4.3: Ідентифікація мінералів
- Page ID
- 55976
Як визначити мінерал?
Ви перебуваєте в змаганні готуєтеся вийти на сцену. Ви виявляєте, що забули сорочку! Ви телефонуєте мамі і просите її (красиво) принести її вам відразу. Але для початку потрібно дати їй знати, яка це сорочка. Що б ви їй сказали? Ви можете описати колір, те, як відчуває себе тканина, і довжину рукавів. Це все фізичні властивості вашої сорочки. Якщо ви зробите хорошу роботу, описуючи сорочку, ваша мама принесе потрібну. Мінерали також мають фізичні властивості, які використовуються для їх ідентифікації.
Як визначаються мінерали?
Уявіть, що вам дали зразок мінералу, аналогічний тому, який зображений нижче (малюнок нижче). Ви можете використовувати властивості мінералу, щоб визначити, який він тип. Як би ви спробували ідентифікувати свій мінерал? Ви можете спостерігати деякі властивості, подивившись на мінерал. Наприклад, можна помітити, що його колір зелений. Мінерал має голкоподібну, волокнисту структуру. Але ви не можете побачити всі мінеральні властивості. Потрібно зробити прості тести, щоб визначити деякі властивості. Одним із поширених є те, наскільки твердий мінерал. Фізичні властивості мінералу визначаються його хімічним складом і кристалічною структурою.
Зелений актиноліт.
Колір, смуги та блиск
Алмази мають безліч цінних властивостей. Діаманти напівпрозорі і надзвичайно тверді. Найцінніші діаманти - великі, добре сформовані і блискучі. Деякі не такі гарні і використовуються в промислових цілях. Бірюза - ще один мінерал, який використовується в ювелірних виробах через його вражаючого зеленувато-блакитного кольору. Багато мінералів мають цікаві зовнішності. Конкретні терміни використовуються для опису зовнішнього вигляду мінералів.
Колір
Колір - це, мабуть, найлегша властивість для дотримання. На жаль, рідко можна визначити мінерал тільки за його кольором. Іноді різні мінерали мають однаковий колір. Наприклад, ви можете знайти мінерал золотистого кольору і подумати, що це золото. Але насправді це може бути пірит, або «золото дурня», яке виготовлено із заліза та сульфіду. Він не містить атомів золота.
Певний мінерал може утворюватися в різних кольорах. Наприклад, на фото нижче представлені чотири зразки кварцу (рис. Нижче), включаючи той, який є безбарвним, і той, який є фіолетовим. Фіолетовий колір походить від крихітної кількості заліза. Залізо зазвичай не міститься в кварці. Коли це є, це хімічна домішка. Багато мінерали забарвлені хімічними домішками. Інші фактори також можуть впливати на колір мінералу. Вивітрювання змінює поверхню мінералу. Оскільки колір сам по собі ненадійний, геологи рідко виділяють мінерал тільки за його кольором. Для виявлення більшості мінералів вони використовують кілька властивостей.
Кварц буває різних кольорів: (A) прозорий кварц, (B) синій агат, (C) рожевий кварц та (D) фіолетовий аметист.
Смуга
Смуга - це колір порошку мінералу. Щоб зробити тест на смуги, ви зішкребите мінерал поперек неглазурованої порцелянової тарілки. Пластина твердіше багатьох мінералів, внаслідок чого мінерали залишають смугу порошку на тарілці. Забарвлення прожилки часто відрізняється від кольору більшої мінерального зразка (рис. Нижче). Жовто-золотий пірит має чорнувату смугу. Ця чорнувата смуга говорить вам, що мінерал - це не золото, тому що золото має смугу золотистого кольору.
Натріть мінерал через неглазуровану порцелянову тарілку, щоб побачити його смугу. Гематит має червонувато-коричневу смугу.
Смуга більш надійна, ніж колір для ідентифікації мінералів. Різні мінерали, які мають однаковий колір, можуть мати різну кольорову смугу. Наприклад, зразки гематиту і галени обидва темно-сірі. Їх можна розрізнити, оскільки гематит має червону смугу, а галена має сіру смугу.
Блиск
Блиск описує, як світло відбивається від поверхні мінералу. Ви можете описати алмази як блискучі або пірит як блискучі. Але у мінералогів є спеціальні терміни для опису блиску. Вони спочатку ділять мінерали на металевий і неметалічний блиск. Мінерали, які є непрозорими і блискучими, як і пірит, кажуть, мають «металевий» блиск. Мінерали з «неметалевим» блиском не схожі на метали. Існує багато видів неметалевого блиску. Шість описані нижче (таблиця нижче).
| Неметалевий блиск | Зовнішній вигляд |
|---|---|
| Адамантін | Блискучий |
| Земляний | Тупий, схожий на глину |
| Перламутровий | Перламутровий |
| смолистий | Як смоли, такі як сік дерев |
| Шовковиста | М'який вигляд з довгими волокнами |
| Склоподібне | склоподібний |
Чи можете ви зіставити мінерали (малюнок нижче) з правильним блиском, перерахованим вище (Таблиця вище), не дивлячись на підпис?
(А) Діаманти мають адамантиновий блиск. Ці мінерали прозорі і мають високу світловідбиваючу здатність. (Б) Каолініт - глина з тьмяним або землистим блиском. (C) Блиск опала жирний. (D) Халкопірит, як і його двоюрідний брат пірит, має металевий блиск. (Е) Стильбіт (помаранчевий) має смолистий блиск. (F) Білий улексит має шовковистий блиск. (G) Сфалерит має субметалічний блиск. (Н) Черт - мінерал з восковим блиском.
Щільність
Ви збираєтеся відвідати друга. Ви наповнюєте один рюкзак книгами, щоб ви могли вчитися пізніше. Ви набиваєте подушку в інший рюкзак такого ж розміру. Який рюкзак буде легше носити з собою? Незважаючи на те, що рюкзаки однакового розміру, сумка, яка містить ваші книги, буде набагато важчою. Він має більшу щільність, ніж рюкзак з подушкою.
Щільність описує, скільки матерії знаходиться в певній кількості простору. Речовини, які мають більше речовини, упаковані в даний простір, мають більш високу щільність. Вода в питному склянці має таку ж щільність, як і вода у ванні або басейні. Всі речовини мають характерну щільність, яка не залежить від того, скільки речовини у вас є.
Маса - це міра кількості речовини в об'єкті. Обсяг простору, який займає об'єкт, описується його обсягом. Щільність предмета залежить від його маси і обсягу. Щільність можна обчислити за допомогою наступного рівняння:
Щільність = Маса/Об'єм
Зразки, які мають однаковий розмір, але мають різну щільність, матимуть різну масу. Золото має щільність близько 19 г/см 3. Пірит має щільність всього близько 5 г/см 3. Кварц навіть менш щільний, ніж пірит і має щільність 2,7 г/см 3. Якби ви взяли в руки шматочок піриту і шматочок кварцу, які були однакового розміру, пірит здавався б майже вдвічі важчим кварцу.
Питома вага використовується для ідентифікації мінералів. Питома вага вимірює, наскільки важкий мінерал щодо того ж обсягу води.
Твердість
Твердість - це здатність мінералу протистояти подряпинам. Мінерали, які нелегко подряпати, тверді. Ви перевіряєте твердість мінералу, дряпаючи його поверхню мінералом відомої твердості. Мінералоги використовують шкалу твердості Мооса (таблиця нижче) як орієнтир на твердість мінералів. Шкала перераховує загальні мінерали в порядку їх відносної твердості. Ви можете використовувати мінерали в шкалі, щоб перевірити твердість невідомого мінералу.
Шкала твердості Мооса
Як бачите, алмаз - це 10 за шкалою твердості Мооса. Алмаз - найтвердіший мінерал; жоден інший мінерал не може подряпати алмаз. Кварц - це 7. Його можна подряпати топазом, корундом, алмазом. Кварц подряпає мінерали, які мають меншу кількість на шкалі. Флюорит - один. Припустимо, у вас був шматок чистого золота. Ви виявите, що кальцит дряпає золото. Гіпс не робить. Гіпс має твердість 2, а кальцит - 3. Це означає, що твердість золота знаходиться між гіпсом і кальцитом. Так твердість золота становить близько 2,5 за шкалою. Твердість 2,5 означає, що золото - відносно м'який мінерал. Це лише приблизно так само важко, як ваш ніготь.
| Твердість | Мінеральні |
|---|---|
| 1 | Тальк |
| 2 | Гіпс |
| 3 | Кальцит |
| 4 | Флюорит |
| 5 | Апатит |
| 6 | Ортоклаз польовий шпат |
| 7 | Кварц |
| 8 | Топаз |
| 9 | Корунд |
| 10 | Діамант |
Розщеплення і перелом
Різні види мінералів розщеплюються по-своєму. Пам'ятайте, що всі мінерали - це кристали. Це означає, що атоми в мінералі розташовані за повторюваною схемою. Ця закономірність визначає, як мінерал буде руйнуватися. Коли ви розриваєте мінерал, ви розриваєте хімічні зв'язки. Через те, як влаштовані атоми, деякі зв'язки слабкіші, ніж інші зв'язки. Мінерал швидше розривається там, де зв'язки між атомами слабкіші.
Розщеплення
Розщеплення - це схильність мінералу розриватися по певних площинам. Коли мінерал розбивається по площині, він робить гладку поверхню. Мінерали з різною кристалічною структурою будуть ламатися або розщеплюватися по-різному (рисунок нижче). Галіт має тенденцію утворювати кубики з гладкими поверхнями. Слюда має тенденцію утворювати листи. Флюорит може утворювати октаедрони.
Мінерали з різною кристалічною структурою мають тенденцію до розриву по певних площинам. (А) Галіт розбивається на кубики. (Б) Москвич розбивається на листи. (C) Флюорит розбивається на восьмикутники.
Мінерали можуть утворювати різні форми. Багатокутники зображені нижче (малюнок нижче). Форми утворюються, коли мінерали розбиваються вздовж площин їх розщеплення. Площини відколу визначають, як кристали можна розрізати, щоб зробити гладкі поверхні. Люди, які ріжуть дорогоцінні камені, слідують площинам розщеплення. Діаманти і смарагди можна вирізати, щоб зробити красиві дорогоцінні камені.
(A) Куби мають шість сторін, які мають однаковий розмір квадрата. Всі кути в кубі рівні 90°. (Б) Ромбоедри також мають шість сторін, але сторони ромбовидні. (C) Октаедри мають вісім сторін, які мають форму трикутників.
Перелом
Перелом описує, як мінерал руйнується без будь-якої картини. Перелом нерівний. Поверхня не гладка і рівна. Дізнатися про мінерал можна з того, як він руйнується. Якщо мінерал осколки, як деревина, він може бути волокнистим. Деякі мінерали, такі як кварц, руйнуються, утворюючи гладкі, вигнуті поверхні. На фото нижче - мінерал, який зламався, утворюючи гладку вигнуту поверхню (малюнок нижче).
Цей мінерал утворив гладку вигнуту поверхню при його руйнуванні.
Інші ідентифікуючі характеристики
Мінерали мають інші властивості, які можна використовувати для ідентифікації. Наприклад, форма мінералу може вказувати на його кристалічну структуру. Іноді кристали занадто малі, щоб побачити. Тоді мінералог може скористатися спеціальним приладом, щоб знайти кристалічну структуру.
Деякі мінерали мають унікальні властивості. Вони можуть бути використані для мінералів. Нижче перераховані деякі з цих властивостей (таблиця нижче); також наведено приклад мінералу, який має кожну властивість.
| Нерухомість | Опис | Приклад мінералу |
|---|---|---|
| Флуоресценція | Мінерал світиться під ультрафіолетом | Флюорит |
| магнетизм | Мінерал притягується магнітом | Магнетит |
| Радіоактивність | Мінерал виділяє випромінювання, яке можна виміряти за допомогою лічильника Гейгера | Уранініт |
| Реактивність | Бульбашки утворюються при впливі мінералу слабкої кислоти | Кальцит |
| Запах | Деякі мінерали мають характерний запах | Сірка (пахне тухлими яйцями) |
Резюме
- Деякі мінерали мають унікальну властивість, що дозволяє їх досить легко ідентифікувати. Але багато хто цього не роблять.
- Різні мінерали можна ідентифікувати за різними властивостями.
- Розщеплення може бути унікальним і красивим показником мінерального типу.
Рецензія
- Чим смуга відрізняється від кольору?
- Чим розщеплення відрізняється від перелому?
- Перелічіть кілька мінералів і властивість, яка робить кожен з них унікальним; наприклад, магнетит магнітний.
Дізнатися більше
Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.
- Яку кольорову смугу пірит залишив би на наждачному папері?
- Яку кольорову смугу залишить справжнє золото на наждачному папері?
- Перерахуйте деякі приклади різних видів кварцу.
- Яку характеристику поділяють всі види кварцу?
- Чим унікальна слюда?
- Для чого використовується слюда?
- Для чого використовувався азурит в давнину?
- В яких кольорах можна зустріти кальцит?
- Якого кольору виділяється зелена смуга кальциту? Чи вірно це для всіх кольорів кальциту?
- Що таке галена?
- Як можна сказати, що флюорит - це не мінерал кальциту?
- Скільки сторін має гранат?