Механические свойства

К механическим относятся свойства, определяемые при каком-либо механическом воздействии на минерал: твердость, спайность и излом.

Твердость – сопротивление, которое оказывает поверхность минерала при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом. Обычно определяется относительная твердость с помощью минералов шкалы Мооса или ее заменителей. Шкала Мооса состоит из десяти наиболее распространенных минералов, расположенных в порядке увеличения твердости (табл.2). На практике обычно пользуются заменителями минералов шкалы. Сначала диагностируемый минерал царапают ногтем по поверхности грани или спайности: если он царапается, то относится к группе мягких. Если не царапается, то необходимо острым концом минерала с усилием провести по стеклу: царапает, значит это твердый минерал; не царапает – минерал средней твердости (2,5….5,5). Твердость можно уточнить путем царапанья другими …
заменителями (см. табл. 2).

Таблица 2

Твердость минералов шкалы Ф. Мооса

Относительная Эталонный минерал, химическая формула Группа твердо­сти Заменители для определения относительной твердости* Микро­твердость, МПа Твер. шлифования
Тальк, Mg3[Si4O10][OH]2   Мягкие   Легко чертится (царапается) ногтем 0,03
Гипс, CaSO4·2H2O Чертится ногтем 1,25
Кальцит, СаСО3   Средней твердо- сти Царапается мед­ной монетой 4,50
Флюорит, CaF2 Чертится сталь­ным ножом под нажимом 5,00
Апатит, Ca5(PO4)3·(F,ОН,Cl)2 С трудом царапа­ется стальным ножом 6,50
Ортоклаз, (Na,K) ( AlSi3O8]     Твердые   Царапает стекло с усилием. Ца­рапается напильником
Кварц, SiO2 Режет (царапает) стекло
Топаз, Al2[Fe(OH)2SiO4 ]   Очень твердые   Царапает кварц
Корунд, Al2O3 Чертит топаз 1 000
Алмаз, С Чертит корунд. Не царапается ничем
             

* На практике часто используются следующие заменители минералов: ноготь – 2,5; медная монета – 3,5; лезвие перочинного ножа – 4… 5,5; стекло – 5,5; напильник – 7

Абсолютная твердость определяется с помощью использования микроскопа и точной аппаратуры в специальных лабораториях для точной диагностики минерала и изучения изменения его твердости в разных направлениях.

Для визуальной диагностики минералов достаточно определить относительную твердость с помощью шкалы Мооса и ее заменителей. В определителях минералов твердость является важнейшим диагностическим свойством, которое определяется после оптических свойств.

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных как будто полированных зеркальных поверхностей скола индивидов – плоскостей спайности. Спайность может появляться в одном, двух, трех и четырех направлениях. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы.

Различают несколько видов спайности:

– весьма совершенная спайность – минерал легко расщепляется на тончайшие пластинки и чешуйки (слюда, тальк, графит);

– совершенная спайность – на поверхностях скола индивидов наблюдается ровные и зеркальные плоскости в одном (гипс), двух (полевые шпаты, пироксе-ны), трех (галит и кальцит) или четырех (флюорит) направлениях;

– весьма несовершенная спайность (или отсутствует) – поверхности раскола кристаллов неровные и волнистые, раковистые (кварц и нефелин).

Часто выделяют и среднюю спайность, когда при расколе образуются как ровные поверхности скола в 1-ом или 2-х направлениях, так и неровные в 2-х или 1-ом направлениях. Точно определить спайность можно лишь у обломков крупных кристаллов, когда можно наблюдать сколы в 3-х или даже 4-х направлениях. Чаще минеральные зерна находятся в агрегатах и можно увидеть сколы в одном или максимум в двух направлениях.

Излом характеризует общую поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом неровный – сера, апатит; ступенчатый – галит и галенит; занозистый – амфиболы, асбест; раковистый – нефелин, халцедон, опал; землистый – каолинит.

Таким образом, для определения спайности и излома следует найти свежую, недавно разбитую, не покрытую вторичными минералами и налетами поверхность скола в образце; путем его вращения (наклонов в разные стороны) пытаться охарактеризовать поверхности сколов. Если видите как будто полированные поверхности, значит, спайность есть, и надо постараться увидеть в скольких направлениях имеются такие зеркальные сколы, как выглядит общая поверхность сколы – ступенчатый или пластинчатый излом. Если зеркальные поверхности сколов отсутствуют, а они неровные, волнистые и т.п., то и спайность несовершенная или весьма несовершенная или отсутствует.