Страницы Список страниц 4 5 6 7 8 · · ·  42                    

Цвет. При первом знакомстве с минералогией у занимающихся часто наблюдается стремление пользоваться при определении минерала его окраской как главным и наиболее простым признаком.

Но часто такой подход неправилен прежде всего потому, что один и тот же минерал бывает различно окрашен в зависимости от весьма разнообразных причин.

Следует иметь в виду, что причина окраски минерала может быть весьма различной. Чаще всего окраска вызывается содержанием какого-либо элемента, являющегося «хромофором» т. е. носителем окраски, связанной с его внутриатомным строением. Такими элементами прежде всего являются железо, никель, кобальт, титан, ванадий, уран, медь, хром и др. Присутствие даже незначительных количеств этих элементов может вызвать достаточно интенсивную окраску минерала. Окраска может быть вызвана и наличием в минерале тонко дисперсной примеси, иногда типа коллоида. Примером может служить красное стекло, окрашенное тонко дисперсными частицами золота или синие кристаллы галита (NaCl), окрашенные тонко дисперсными включениями атомов элементарного Na.

Можно привести ряд примеров разнообразия окрасок для одного и того же минерала в зависимости от ряда условий.

Так, например, плавиковый шпат (флюорит) окрашен в различные оттенки зеленого, фиолетового, серого, бурого и желтого цветов, а изредка бывает бесцветным и прозрачным. При нагревании флюорита окраска исчезает, а при действии радиоактивных излучений вновь появляется. Искусственная окраска флюорита может быть вызвана также действием электрических разрядов или катодных лучей. Эта окраска зависит от состояния атомов и ионов в кристалле флюорита и от тех изменений, которые могут вызвать в нем нагревание, действие радиоактивных излучений или электрических разрядов.

Гораздо чаще цвет минерала является собственной окраской данного химического вещества или зависит от содержания различных примесей.

Так, корунд в чистых разновидностях бесцветен и прозрачен, при примеси Сr он приобретает красный цвет (рубин), примеси Fe и Ti сообщают корунду синюю окраску (сапфир).

Горный хрусталь в чистом виде бесцветен, а при наличии некоторых примесей приобретает фиолетовую окраску и называется аметистом.

Турмалин обычно бывает черным, но иногда также зеленым, розовым, синим и даже бесцветным, смотря по тому, соединения каких элементов присутствуют в нем в виде примеси. Даже рудные минералы с металлическим, а особенно с полуметаллическим блеском нередко дают отклонения от обычных средних цветов. Так, цинковая обманка, в зависимости от содержания железа, бывает бурой, желто-серой, коричневой и даже черной с синеватым оттенком, а при отсутствии железа светломедово-желтой, иногда даже бесцветной.

Несмотря на такое разнообразие окраски ряда минералов, цвет все же является одним из существенных признаков при их определении. Необходимо ТОЛЬКО пользоваться им с осторожностью, учитывая все разнообразие природной окраски минералов и руководствоваться и основном другими, более постоянными свойствами, вособенности твердостью, спайностью и кристаллической формой.

В ряде случаев окраска является настолько характерным признаком минерала, что не только позволяет определить его, но и дает указания относительно его химического состава.

Так, все водные соли меди зеленого или синего цвета, а черный или зеленовато черныйцвет силикатов может указывать на присутствие в данном минерале соединений железа в разных степенях окисления.

Умение определять минералы по цвету особенно важно для полевой разведочной работы, когда яркие цвета и налеты вторичных минералов первые останавливают внимание опытного разведчика на естественных выходах и обнажениях и являются признаками, по которым были открыты месторождения многих полезных ископаемых.

Побежалость. Иногда, кроме основной окраски минерала, тонкий поверхностный слой имеет дополнительную окраску. Это явление называется побежалостью. Оно наблюдается, между прочим, также на поверхности стали при ее закалке.

Побежалость часто бывает радужной, из нескольких це-зтов, как у борнита и халькопирита, причем поверхность минерала переливается синим, красным и розовато-фиолетовым цветом. Побежалость объясняется явлениями интерференции света в тонких пленках, образующихся на поверхности минерала в результате различных реакций. Цвета побежалости аналогичны радужным пленкам на поверхности воды, загрязненной нефтью или керосином, а также окраскам, появляющимся на поверхности мыльных пузырей.

Побежалость бывает и одноцветной, например, золотистой, как у бурого железняка (HFe3О2 · nH2О) преимущественно в натечных образованиях.

Цвет черты. Многие минералы в мелкораздробленном состоянии имеют другой цвет, чем в куске. Так, пирит в куске — соломенно-желтого цвета, а в порошке — почти черный. Для определения цвета черты проводят несколько раз куском минерала по неглазированной фарфоровой пластинке (так называемому «бисквиту») .

Блеск. Большинство минералов в отраженном свете обладает блеском. Только немногие из них в кусках имеют матовую поверхность, кристаллы же большею частью блестят.

Как известно из оптики, основной причиной блеска являются два фактора: показатель преломления вещества с одной стороны и коэффициент поглощения с другой. Так вещества, обладающие большим коэффициентом поглощения, характеризуются металлическим блеском. Они обычно непрозрачны даже в очень тонких зернах или пластинках.

Поэтому черта таких минералов черная или очень темно окрашена. Минералы прозрачные, т. е. не сильно поглощающие свет, характеризуются иным характером блеска. В этом случае блеск обусловлен величиной показателя преломления. Согласно данным А. Г. Бетехтина, при величине показателя преломления в пределах 1,9—2,6 блеск имеет характер алмазного. Он свойственен таким минералам, как алмаз, цинковая обманка (ZnS), це-руссит (РbСО3), киноварь (HgS) и др.

При величине показателя преломления в пределах 1,3—1,9 блеск имеет характер стеклянного и свойственен очень многим минералам.

На характер блеска влияет также состояние отражающей поверхности: если на ней образовались мельчайшие неровности и бугорочки, то отраженный свет частично рассеивается и приобретает характер жирного. Типичным примером может служить спайный кусок каменной соли, после некоторого пребывания во влажной атмосфере. Блестящая поверхность раскола превращается в поверхность с характерным жирным блеском.

Некоторые минералы обнаруживают перламутровый блеск, вызванный явлениями интерференции света от тонких пластинок или трещинок по спайности. Такой блеск можно видеть у кристаллов слюды или талька. При параллельно волокнистом строении кристаллов можно видеть шелковистый блеск: асбест, гипс-селенит, малахит.

Явления отражения света (блеск) широко используются при изучении многих рудных минералов и составляют предмет специальной отрасли диагностической минералогии м и н е р а г р а-ф и и. Из минерала или минерального агрегата изготовляется полированная поверхность (пришлифовка или аншлиф), которая исследуется под микроскопом при применении отраженного света:

Блеск иногда искажает цвет минерала. Так, например, алмазный блеск киновари маскирует красный цвет ее кристаллов, придавая им сероватую окраску.

Определение блеска минералов, а в некоторых случаях и их цвета представляет для начинающего известные трудности. Различие минералов по блеску и цвету особенно отчетливо выступает, если испытуемые образцы поместить рядом, возможно ближе один к другому, и сравнить непосредственно. При таком методе ясно заметна разница между буроватой с алмазным блеском цинковой обманкой и свинцово-серым галенитом, обладающим ясно выраженным металлическим блеском. Латунно-желтый цвет медного колчедана выступает гораздо отчетливее, если образец его поместить рядом с обладающим соломенно-желтым цветом пиритом, или серебряно-белым арсенопиритом.

Спайность. Спайностью называется свойство кристалла или однородной кристаллической массы раскалываться по известному направлению, причем поверхности раскола представляют собою гладкие блестящие плоскости. Спайность свойственна исключительно кристаллическим веществам и всегда направлена параллельно одной из возможных или действительно наблюдаемых граней кристалла.

Совершенная спайность в ромбоэдре кальцита

Рис. 25. Совершенная спайность в ромбоэдре кальцита

Она вызывается слабыми силами сцепления (притяжения) в перпендикулярном к ней направлении, что находится в связи с самым характером притяжения. В случае связи между элементами кристаллической решетки только за счет молекулярных сил сцепление значительно слабее, чем при наличии валентных связей. Насыщенность этих связей играет также весьма существенную роль. Например у слюды в направлении перпендикулярном к направлению раскола, лежит слой ионов калия, причем каждый ион калия соприкасается с 12 ионами кислорода, что, естественно, влияет на прочность связи.

В зависимости от того, насколько отчетливо проявляется это свойство, различают следующие степени совершенства спайности.

1. Спайность весьма совершенная, — когда минерал по определенному направлению делится очень легко на листочки или пластинки, и плоскости спайности получаются ровные и зер-кальноблестящис. Примеры: слюда, гипс.

2. Спайность совершенная проявляется в том, что при любом ударе молотком по минералу он рассыпается на обломки, ограниченные спайными плоскостями. Неправильные поверхности излома получаются очень редко. Примеры: кальцит (рис. 25), свинцовый блеск (рис. 26), каменная соль (рис. 1).

3. Спайность средняя — при раскалывании минерала получаются осколки, одинаково часто ограниченные как неправильной поверхностью излома, так и плоскостями спайности. Примеры: полевые шпаты, роговая обманка, плавиковый шпат.

4. Спайность несовершенная обнаруживается с трудом, ее приходится уже отыскивать на обломках минерала, причем большая часть обломков ограничена неправильными поверхностями излома. Примеры: берилл, апатит.

5. Спайность весьма несовершенная, часто граничащая с полным отсутствием признаков спайности. Примеры: кварц, касситерит, корунд.

Свинцовый блеск с отчетливой ступенчатой спайностью по кубам

Рис. 26. Свинцовый блеск с отчетливой ступенчатой спайностью по кубам

Блеск спайных плоскостей особенно хорошо заметен в отраженном свете, если изучаемый образец повертывать под разными углами к лучу зрения.

При отсутствии кристаллической огранки спайность является иногда единственным критерием для определения сингонии минерала. Плоскости спайности своим свежим блестящим видом отличаются от изъеденных растворением, искаженных внедрением других зерен и нередко матовых поверхностей минерала.

Спайность может наблюдаться по одному направлению (слюда), двум (полевой шпат), трем (известковый шпат, каменная соль), четырем (плавиковый шпат) и даже по шести направлениям (цинковая обманка).

Отдельность. Кроме спайности, связанной с внутренней структурой кристаллов, в минералах нередко наблюдаются также трещины отдельности, которые являются результатом действия внешних сил — чаще всего давления или колебаний температуры.

Отдельность внешне отличается от спайности тем, что: 1) поверхности отдельности редко бывают строго плоскими; 2) трещины отдельности не вполне параллельны друг другу, а также какой-либо грани кристалла и не могут быть получены искусственно, как при спайности.

Степень совершенства отдельности может быть различна. Особенно отчетливо отдельность выражена у корунда, диопсида, диаллага. Плоскости отдельности у этих минералов совершенно ровные, а трещины отдельности настолько многочисленны и выдержанны, что при первом знакомстве с минералом их очень легко принять за направления спайности.

Менее совершенная отдельность наблюдается, например, у апатита и актинолита. Трещины отдельности у них довольно многочисленны, ориентированы в одном направлении, главным образом поперек длины кристаллов, но имеют более или менее извилистый характер. Однако эти минералы так сильно разбиты ими, что от удара молотка или даже между пальцами крошатся на мелкие обломки, что нередко затрудняет определение твердости.

Удельный вес. Удельный вес минералов колеблется в широких пределах от 0,9 (лед) до 21,0 (осмистый иридий).

Как известно, удельный вес вещества зависит от его состава, с одной стороны, и плотности распределения атомов, с другой. Так, например, пирит (кубическая сингония) имеет состав FeS2 такой же, как ромбический марказит, а в то же время удельный вес пирита равен 4,9—5,2, тогда как марказит имеет удельный вес, равный 4,6—4,9. Другой пример двух минералов точно одинакового состава — кварца и тридимита (SiO2) — указывает на большое значение удельного веса для некоторых свойств. Так, кварц имеет удельный вес, равный 2,655, а тридимит — 2,26. Переход одного минерала (кварца) в другой (тридимит) под влиянием высокой температуры вызывает резкое изменение объема, что влечет за собой разрушение кладки металлургической печи, сложенной из кварцевого (динасового) кирпича.

Для некоторых минералов (барит, церуссит, вольфрамит) удельный вес является очень важным признаком при их определении по внешнему виду. Важно научиться определять удельный вес приблизительно, взвешивая кусок минерала на ладони (лучше левой руки) и различить, таким образом, минералы «легкие», «тяжелые» и «очень тяжелые».

Примеры легких минералов: гипс, каменная соль, кварц, полевые шпаты.

Примеры тяжелых минералов (кроме указанных выше): цинковая обманка, пирит, магнетит, красный железняк.

Примеры очень тяжелых минералов: свинцовый блеск, вольфрамит, киноварь, самородная медь.

Точное определение удельного веса проводится методами, описываемыми в руководствах по физике. Они сводятся в основном к определению отношения веса образца к весу вытесненной им воды или другой жидкости известного заранее удельного веса. Другой метод основан на измерении потери в весе образца, погруженного в воду или другую известную жидкость, или всплывании в жидкости с более высоким удельном весом.

Удельный вес минерала имеет большое практическое значение, так как по удельному весу минералы легко отделяются один от другого взмучиванием в воде или погружением в другие, более тяжелые жидкости. «Промыванием» обогащаются многие руды, золото, платина и др.

6

5 7