Механические свойства

К числу механических свойств относят твердость, спайность, излом, отдельность, хрупкость, ковкость и другие. Эти свойства обнаруживаются при механическом воздействии на минерал: сжатии, растяжении, ударе. К важнейшим механическим свойствам относят спайность и твердость.

Твердость минерала. Под твердостью подразумевается сопротивле-ние, оказываемое кристаллом механическому воздействию более прочного тела. Она отражает прочность химических связей между атомами и зависит от типа химических связей.

Для быстрой диагностики минералов их твердость определяют методом царапания с помощью простых эталонов твердости, используя шкалу Мооса, предложенную еще в 1824 году. Степень твердости оценивается по десятибалльной шкале - низшая твердость обозначается единицей, а высшая - 10.

Название минерала, формула	Твердость по шкале Мооса
ТалькMg3[Si4O10](OH)2
ГипсCaSO4^.2H2O
Кальцит CaCO3
Флюорит CaF2
АпатитCa5[PO4]3(F,Cl)
Ортоклаз K[AlSi3O8]
КварцSiO2
Топаз Al2[SiO4](F,ОН)2
КорундAl2O3
АлмазC

В этой шкале каждый последующий минерал острым концом царапает предыдущий. Необходимо отметить относительность шкалы Мооса: если тальк имеет твердость 1, а гипс 2, то это не означает, что гипс в 2 раза тверже талька. То же касается всех других минералов - эталонов.

Шкала Мооса, наряду с более сложными современными методами определения твердости, широко используется минералогами до настоящего времени.

В ряде случаев (особенно в полевых условиях) можно использовать подручные эталоны. Это ноготь (твердость 2.5), медная монета (твердость 3), стекло (твердость 5-5.5), стальной нож (твердость 5.5), напильник (твердость около 7). Определение твердости необходимо проводить только на грани или на свежей ровной поверхности, учитывая морфологию минерала. Твердость, измеренная на агрегате, будет заведомо занижена. Она отражает, по существу, прочность сцепления между частицами.

Преобладают минералы с твердостью 3 — 7. Прозрачные минералы с высоким светопреломлением обладают высокой твердостью. Таковы гранаты, твердость их 7.5 — 8; топаз, турмалин и берилл — 8; корунд — 9; алмаз — 10.

Высокая твердость минерала не означает его устойчивости к раздавливанию. Некоторые минералы с высокой твердостью довольно хрупкие, например гранаты. При характеристике механических свойств минералов отмечаются не только твердость и хрупкость, но и другие особенности, свойственные некоторым из них, — упругость, ковкость.

Спайность. Это способность кристаллов раскалываться параллельно определенным кристаллографическим плоскостям с образованием блестящих поверхностей. Плоскость спайности ориентирована параллельно фактическим или возможным граням кристалла. Спайность относится к наиболее характерным диагностическим признакам минералов. Обычно для спайности определяют степень совершенства и простую форму, по которой раскалывается кристалл. Особенно важно практически научиться отличать плоскость спайности от граней кристалла. Качество спайности определяют по следующей условной шкале:

· весьма совершенная - кристалл колется на тончайшие пластинки с зеркальной поверхностью (слюда, гипс);

· совершенная - кристалл колется с образованием ровных поверхностей, неправильный излом получается крайне редко (кальцит, галит, галенит);

· средняя - при расколе кристалла образуются как ровные спайные поверхности, так и неровные поверхности излома (полевые шпаты, роговая обманка);

· несовершенная - при расколе ровные спайные поверхности редки; большей частью образуется неправильный излом (берилл, апатит);

· весьма несовершенная - ровные поверхности практически отсутствуют (кварц, касситерит).

Спайность может проявляться в одном (гипс, слюда), двух, трех (галит, галенит), четырех и шести (флюорит) кристаллографических направлениях.

В тех направлениях, где нет спайности, кристаллы раскалываются по сложным поверхностям излома. Различают ровный, ступенчатый (полевые шпаты), неровный (апатит, касситерит), занозистый (актинолит, тремолит), крючковатый (самородные Au, Ag, Pt) и раковистый (кварц) изломы. Вид излома иногда является характерной особенностью некоторых минералов (раковистый излом кварца), что помогает в их диагностике. Для минералов с совершенной спайностью в нескольких направлениях характерен ступенчатый излом; для минералов волокнистого строения типичен занозистый, а для аморфных минералов — раковистый излом.

Отдельность - это способность кристаллов раскалываться с образованием ровных поверхностей по плоскостям их фазовой неоднородности. Это могут быть плоскости срастания двойников, плоскости мельчайших ориентированных включений других минералов. Так, характерная отдельность корунда обусловлена тончайшими включениями слюды - мусковита.

Интересными для диагностики минералов являются и другие механические свойства.

Хрупкость - это свойство крошиться под давлением или при ударе. Самородная сера - очень хрупкий минерал. Самородное золото, медь, серебро - ковкие минералы. Ковкость их проявляется в том, что они могут быть легко расплющены в тонкую пластинку. Для многих минералов характерна гибкость (молибденит, хлорит, тальк), но только листочки слюды в то же время и упругие, то есть они восстанавливают первоначальное положение при снятии напряжения.

Дата добавления: 2015-12-07