяет его массовое использование. Серебро используется в сплавах для пайки, электрических контактах и электрических батареях, а также в монетах.
Платина (Pt)
Не растворяется в большинстве кислот и устойчив к коррозии. Он используется как катализатор в различных отраслях промышленности: нефтяной, фармацевтической, химической, а также при производстве оружия.
Кроме того, он используется в производстве жестких дисков для компьютеров и волоконно-оптических кабелей.
Родий (Rh)
Он используется как катализатор гидрирования и как активный центр каталитического риформинга углеводородов. Родий также используется в электрических контактах. Этот металл очень редкий и дефицитный, поэтому он самый дорогой металл из всех.
Палладий (Pd)
Палладий используется в основном для создания каталитических нейтрализаторов. Он также используется в ювелирном деле, стоматологии, часовом производстве, а также в производстве хирургических инструментов и электрических контактов.
Стальные металлы
Их получают восстановлением оксидов железа в доменных печах, в которые вводятся металлические минералы. Наиболее важными в этой группе являются железо и марганец.
Железо (Fe)
Он находится в составе нескольких минералов: гематита (Fe2ИЛИ3), магнетит (Fe3ИЛИ4) и лимонита (FeO (OH)). Из него делают замки, косметические принадлежности, магниты, магнитные ленты, трубки и оцинкованные металлические листы.
Марганец (Mn)
Он содержится в таких минералах, как пиролюзит (MnO2), псиломелана (MnO2ЧАС2O), манганит (MnO (OH)) и другие. Он также используется при производстве стекла, батарей, металлических ящиков, красок и лаков, гребных винтов, торпед, кислорода, хлора и лекарств.
Цветные промышленные металлы
Это металлы, извлеченные из металлических руд, которые не содержат железа в заметных количествах, и являются в первую очередь сырьем для перерабатывающей промышленности. Среди наиболее широко добываемых металлов - свинец, медь и цинк.
Медь (у.е.)
Халькопирит (CuFeS2), халькоцит (Cu2S), ковелит (CuS) и борнит (Cu5FeS4) являются наиболее известными минералами сульфида меди. Медь используется, в частности, для изготовления труб, домашней утвари, ювелирных изделий и высоковольтных линий.
Свинец (Pb)
Обычно его получают в виде сульфида свинца в галените. Другими важными минералами для коммерческой промышленности являются карбонаты (церузит, PbCO3) и сульфатов (англезит, PbSO4). Он используется для изготовления водопроводных и канализационных труб, кабелей, батарей, пигментов и припоев.
Цинк (Zn)
Цинк встречается в природе в виде сульфидов цинка (обманка), карбонатов (смитсонит) и силикатов (каламин). Большой процент от общего расхода цинка используется для цинкования стали, где цинк защищает сталь от коррозии, поскольку действует как расходный анод.
Как узнать, какой это минерал
Минералы отличаются определенным химическим составом и внешними физическими признаками. К ним относятся: блеск, твердость, цвет, характер излома. Определить минералы по внешним признакам — дело нетрудное, но оно требует внимания и аккуратности.
Определение химического состава минерала — более сложная задача. В нашем определителе приводятся формулы лишь тех минералов, которые имеют несложный химический состав.
ФЛЮОРИТЫ И ДРУГИЕ МИНЕРАЛЫ 1 — флюорит — плавиковый шпат; 2 — кристаллы кальцита — известкового шпата; 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11 — разновидности флюорита; 7 — ангидрит; 9 — сросток кристаллов флюорита.
Прочитав эту главу, вы ознакомитесь с приемами определения наиболее распространенных минералов.
Цветные таблицы для определения помогут узнать название минерала, который попал вам в руки.
При определении минералов по внешнему виду нужно сперва обратить внимание на общие для всех минералов признаки, а затем уже рассматривать особенности, отличающие их друг от друга.
АПАТИТ И ДРУГИЕ МИНЕРАЛЫ 1, 3, 4, 6, 7, 9 — кристаллы апатита; 2 — апатит (светлый) с нефелином (темный); 5 — прожилки асбеста в змеевике; 8 — цинковая обманка — сфалерит — скорлуповатого строения; 10 — кристалл цинковой обманки в породе.
В первую очередь обратите внимание на блеск минерала.
Большинство минералов благодаря отражению своими поверхностями лучей света блестит, и лишь некоторые из них — матовые — лишены блеска.
По блеску минералы легко делятся на две группы: минералы с металлическим блеском и минералы с неметаллическим блеском.
МИНЕРАЛЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ 1 — радиально-лучистые кристаллы антимонита — сурьмяного блеска — на барите; 2 — кристалл пирита — серного колчедана; 3 — галенит (темный) — свинцовый блеск — в кварце; 4 — кристалл галенита в барите; 5 — натечный гематит — так называемая «красная стеклянная голова»; 6 — кристалл железного блеска; 7 — кусок сплошного гематита — красного железняка; 8 — кристаллы магнетита в хлоритовом сланце.
Блеск металлический:
1. Металлический блеск напоминает блеск поверхности свежего излома металлов. Металлический блеск лучше виден на свежей (неокисленной) поверхности металла. Минералы, обладающие металлическим блеском, непрозрачны и более тяжелы по сравнению с минералами, имеющими неметаллический блеск. Иногда вследствие процессов окисления минералы, имеющие металлический блеск, покрываются матовой коркой.
Металлический блеск характерен для минералов, являющихся рудами различных металлов. Примерами минералов, имеющих металлический блеск, могут служить золото, медный колчедан, свинцовый блеск.
2. Металловидный блеск — более тусклый, как у потускневших от времени металлов. Пример: магнитный железняк.
МИНЕРАЛЫ С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ 1 — кристалл серы и вкрапления серы в породе; 2 — кристалл биотита — черной слюды — в породе; 3 — тальк; 4 — сильвин (белый); 5 — боксит оолитовый; 6 —- киноварь; 7— малахит (зеленый) и азурит (синий); 8 — пиролюзит.
Блеск неметаллический:
1. Стеклянный блеск напоминает блеск поверхности стекла. Им обладают: каменная соль, горный хрусталь.
2. Алмазный блеск — искрящийся, напоминает стеклянный, но более сильный. Примеры: алмаз, цинковая обманка.
3. Перламутровый блеск подобен блеску перламутра (поверхность минерала отливает радужными цветами). Часто наблюдается, например, у кальцита, слюды.
4. Шелковистый блеск — мерцающий. Характерен только для минералов, имеющих волокнистое или игольчатое строение. Пример: асбест.
5. Жирный блеск имеет ту особенность, что поверхность минерала кажется как бы смазанной жиром. Иногда и сам минерал жирен на ощупь, как например тальк.
6. Восковой блеск подобен жирному, но более слабый. Пример: халцедон.
Матовые минералы лишены блеска и напоминают землистые массы. Пример: боксит.
Блеск лучше всего наблюдать на свежем изломе минерала или на свежей поверхности граней его кристаллов. После того как вы установите характер блеска, необходимо определить твердость минерала.
МИНЕРАЛЫ 1 — полевой шпат — адуляр; 2 — полевой шпат — амазонит; 3 — полевой шпат — микроклин; 4 — кристаллы граната в породе; 5 — гранат демантоид; 6 — гранат гессонит; 7—зеленые кристаллики уваровита; 8 — натечный сталактите видный лимонит; 9 — сплошной лимонит; 10 — роговая обманка; 11 — иризирующий лабрадор.
Твердость минералов
Твердость минерала — это то сопротивление, которое он оказывает, когда вы царапаете его каким-нибудь другим предметом или минералом. Если испытуемый минерал мягче, чем тот, которым вы царапаете по его поверхности, то на нем останется след — царапина.
Учеными составлена следующая шкала твердости минералов:
| Название минерала | Твердость |
| тальк | 1 |
| гипс | 2 |
| кальцит | 3 |
| флюорит | 4 |
| апатит | 5 |
| полевой шпат | 6 |
| кварц | 7 |
| топаз | 8 |
| корунд | 9 |
| алмаз | 10 |
Громадное большинство минералов, распространенных в земной коре, обладает твердостью, не превышающей 7. Только незначительное количество имеет большую твердость.
Распознавать твердость минералов можно с помощью ногтя и осколка обыкновенного стекла.
МИНЕРАЛЫ 1—2 — аметисты; 3 — друза горного хрусталя; 4 — кристалл цитрина; 5 — дымчатый кварц; 6 — морион; 7 — горный хрусталь с включениями кристаллов рутила; 8 — молочный кварц (аморфный и кристалл); 9 — розовый кварц; 10 — железный кварц; 11 — кварц с включениями асбеста — так называемый «волосатик»; 12 — кремень с примесью частиц глины, песка и пр.
По твердости все минералы разбиваются на три группы:
1. Мягкие минералы (ноготь оставляет царапину на минерале). Примеры: тальк, графит, гипс.
2. Минералы средней твердости (ноготь не оставляет царапины на минерале; минерал не оставляет царапины на стекле). Примеры: кристаллический кальцит, медный колчедан, или халькопирит.
3. Твердые минералы (минерал оставляет царапину на стекле). Примеры: кварц, полевые шпаты.
После испытания надо стереть порошок, т. е. раздробленные частицы минерала, с его поверхности и убедиться, что на минерале действительно остался след, так как порошок мог образоваться из того минерала, которым царапали.
Цвет черты (или, другими словами, цвет порошка) у некоторых минералов не отличается от цвета самого минерала; но встречаются и такие минералы, цвет порошка которых резко отличается от их цвета. Например, кальцит бывает бесцветный, белый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, бурый, черный; порошок же у кальцита всегда белый.
ХАЛЦЕДОНЫ 1 — галька; 2 — натечный гроздевидный халцедон; 3 — слоистый халцедон; 4 — сапфирин; 5 — сердолик; 6 — плазма; 7 — почковидный халцедон; 8 — сард (сардер); 9 — хризопраз; 10 — халцедон с дендритами окислов марганца; 11 — гелиотроп.
Для получения порошка минерала (т. е. черты) применяется шероховатая, не покрытая глазурью фарфоровая пластинка — так называемый бисквит. Заменить бисквит можно черепком неглазурованного фарфора или осколком фаянсовой посуды, предварительно сняв с него наждачной бумагой или напильником гладкий слой глазури.
Если провести минералом по поверхности бисквита или по шероховатому излому фарфорового осколка, минерал оставит черту.
Все мягкие и средней твердости минералы, за небольшим исключением, дают черту; большинство твердых минералов черты не дает.
Если нет под рукой фарфоровой пластинки можно, поскоблив минерал ножом, получить тонкий порошок. Для определения цвета черты этот порошок следует растереть на белой бумаге.
Цвет оказывается постоянным признаком для немногих минералов. Так, например, малахит — всегда зеленый, золото — золотисто желтое и т.д. Для большинства минералов этот признак непостоянен. Для определения цвета минерала необходимо получить свежий излом.
Изломы минералов также могут быть различны. Так, например, кремень отличается раковистым изломом, свинцовый блеск — ступенчатым изломом, многие минералы имеют землистый, занозистый и другие изломы.
Вид излома зависит от физических свойств минерала, его кристаллического строения и твердости.
Для некоторых минералов характерна спайность, т. е. способность раскалываться или расщепляться по определенным направлениям. При этом образуются гладкие, блестящие плоскости раскола. Например, слюды характеризуются ярко выраженной спайностью. Они могут легко разделяться на тонкие гладкие листочки в одном направлении. Хорошо выраженной спайностью по трем направлениям отличается каменная соль: если раскалывать обломок кристалла каменной соли, то все осколки будут иметь правильную форму куба.
РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ЯШМЫ И АГАТА 1 — яшма одноцветная; 2 — яшма пятнистая; 3 — яшма слоистая; 4 — яшма ленточная; 5 — многоцветный агат; 6 — одноцветный агат; 7 — яшма волнистая; 8 — яшма струйчатая; 9 — парчовая яшма; 10 — брекчиевидная яшма; 11 — копейчатая яшма; 12 — пестроцветная яшма.
Удельный вес не является важным признаком для большинства минералов, но для минералов, в состав которых входят такие тяжелые элементы, как, например, свинец, удельный вес имеет большое значение при определении.
Классификация минералов по внешним признакам не требует определения удельного веса с большой точностью. Достаточно разделить минералы на две основные группы: легкие и тяжелые.
Для некоторых минералов отличительным признаком является магнитность. Минералы, содержащие железо, иногда обладают магнитностью, например магнитный железняк. Магнитность у других минералов, содержащих железо, проявляется после прокаливания.
Для определения магнитности минералов используется магнитная стрелка, подвешенная на тонком острие, а в полевых условиях работы — стрелка компаса. Минералы, обладающие магнитными свойствами при поднесении их к магнитной стрелке, притягивают ее к себе.
Некоторые минералы, имеющие в своем составе углекислоту, под действием соляной кислоты (10 %-ный раствор) выделяют в виде пузырьков углекислый газ — как говорят, минерал «вскипает». Сюда относятся: кальцит, малахит и горные породы — мел, известняк.
Существуют минералы, которые можно распознать на вкус, например каменная соль, калийные соли (сильвин, карналлит) и др.
Приступая к определению неизвестного минерала, используйте прежде всего первую часть нашего определителя, т. е. «Ключ к определителю минералов».
По ключу первым делом вы должны установить, какой блеск имеет ваш минерал — металлический или неметаллический. Установив это, вы последовательно определяете твердость минерала, цвет черты и т. д. Полученные данные о минерале приведут вас в конце концов к определенным страницам второй части определителя, где описываются различные минералы. В «Ключе к определителю минералов» эти страницы указаны.
Если появится необходимость исследовать минерал на горение или плавкость, следует отколоть от него маленький кусочек, зажать его кончиками пинцета и ввести в пламя свечи, спиртовки или газовой горелки. Некоторые минералы, как например янтарь, загораются даже в пламени спички.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Свойства минералов. Твердость, плотность, сингония, блеск.
В описании камней можно увидеть описание таких свойств как твердость, плотность, сингония и блеск. Первое время для меня эти свойства описания были бессмысленными словами, на которые совершенно не обращала внимание. Думаю, многим из Вас будет интересно узнать, что из себя представляют все перечисленные свойства минералов. Не только интересной, но и полезной информацией для правильной эксплуатации минерала.
Твердость.
Твердость камней определяют по шкале Мооса. Для этого берётся специально отобранный ряд минералов, которые расположены в порядке нарастания твёрдости: тальк, гипс, кальцит, плавиковый шпат, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз. По этой шкале камни делятся на три группы:
Ещё точнее твёрдость породы можно узнать с помощью прибора ПМТ-3, принцип работы которого заключается во вдавливании алмазной пирамиды в образец
Твердость 1,2- царапается ногтем.
Твердость 3,4, 5- царапается ножом.
Твердость 6- царапается напильником.
Твердость 7- поддается обработке.
Твердость 8,9- царапает стекло.
Твердость 10- режет стекло.
Для чего необходимо знать твердость приобретаемых минералов или изделий из них? Для элементарного правила хранения. Например, те же шарики из разных минералов необходимо с разной твердостью хранить отдельно друг от друга. Шарик из кварца легко может поцарапать поверхность шарика из кальцита. Или когда мы приобретаем два шарика для того чтобы из «перебирать» в ладони, необходимо понимать что для таких целей пригодны будут шарики высокой твердости. Т.к. шарики низкой твердости очень быстро поцарапаются и потеряют свой первоначальный внешний вид.
Плотность.
Плотность – масса вещества в единице объёма тела. Плотность природного камня напрямую зависит от состава минералов и пористости.
В общем, чем больше плотность минерала, тем он будет тяжелее по своему весу.
Сингония.
Сингонией называется группа видов симметрии, обладающих одним или несколькими одинаковыми элементами симметрии и имеющих одинаковое расположение кристаллографических осей.
Кристаллографические классы, или виды симметрии, объединяются в более крупные группировки, называемые системами или сингониями. Таких сингоний семь:
L22P; 3L2; 3L23PC
L3; L3C; L33P; L33L2; L33L23PC;
L4; L4PC; L44P; L44L2; L44L25PC; Li4; Li42L22P
Li6=L3P; Li63L23P=L33L24P; L6; L6PC; L66P; L66L2; L66L27PC
4L33L2; 4L33L23PC; 4L33L2(3Li4)6P; 3L44L36L2; 3L44L36L29PC
Высшая категория
Кубическая сингония. В этой сингонии кристаллизуются наиболее симметричные кристаллы. В кубической сингонии присутствует более одной оси симметрии выше второго порядка, т. е. L3 или L4 . Кристаллы кубической сингонии обязательно должны иметь четыре оси третьего порядка (4L3) и, кроме того, либо три взаимно перпендикулярные оси четвертого порядка (3L4), либо три оси второго порядка (3L2).
Максимальное количество элементов симметрии в кубической сингонии может быть выражено формулой 3L4 4L36L29PC. Кристаллы кубической сингонии встречаются в виде куба октаэдра, тетраэдра, ромбододекаэдра, пентагон-додекаэ дра и др.
Средняя категория.
Сингонии средней категории. Эта группа объединяет кристаллы, обладающие только одной осью симметрии порядка выше второго. К средней категории относятся гексагональная, тетрагональная и тригональная сингонии. Гексагональная сингония характеризуется наличием одной оси симметрии шестого порядка (L6). Максимальное количество элементов симметрии может быть следующим" L56L27PC. Кристаллы гексагональной сингонии образуют приз мы, пирамиды, дипирамиды и др.
Низшая категория
Если выражаться простым языком, тип сингонии отвечает за форму кристалла.
Блеск.
Блеск у минералов бывает металлический (как у большинства сульфидов и самородных металлов), полуметаллический (графит, гематит) и неметаллический. Неметаллический блеск подразделяется на:
- стеклянный (флюорит, плагиоклаз; в целом 70% всех известных минералов),
- алмазный (алмаз, берилл),
- жирный (нефелин, сера),
- перламутровый (опал, тальк),
- шелковистый (гипс, роговая обманка),
- матовый отсутствие блеска (боксит).
Блеск минерала связан прежде всего с его показателем преломления. Металлический блеск характерен для непрозрачных минералов, имеющих показатель преломления n > 3,0. Полуметаллический блеск отмечается у непрозрачных минералов с n = 2,6-3,0. Алмазный блеск встречается у минералов с n = 1,9-2,6. У минералов со стеклянным блеском n = 1,3-1,9. Прочие разновидности блеска проявляются в силу разной структуры поверхности минералов.
Необходимо отметить, что один и тот же минерал может иметь разный блеск в зависимости от формы агрегатов и от того, по какой плоскости спайности он сколот.
Скажу своим простым языком. Когда мы пытаемся что-то описать, то всегда прибегаем к аналогичным примерам. Тоже самое и с блеском камней. Если написано, что блеск восковой, то достаточно себе представить отпалированную поверхность слегка покрытую воском. Или например блес стеклянный. Представьте как блестит поверхность стекла.
Ответы к § 20. Урок – практикум. Работа с коллекцией горных пород и минералов. География, землеведение 5-6 класс, Климанова
1. По блеску минералы делятся на две группы: с металлическим и неметаллическим блеском. Металлический блеск характерен для руд различных металлов. Найдите в коллекции «Минералы и горные породы» минералы, имеющие металлический блеск, назовите их.
Примерами минералов, имеющих металлический блеск, являются: золото, галенит, молибденит, пирит, халькопирит, платина, серебро, медь и другие.
2. Неметаллический блеск может быть различным: стеклянным у каменной соли, перламутровым у слюды, шелковистым у асбеста, жирным у талька, восковым у халцедона. Найдите в коллекции минералы, имеющие неметаллический блеск, назовите их.
Примерами минералов, имеющих неметаллический блеск, являются: кварц, галит, алмаз, гипс, кальцит, слюда, асбест, малахит, тальк, сера, опал, мел.
3. Для определения твёрдости минерала используют минералогическую шкалу твёрдости (шкалу Мооса) (рис. 65). По твёрдости все минералы делятся на четыре группы: мягкие (ноготь оставляет царапину на минерале), твёрдостью 1 – 2; средней твёрдости (минерал не оставляет царапины на стекле), твёрдостью 3 – 5; твёрдые (царапают стекло), твёрдостью 6 – 7 и очень твёрдые (оставляют царапину не только на стекле, но и на горном хрустале), твёрдостью 8 – 10. Найдите в коллекции минералы, имеющие твёрдость 1 -2 (мягкие) и 3 – 5 (средней твёрдости), назовите их.
Тальк, мел (1).
Каменная соль, гипс (2).
Известковый шпат (3).
Плавиковый шпат (4).
Апатит (5).
4. Для некоторых минералов отличительным признаком является магнитность. Для определения магнитности можно использовать металлические предметы или компас. Найдите в коллекции минералы, обладающие магнитностью, назовите их.
Примерами минералов, обладающих магнитностью, являются: магнетит, пирротин, биотит.
Задания
1. Найдите в коллекции горные породы, относящиеся к магматическим, осадочным, метаморфическим, назовите их.
Магматические горные породы – гранит, пемза, базальт. Осадочные горные породы – известняк. Метаморфические – мрамор, гнейс, кварцит.
2. Чем различается внешний вид магматических, осадочных и метаморфических горных пород?
Магматические породы выделяются плотной структурой, безпористостью и наличием в структуре кристаллов разных размеров. Также они отличаются крепкостью.
Горные породы осадочного происхождения в большинстве своем имеют пористую структуру. Это из-за влияния воды и других природных явлений. Они уступают прочности двух остальных групп.
Метаморфические породы выделяются зернистой структурой. Это хорошо видно на примере мрамора, если смотреть на его кусок под светом. Также они выделяются слоистостью.
3. Дайте характеристику горной породы из коллекции по следующему плану:
1) внешний вид (цвет, блеск, твёрдость);
2) состав;
3) происхождение;
4) использование в хозяйстве.
Известняк
1) цвет бежевый, твёрдость 3, блеска не имеет.
2) основной химического состава известняковых пород является кальцит (реже – арагонит) с различными примесями.
3) органическое происхождение.
4) используют в строительстве.
Внешние отличительные признаки минералов
Блеск нечетко определяется как количество и качество света, отраженного от поверхности минерала. Он представляет собой сумму отблесков. Хотя данное определение не обладает достаточной точностью, блеск — весьма специфическое и полезное для идентификации минералов свойство.
Блеск
Блеск ценен тем, что его легко определить путем простого осмотра минерала. В то же время его основу составляют два фундаментальных свойства, для измерения которых требуются специальные средства. Таковыми являются: 1) природа атомной связи в кристалле и 2) величина показателя преломления и коэффициента поглощения наряду с дисперсией света. Еще одним (не фундаментальным) фактором, влияющим на блеск, является степень шероховатости отражающей поверхности. Последний фактор может менять блеск минерала, а также придавать ему характерные особенности.
Количество отраженного света описывается следующими категориями:
- сверкающий — отражение света как у алмаза, дает резкое изображение источника света; сияющий — дает только неясные очертания источника света;
- блестящий — общее отражение света без видимого изображения.
Для подробного ознакомления с медицинской и исследовательской техникой основных мировых производителей оптических систем и сопутствующего оборудования посетите наш каталог или свяжитесь с нашими специалистами и получите полную профессиональную консультацию по любым, имеющимся у Вас, вопросам.
Металлический блеск
Металлический блеск свойствен непрозрачным веществам с высоким коэффициентом поглощения, которые являются хорошими отражателями. Он свидетельствует о наличии металлической или в большей степени ковалентной связи между атомами. Такой блеск наблюдается у самородных металлов, сульфидов и сульфосолей. Почти все эти вещества обладают отражательной способностью по крайней мере в 20%, а обычно даже свыше 30%, и имеют высокие показатели преломления, хотя последние определить непосредственно удается редко.
Полуметаллический блеск наблюдается у некоторых полупрозрачных оксидов (например, у рутила TiO2 и гематита Fe2O3) с показателями преломления от 2 до 3.
Неметаллический блеск
Этот тип блеска, присущий прозрачным и полупрозрачным веществам, делится на следующие виды:
Рис. 6.2 Электронная микрофотография, на которой видны мерцающие пластинки в лабрадорите Промежуточный по составу плагиоклаз (например, лабрадорит) представляет собой сложное взаимопрорастание несколько различающихся структурных единиц На электронной дифракционной картине (внизу слева) видны два типа отражений, связанных с различными структурными единицами
Алмазный. Сильный блеск, обусловленный высокой прозрачностью. Такой блеск связан с наличием у минералов ковалентной связи, как у алмаза, а также присутствием атомов тяжелых металлов, как у церуссита РЬС03, или элементов переходной группы, как у рутила Ti02 Минералы с алмазным блеском обладают высокими показателями преломления (от 1,9 до 2,6) и сильной дисперсией.
Смолистый. Такой блеск присущ сфалериту ZnS и другим полупрозрачным минералам с показателем преломления больше 2 (сфалерит обладает алмазным или полуметаллическим блеском, а смолистый блеск наиболее характерен для уранинита).
Стеклянный. Блеск разбитого стекла или кварца Им обладают многие полупрозрачные минералы с преимущественно ионной связью элементов, имеющих атомный номер меньше 26 (т е предшествующих Fe в периодической таблице). В частности, стеклянным блеском характеризуются многие силикаты. Их показатель преломления колеблется от 1,5 до 2,0.
Перламутровый. Его имеют слоистые силикаты, например тальк Мg3Si4O10(ОН)2 и хлорит (Al,Mg)5-6(Si, Al)4O10(OH)8, обладающие весьма совершенной базальной спайностью. Такой неяркий отраженный свет дают также доломит CaMg(CO3)2 и спайные грани гипса (у его разновидности селенита) CaSO4 • 2Н20.
Шелковистый. Наблюдается у минералов волокнистого сложения и связан больше с текстурой минеральных агрегатов, чем с внутренней структурой. Примером является волокнистый гипс.
Жирный. Жирным блеском обладает нефелин (Na, K)AlSiO4, в какой-то степени, возможно, из-за поверхностных изменений.
Мерцающий блеск, игра цвета и опалесценция
Эти эффекты обусловлены отражением света от экссолюционных пластинок или других неоднородностей в кристалле. Показательным примером является разновидность полевого шпата, называемая лунным камнем. В кристаллах данного минерала, бывших гомогенными при высоких температурах, развиты процессы экссолюции, что проявляется в присутствии правильно ориентированных чередующихся пластинок обогащенного натрием и обогащенного калием полевого шпата. Однако такие кристаллы при соответствующем нагреве могут снова стать гомогенными, но при этом у них исчезает игра цвета. Сильная игра цвета, наблюдаемая в плагиоклазе лабрадорите, обусловлена присутствием в нем мерцающих пластинок, располагающихся с интервалом 120 HM.
Игра цвета в опале, аморфном минералоиде, связана с дифракцией света. Благородный опал сложен правильно упакованными шариками кварцевого стекла. Шарики имеют приблизительно такой же размер, как длина волны видимого света. Благодаря закономерному пространственному расположению в опале они превращаются в подобие дифракционной решетки.
Цвет в минералах в большинстве случаев связан с поглощением образующими кристалл атомами светового излучения некоторых длин волн. Те длины волн белого света, которые не подверглись поглощению, создают зримое ощущение цвета. Во многих драгоценных разновидностях минералов, например таких, как корунд или берилл, цвет обусловлен присутствием центров окраски.
Центры окраски
Центры окраски, или F-центры (от немецкого Farbe — цвет) приурочены к дефектам кристаллической решетки, поглощающим видимый свет. Такие дефекты могут быть вызваны следующими причинами.
Наличие коллоидных частиц в решетке, связанных с «коалесценцией» избыточных атомов.
Механические деформации кристаллической решетки
Обычно нарушение регулярности решетки приводит к образованию вакантных анионных и катионных позиций. Вакантная анионная позиция (отсутствие отрицательного заряда) в электростатическом отношении действует как положительный заряд и может захватывать электрон. Считается, что F-центр представляет собой положительно заряженную вакансию, вокруг которой движется электрон.
Когда окраска возникает в результате облучения изначально бесцветного кристалла ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, то предполагается, что некоторые анионы потеряли внешний электрон, который поглотил достаточное количество энергии для того, чтобы перейти в зону проводимости. Если бы решетка была идеальной, то при спаде возбуждения электрон должен был бы вернуться на прежнее место. Однако дефекты решетки создают локальные энергетические уровни между возбужденным и первоначальным (основным) состояниями, в пределах которых могут перемещаться электроны. По окончании облучения происходит перераспределение энергии в кристалле и образуются F-центры, поглощающие световую энергию, в результате чего кристалл становится окрашенным.
У каждого аниона при потере электрона образуется вакансия на внешнем электронном энергетическом уровне. Такие анионы называются положительными электронно-дырочными центрами (термин широко используется также по отношению к транзисторам), и они обладают достаточной энергией для захвата электронов. Эксперименты с кристаллами щелочных галоидов показали, что они могут быть окрашены путем нагревания в парах щелочного металла, которое приводит к избытку его атомов в решетке. (Возникающий цвет зависит только от кристалла, а не от использованных паров.) Если при высокой температуре к какой-либо части окрашенного таким способом кристалла приложить электрическое поле, окраска сместится вдоль кристалла по направлению к аноду, свидетельствуя о том, что цветовые центры перемещаются таким же образом, как и отрицательно заряженные частицы.
Роль цвета в идентификации минералов
Считается, что из-за своей изменчивости и зависимости от примесей цвет является плохим диагностическим признаком минералов. Тем не менее такая явная отличительная черта, как цвет, имеет большое значение при идентификации минералов. Некоторые минералы характеризуются постоянной окраской — это, например, зеленая окраска малахита, синяя азурита, красная киновари, желтая серы. Однако во многих случаях, оставаясь ценной диагностической особенностью, цвет должен использоваться с осторожностью.
Черта
Цвет растертого минерала (его черта) является более постоянным и потому более надежным признаком, чем его собственный цвет. Черту легко получить, если потереть минерал о непокрытую глазурью фарфоровую пластинку, соскрести немного порошка с минерала ножом или напильником либо раздавить его небольшой кусочек.
Внешний облик (габитус)
У групп кристаллов существует общая тенденция к росту в приблизительно параллельной ориентации. Это происходит из-за того, что группы атомов осаждаются на субстрате в некоторой предпочтительной ориентации, причем данный процесс зависит главным образом от факторов, связанных с поверхностной энергией. К нему добавляется влияние направления, по которому поступает материал из раствора. Взаимоотношения между кристаллами не подчиняются какому-либо геометрическому закону, как это наблюдается при двойниковании, и параллелизм между этими процессами редко бывает точным.
Направление поступления растворов и условия отложения определяют также образование агрегатов кристаллов с четкими формами, которые могут быть характерны для отдельных минералов. Таким агрегатам даны названия, часто происходящие от латинских и греческих корней и описывающие их морфологию. Назовем наиболее часто встречающиеся формы:
Гроздевидная — напоминает кисти винограда. Эту форму обычно приобретают минералы, осажденные в виде коллоидных гелей, которые подверглись воздействию поверхностного натяжения. В качестве примера приведем малахит и романешит.
Плотная — сплошная масса, в которой отдельные кристаллы настолько малы, что едва различимы. Структура таких масс подразделяется на микрокристаллическую, когда кристаллы видны под оптическим микроскопом, и скрытокристаллическую, когда отдельные кристаллы с трудом различимы даже под микроскопом. Примерами последней являются агат и кремень, представляющие собой скрытокристаллические формы кварца. Кораллообразная — ветвистые, грубоокругленные и переплетающиеся формы, наблюдаемые иногда у кальцита и арагонита. Дендритовая — ветвистые срастания, образующие миниатюрные древовидные формы. Наблюдаются у самородной меди и темноокрашенных оксидов марганца (пиролюзит, романешит и др.); последние обычно выделяются по трещинам вмещающих пород. Друзовидная — тесно сросшиеся кристаллы, растущие внутрь пустот и имеющие пилообразные очертания поверхности вершинных граней. Часто наблюдается в кварцевых жилах. Волокнистая — тонкие параллельные, тесно сросшиеся кристаллы. Прекрасными примерами являются кристаллы гипса, выросшие между поверхностями напластования в сланцах, и хризотил — минерал из группы асбестов, встречающийся в виде прожилков в серпентинитах. Нитевидная — тонкие, длинные (волосовидные) агрегаты, как у миллерита. Зернистая — широкий термин для обозначения скоплений более или менее одинаковых по размерам зерен, перекрывающий значительную область размеров (от крупных до мелких) и даже захватывающий плотные формы, когда отдельные зерна уже трудно различимы. Пластинчатая — тонкие листочки или чешуйки, как у слюд.
Массивная — сросшиеся кристаллы, не образующие отчетливых индивидуумов, но вместе с тем не настолько мелкие, чтобы их можно было отнести к плотной форме. Примером могут служить проявления кальцита в мраморе. Также часто наблюдается у сульфидных минералов в рудах смешанного состава. Сосцевидная — округлые поверхности, которые, пересекаясь, образуют открытые V-об-разные желобки, часто больше напоминающие неправильные стежки. Нередко такую форму имеет гематит.
Моховидная — миниатюрная форма дендритовых агрегатов.
Желваковая — образует обособленные эллипсоидальные выделения. В качестве примера можно указать на сидеритовые желваки в сланцах. Регулярность форм варьирует в широких пределах.
Оолитовая — небольшие плотноупакованные сфероиды или эллипсоиды, напоминающие рыбью икру. Выявлена у кальцита в некоторых известняках и у гематита или других минералов железа в осадочных рудах. Бобообразная — более грубая разновидность оолитовой со сфероидами размером с горошину. Часто наблюдается в бокситах, где ее развитие, вероятно, обусловлено отложением из коллоидной среды (ср. с гроздевидной). Почковидная — внешне напоминает почку. Встречается у гематита и близка к сосцевидной.
Радиально-лучистая — радиально расположенные игольчатые или пластинчатые кристаллы. Примерами являются гипс и турмалин в случае некоторых особых условий их кристаллизации.
Сетчатая — в виде ячеек, возникающих вследствие взаимопересечения кристаллов. Отмечается у церуссита и крокоита. Сталактитовая — сходящиеся на конус свисающие массы, которые могут смыкаться с растущими вверх от нижнего уровня полости образованиями (сталагмиты), образуя колонны. Сталактиты формируются за счет отложения вещества, растворенного в воде, которая просачивается по трещинам в породах. Свойственна преимущественно кальцитовым отложениям в известняковых пещерах, но таким же способом могут образовываться и другие минералы.
Читайте также: