Proprietățile fizice ale mineralelor. Proprietățile vatei minerale și aplicarea Ce este vata minerală

Mineralele sunt determinate de proprietățile fizice, care sunt determinate de compoziția materialului și structura rețelei cristaline a mineralului. Acestea sunt culoarea mineralului și a pulberii sale, luciul, transparența, natura fracturii și clivajului, duritatea, greutatea specifică, magnetismul, conductivitatea electrică, maleabilitatea, fragilitatea, inflamabilitatea și mirosul, gustul, rugozitatea, conținutul de grăsime, higroscopicitatea. La determinarea unor minerale se poate folosi raportul lor la 5-10% acid clorhidric (carbonații fierb).

Întrebarea cu privire la natura culorii culorii mineralelor este foarte complexă. Natura culorilor unor minerale nu a fost încă determinată. În cel mai bun caz, culoarea unui mineral este determinată de compoziția spectrală a radiației luminii reflectate de mineral sau este determinată de proprietățile sale interne, un element chimic inclus în mineral, incluziuni fin împrăștiate ale altor minerale, materie organică și altele. motive. Pigmentul colorant este uneori distribuit inegal, în dungi, dând modele multicolore (de exemplu, în agate).

Dungi neregulate de agat

Unele minerale transparente își schimbă culoarea datorită reflectării luminii care cade asupra lor de pe suprafețele interne, fisuri sau incluziuni. Acestea sunt fenomene de colorare curcubeu a mineralelor calcopirită, pirita și irizații - nuanțe albastre, albastre de labradorit.

Unele minerale sunt multicolore (policrom) si au culori diferite pe lungimea cristalului (turmalina, ametist, beril, gips, fluorit etc.).

Culoarea unui mineral poate fi uneori un semn de diagnostic. De exemplu, sărurile apoase de cupru sunt verzi sau albastre. Natura culorii mineralelor este determinată vizual, de obicei prin compararea culorii observate cu concepte binecunoscute: alb lapte, verde deschis, roșu vișiniu etc. Această caracteristică nu este întotdeauna caracteristică mineralelor, deoarece culorile multor dintre ele variază foarte mult.

Adesea culoarea este determinată de compoziția chimică a mineralului sau de prezența diferitelor impurități, care conțin elemente chimice-cromofori (crom, mangan, vanadiu, titan etc.). Mecanismul de apariție a acestei sau acelei culori pe pietre prețioase nu este încă întotdeauna clar, deoarece același element chimic poate colora diferite pietre prețioase în culori diferite: prezența cromului face un roșu rubin și un verde smarald.

Culoarea tractului

O caracteristică de diagnostic mai fiabilă decât culoarea unui mineral este culoarea pulberii sale, care rămâne atunci când mineralul de testat zgârie suprafața mată a unei plăci de porțelan. În unele cazuri, culoarea liniei coincide cu culoarea mineralului în sine, în altele este complet diferită. Deci, în cinabru culoarea mineralului și a pulberii este roșie, în timp ce în pirita galben-alama culoarea este negru-verzui. Diavolul este dat de minerale moi și mediu-dure, în timp ce cele dure doar zgârie placa și lasă șanțuri pe ea.

Culoarea liniilor minerale pe o farfurie de porțelan

Transparenţă

Pe baza capacității lor de a transmite lumina, mineralele sunt împărțite în mai multe grupuri:

• transparent(cristal de rocă, sare de rocă) - transmit lumină, obiectele sunt clar vizibile prin ele;
• translucid(calcedonie, opal) – obiecte prin care obiectele sunt greu de văzut;
• translucid numai în plăci foarte subțiri;
• opac– lumina nu se transmite nici măcar în plăci subțiri (pirită, magnetită).

Strălucire

Lustrul este capacitatea unui mineral de a reflecta lumina. Nu există o definiție științifică strictă a conceptului de strălucire. Există minerale cu un luciu metalic precum mineralele lustruite (pirită, galena); cu semimetalice (diamant, sticla, mat, gras, ceros, sidefat, cu nuante de curcubeu, matasos).

Clivaj

Fenomenul de clivaj în minerale este determinat de coeziunea particulelor din interiorul cristalelor și este determinat de proprietățile rețelelor cristaline ale acestora. Divizarea mineralelor are loc cel mai ușor paralel cu cele mai dense rețele de rețele cristaline. Aceste rețele de cele mai multe ori și în cea mai bună dezvoltare apar în limita externă a cristalului.

Numărul de planuri de clivaj în diferite minerale variază, până la șase, iar gradul de perfecțiune al diferitelor planuri poate să nu fie același. Se disting următoarele tipuri de clivaj:

• foarte perfect, când un mineral, fără prea mult efort, se desparte în frunze sau plăci individuale cu suprafețe netede și lucioase - planuri de clivaj (gips).
• perfect, detectat printr-o lovitură ușoară adusă mineralului, care se sfărâmă în bucăți limitate doar de planuri netede și strălucitoare. Foarte rar se obțin suprafețe neuniforme care nu sunt de-a lungul planului de clivaj (calcitul se împarte în romboedre obișnuite de diferite dimensiuni, sare gemă în cuburi, sfalerita în dodecaedre rombice).
• in medie, care se exprimă prin faptul că atunci când un mineral este lovit, se formează fracturi atât de-a lungul planurilor de clivaj, cât și pe suprafețe neuniforme (feldspați - ortoclază, microclin, labradorit)
• imperfect. Planurile de clivaj în minerale sunt greu de detectat (apatită, olivină).
• foarte imperfect. Nu există planuri de clivaj în mineral (cuarț, pirit, magnetit). În același timp, uneori, cuarțul (cristalul de rocă) se găsește în cristale bine tăiate. Prin urmare, este necesar să se distingă marginile naturale ale cristalului de planurile de clivaj care apar atunci când mineralul este fracturat. Planele pot fi paralele cu marginile și au un aspect mai „proaspăt” și o strălucire mai puternică.

Kink

Natura suprafeței formate în timpul ruperii (divizării) unui mineral este diferită:

1. Rupere lină, dacă mineralul se împarte de-a lungul planurilor de clivaj, cum ar fi, de exemplu, în cristalele de mica, gips și calcit.
2. Fractură în trepte obținut atunci când în mineral există planuri de clivaj care se intersectează; se poate observa la feldspați și calcit.
3. Fractură neuniformă caracterizat prin absența zonelor strălucitoare de despicare a clivajului, cum ar fi, de exemplu, cuarțul.
4. fractură granuloasă observată în minerale cu structură granulo-cristalină (magnetită, cromit).
5. Fractură pământească caracteristică mineralelor moi și foarte poroase (limonit, bauxită).
6. Concoidal– cu zone convexe și concave precum scoici (apatit, opal).
7. zdrobită(în formă de ac) - o suprafață neuniformă cu așchii orientate într-o singură direcție (selenit, crisotil-azbest, hornblendă).
8. Coroiat– pe suprafața despicăturii apar neregularități agățate (cupru nativ, aur, argint). Acest tip de fractură este caracteristic metalelor maleabile.

Fractură netedă pe mica, fractură brută pe cuarț roz, fractură în trepte pe halit. © Rob Lavinsky Fractură granulară a cromitului. © Piotr Sosonowski
Fractură pământoasă a limonitului Fractură concoidală pe silex Fractură așchiată pe actinolit. © Rob Lavinsky Fractură cu cârlig pe cupru

Duritate

Duritate minerală- acesta este gradul de rezistență al suprafeței lor exterioare la pătrunderea unui alt mineral, mai dur și depinde de tipul rețelei cristaline și de puterea legăturilor atomilor (ionilor). Duritatea se determină prin zgârierea suprafeței mineralului cu unghia, cuțitul, sticlă sau minerale de duritate cunoscută din scara Mohs, care include 10 minerale cu duritate în creștere treptat (în unități relative).

Relativitatea poziției mineralelor în ceea ce privește gradul de creștere a durității lor este vizibilă în comparație: determinările precise ale durității diamantului (duritatea pe o scară este de 10) au arătat că este de peste 4000 de ori mai mare decât cea a talcului. (duritate - 1).

scara Mohs

Masa principală de minerale are o duritate de la 2 la 6. Mineralele mai dure sunt oxizii anhidri și unii silicați. Când determinați un mineral într-o rocă, trebuie să vă asigurați că este mineralul care este testat, și nu roca.

Gravitație specifică

Greutatea specifică variază de la 0,9 la 23 g/cm3. Pentru majoritatea mineralelor este de 2–3,4 g/cm3; mineralele și metalele native au cea mai mare greutate specifică de 5,5–23 g/cm3. Greutatea specifică exactă este determinată în laborator și, în practica normală, prin „cântărirea” eșantionului pe mână:

1. Ușoară (cu o greutate specifică de până la 2,5 g/cm 3) - sulf, sare gemă, gips și alte minerale.
2. Mediu (2,6 - 4 g/cm3) - calcit, cuarț, fluorit, topaz, minereu de fier brun și alte minerale.
3. Cu o greutate specifică mare (mai mult de 4). Acesta este baritul (spat greu) - cu o greutate specifică de 4,3 - 4,7, minereuri de sulf de plumb și cupru - greutate specifică de 4,1 - 7,6 g / cm 3, elemente native - aur, platină, cupru, fier etc. . cu o greutate specifică de la 7 la 23 g/cm 3 (iridiu osmic - 22,7 g/cm 3, iridiu platină - 23 g/cm 3).

Magneticitatea

Proprietatea mineralelor de a fi atrase de un magnet sau de a devia acul magnetic al unei busole este unul dintre semnele de diagnostic. Mineralele puternic magnetice sunt magnetita și pirotita.

Maleabilitatea și fragilitatea

Mineralele maleabile sunt cele care își schimbă forma atunci când sunt lovite cu ciocanul, dar nu se sfărâmă (cupru, aur, platină, argint). Fragil - se sfărâmă în bucăți mici la impact.

Conductivitate electrică

Conductivitatea electrică a mineralelor este capacitatea mineralelor de a conduce curentul electric sub influența unui câmp electric. În caz contrar, mineralele sunt clasificate ca dielectrice, adică non conductiv.

Inflamabilitate și miros

Unele minerale se aprind cu un chibrit și creează mirosuri caracteristice (sulf - dioxid de sulf, chihlimbar - un miros aromat, ozokerit - miros sufocant de monoxid de carbon). Mirosul de hidrogen sulfurat apare atunci când se lovește marcasit, pirita sau când măcinați cuarț, fluorit și calcit. Când bucăți de fosforit se freacă unele de altele, apare mirosul de os ars. Caolinitul, atunci când este umezit, capătă un miros de sobă.

Gust

Senzațiile gustative sunt cauzate doar de minerale foarte solubile în apă (halit - gust sărat, silvita - amar sărat).

Rugozitate și conținut de grăsime

Grasimi, usor murdare sunt talcul, caolinitul, aspru - bauxita, creta.

Higroscopicitate

Aceasta este proprietatea mineralelor de a se hidrata prin atragerea moleculelor de apă din mediu, inclusiv din aer (carnalită).

Unele minerale reacţionează cu acizii. Pentru a identifica mineralele care sunt săruri chimice ale acidului carbonic, este convenabil să folosiți reacția de fierbere cu acid clorhidric slab (5-10%) (calcit, dolomit).

Radioactivitate

Radioactivitatea poate servi ca un semn de diagnostic important. Unele minerale care conțin elemente chimice radioactive (cum ar fi uraniu, toriu, tantal, zirconiu, toriu) au adesea o radioactivitate semnificativă, care este ușor de detectat cu radiometrele de uz casnic. Pentru a testa radioactivitatea, cantitatea de fond de radioactivitate este mai întâi măsurată și înregistrată, apoi un mineral este plasat lângă detectorul dispozitivului. O creștere a citirilor cu mai mult de 15% indică radioactivitatea mineralului. Mineralele radioactive sunt: ​​abernatitul, bannerit, gadolinit, monazit, orthite, zircon etc.

Strălucire

Fluorit strălucitor

Unele minerale care nu strălucesc de la sine încep să strălucească în diferite condiții speciale (încălzire, iradiere cu raze X, raze ultraviolete și catodice; atunci când sunt sparte și chiar zgâriate). Există următoarele tipuri de luminiscență a mineralelor:

1. Fosforescența este capacitatea unui mineral de a străluci minute și ore după expunerea la anumite raze (willitul strălucește după iradierea cu raze ultraviolete scurte).
2. Luminescența este capacitatea de a străluci atunci când este iradiată cu anumite raze (scheelita strălucește albastru când este iradiată cu ultraviolete și raze).
3. Termoluminiscență - strălucesc atunci când este încălzit (fluoritul strălucește violet-roz).
4. Triboluminiscență - strălucesc în momentul zgârietării cu un cuțit sau despicare (corindon).

Asterism

Asterism sau efect de stea

Asterismul, sau efectul de stea, este caracteristic pentru câteva minerale. Constă în reflexia (difracția) razelor de lumină din incluziunile din mineral, orientate de-a lungul anumitor direcții cristalografice. Cei mai buni reprezentanți ai acestei proprietăți sunt safirul stea și rubinul stea.

În mineralele cu structură fibroasă (ochi de pisică), există o fâșie subțire de lumină care își poate schimba direcția atunci când piatra este răsucită (iridescență). Lumina jucăușă de pe suprafața opalului sau culorile strălucitoare de păun ale labradoritului se explică prin interferența luminii - amestecul razelor de lumină atunci când acestea sunt reflectate din straturi de mărgele de silice împachetate (în opal) sau din cele mai subțiri creșteri de cristal lamelare ( labradorit, piatra lunii).

Mineralele sunt compuși chimici (cu excepția elementelor native). Cu toate acestea, chiar și probele incolore, optic transparente ale acestor minerale conțin aproape întotdeauna cantități mici de impurități.

Soluțiile sau topiturile naturale din care cristalizează mineralele constau de obicei din multe elemente. În timpul formării compușilor, câțiva atomi ai elementelor mai puțin obișnuite pot înlocui atomii elementelor principale. O astfel de substituție este atât de comună încât compoziția chimică a multor minerale se apropie foarte rar de cea a compusului pur.

De exemplu, compoziția olivinei minerale comune care formează roci variază în cadrul compozițiilor a două așa-numite. membrii terminali ai seriei: de la forsterit, silicat de magneziu Mg2SiO4, la fayalita, silicat de fier Fe2SiO4. Raportul dintre Mg:Si:O în primul mineral și Fe:Si:O în al doilea este de 2:1:4.

La olivinele cu compoziție intermediară, rapoartele sunt aceleași, adică. (Mg + Fe):Si:O este 2:1:4, iar formula este scrisă ca (Mg,Fe)2SiO4. Dacă se cunosc cantitățile relative de magneziu și fier, atunci acest lucru se poate reflecta în formula (Mg0.80Fe0.20)2SiO4, din care se poate observa că 80% din atomii de metal sunt reprezentați de magneziu, iar 20% de fier.

Structura. Toate mineralele, cu excepția apei (care, spre deosebire de gheață, nu este de obicei clasificată drept minerale) și mercurul, sunt solide la temperaturi obișnuite. Cu toate acestea, dacă apa și mercurul sunt mult răcite, se solidifică: apă la 0 ° C și mercur la -39 ° C. La aceste temperaturi, moleculele de apă și atomii de mercur formează o structură cristalină tridimensională caracteristică (termenii „cristalină". ” și „solid”) ” în acest caz sunt aproape echivalente).

Astfel, mineralele sunt substanțe cristaline ale căror proprietăți sunt determinate de aranjarea geometrică a atomilor lor constitutivi și de tipul de legătură chimică dintre ei. Celula unitară (cea mai mică subdiviziune a unui cristal) este alcătuită din atomi aranjați în mod regulat ținuți împreună prin legături electronice.

Aceste celule minuscule, care se repetă la nesfârșit în spațiul tridimensional, formează un cristal. Dimensiunile celulelor unitare din diferite minerale sunt diferite și depind de mărimea, numărul și aranjamentul relativ al atomilor din interiorul celulei. Parametrii celulei sunt exprimați în angstromi sau nanometri (1 = 10 -8 cm = 0,1 nm).

Celulele elementare ale unui cristal adunate strâns, fără goluri, umplu volumul și formează o rețea cristalină. Cristalele sunt împărțite pe baza simetriei celulei unitare, care se caracterizează prin relația dintre marginile și colțurile sale.

De obicei există 7 sisteme (în ordinea crescătoare a simetriei): triclinic, monoclinic, rombic, tetragonal, trigonal, hexagonal și cubic (izometric). Uneori sistemele trigonale și hexagonale nu sunt separate și sunt descrise împreună sub denumirea de sistem hexagonal.

Singoniile sunt împărțite în 32 de clase de cristale (tipuri de simetrie), inclusiv 230 de grupuri spațiale. Aceste grupuri au fost identificate pentru prima dată în 1890 de către omul de știință rus E.S. Fedorov. Folosind analiza de difracție cu raze X, se determină dimensiunile celulei unitare a unui mineral, singonia acestuia, clasa de simetrie și grupul spațial și se descifrează structura cristalină, adică. poziţia relativă în spaţiul tridimensional a atomilor care alcătuiesc celula unitară.

CRISTALGRAFIE GEOMETRICĂ (MORFOLOGICĂ).

Cristalele cu marginile lor plate, netede și strălucitoare au atras de multă vreme atenția omului. De la apariția mineralogiei ca știință, cristalografia a devenit baza pentru studiul morfologiei și structurii mineralelor. S-a constatat că fețele cristalelor au un aranjament simetric, ceea ce permite ca cristalul să fie atribuit unui anumit sistem, iar uneori uneia dintre clase (simetrie) (vezi mai sus).

Studiile cu raze X au arătat că simetria externă a cristalelor corespunde aranjamentului regulat intern al atomilor. Dimensiunile cristalelor minerale variază într-o gamă foarte largă - de la giganți care cântăresc 5 tone (masa unui cristal de cuarț bine format din Brazilia) până la atât de mici încât fețele lor pot fi distinse doar la microscop electronic.

Forma cristalului chiar și a aceluiași mineral poate diferi ușor în probe diferite; de exemplu, cristalele de cuarț sunt aproape izometrice, aciculare sau aplatizate. Cu toate acestea, toate cristalele de cuarț, mari și mici, ascuțite și plate, sunt formate prin repetarea celulelor unitare identice.

Dacă aceste celule sunt orientate într-o anumită direcție, cristalul are o formă alungită; dacă în două direcții în detrimentul celei de-a treia, atunci forma cristalului este tabulară. Întrucât unghiurile dintre fețele corespunzătoare ale aceluiași cristal au o valoare constantă și sunt specifice fiecărui tip de mineral, această caracteristică este inclusă în mod necesar în caracteristicile mineralului.

Mineralele reprezentate de cristale individuale bine tăiate sunt rare. Mult mai des apar sub formă de boabe neregulate sau agregate cristaline. Adesea, un mineral este caracterizat de un anumit tip de agregat, care poate servi ca caracteristică de diagnosticare. Există mai multe tipuri de unități.

Agregate ramificate dendritice asemănător cu frunzele de ferigă sau cu muşchiul şi caracteristic, de exemplu, piroluzitului. Agregatele fibroase constând din fibre paralele dens împachetate sunt tipice pentru azbest crisotil și amfibol.

Agregate colomorfe, având o suprafață netedă rotunjită, sunt construite din fibre care se extind radial de la un centru comun. Masele rotunde mari sunt mastoide (malahit), în timp ce cele mai mici sunt în formă de rinichi (hematit) sau în formă de struguri (psilomelan).

Agregate solzoase, constând din cristale mici asemănătoare plăcilor, sunt caracteristice pentru mica și barite.

Stalactite- formațiuni de picurare-picurare agățate sub formă de țurțuri, tuburi, conuri sau „perdele” în peșterile carstice. Acestea apar ca urmare a evaporării apei mineralizate care se scurge prin fisurile de calcar și sunt adesea compuse din calcit (carbonat de calciu) sau aragonit.

Ooliți- agregate formate din bile mici și asemănătoare cu ouă de pește se găsesc în unele formațiuni de calcit (calcar oolitic), goethit (minereu de fier oolitic) și alte formațiuni similare.

După acumularea datelor cu raze X și compararea acestora cu rezultatele analizelor chimice, a devenit evident că caracteristicile structurii cristaline a unui mineral depind de compoziția sa chimică. Astfel, au fost puse bazele unei noi științe – chimia cristalină.

Multe proprietăți aparent neînrudite ale mineralelor pot fi explicate luând în considerare structura lor cristalină și compoziția chimică. Unele elemente chimice (aur, argint, cupru) se găsesc în nativ, i.e. pur, formă. Ele sunt construite din atomi neutri din punct de vedere electric (spre deosebire de majoritatea mineralelor, ai căror atomi poartă o sarcină electrică și se numesc ioni). Un atom cu lipsă de electroni este încărcat pozitiv și se numește cation; un atom cu un exces de electroni are sarcină negativă și se numește anion.

Atracția dintre ionii încărcați opus se numește legătură ionică și servește ca principală forță de legare în minerale. Cu un alt tip de legătură, electronii exteriori se rotesc în jurul nucleelor ​​pe orbite comune, conectând atomii între ei. O legătură covalentă este cel mai puternic tip de legătură.

Mineralele cu legături covalente au de obicei duritate și puncte de topire ridicate (de exemplu, diamantul). Un rol mult mai mic în minerale este jucat de legătura slabă van der Waals care are loc între unitățile structurale neutre din punct de vedere electric.

Energia de legare a unor astfel de unități structurale (straturi sau grupuri de atomi) este distribuită neuniform. Legăturile Van der Waals oferă atracție între regiuni încărcate opus în unități structurale mai mari. Acest tip de legătură se observă între straturi de grafit (una dintre formele naturale de carbon), formată datorită legăturii covalente puternice a atomilor de carbon. Datorită legăturilor slabe dintre straturi, grafitul are duritate scăzută și clivaj foarte perfect, paralel cu straturile. Prin urmare, grafitul este folosit ca lubrifiant.

Ionii încărcați opus se apropie unul de altul la o distanță la care forța de respingere echilibrează forța de atracție. Pentru orice pereche anume cation-anion, această distanță critică este egală cu suma „razelor” celor doi ioni. Prin determinarea distanțelor critice dintre diferiți ioni, a fost posibilă determinarea dimensiunii razelor majorității ionilor (în nanometri, nm). Deoarece majoritatea mineralelor sunt caracterizate prin legături ionice, structurile lor pot fi vizualizate sub formă de bile care se ating.

Structurile cristalelor ionice depind în principal de mărimea și semnul sarcinii și de dimensiunile relative ale ionilor. Deoarece cristalul în ansamblu este neutru din punct de vedere electric, suma sarcinilor pozitive ale ionilor trebuie să fie egală cu suma celor negative. În clorura de sodiu (NaCl, halitul mineral), fiecare ion de sodiu are o sarcină de +1, iar fiecare ion de clorură -1 (Fig. 1), adică. Fiecare ion de sodiu corespunde unui ion de clor. Cu toate acestea, în fluorit (fluorura de calciu, CaF2), fiecare ion de calciu are o sarcină de +2, iar fiecare ion de fluor are o sarcină de -1. Prin urmare, pentru a menține neutralitatea electrică generală a ionilor de fluor, aceasta trebuie să fie de două ori mai mare decât ionii de calciu (Fig. 2).

Posibilitatea includerii lor într-o structură cristalină dată depinde și de mărimea ionilor. Dacă ionii au aceeași dimensiune și sunt împachetati în așa fel încât fiecare ion să atingă alții 12, atunci aceștia sunt în coordonare adecvată.

Există două moduri de împachetare a sferelor de aceeași dimensiune (Fig. 3): împachetarea cubică, care duce în general la formarea de cristale izometrice, și împachetarea hexagonală, care formează cristale hexagonale. De regulă, cationii au dimensiuni mai mici decât anionii, iar dimensiunile lor sunt exprimate în fracțiuni din raza anionului, luate ca una.

De obicei se folosește raportul obținut prin împărțirea razei cationului la raza anionului. Dacă un cation este doar puțin mai mic decât anionii cu care se combină, acesta poate fi în contact cu cei opt anioni care îl înconjoară sau, așa cum se spune de obicei, în coordonare de opt ori față de anionii, care sunt localizați, ca era, la vârfurile unui cub din jurul lui. Această coordonare (numită și cubică) este stabilă la rapoarte ale razelor ionice de la 1 la 0,732 (Fig. 4a).

La un raport de rază ionică mai mic, opt anioni nu pot fi stivuiți pentru a atinge cationul. În astfel de cazuri, geometria de împachetare permite coordonarea de șase ori a cationilor cu anioni localizați la șase vârfuri ale octaedrului (Fig. 4b), care vor fi stabile la rapoarte ale razelor lor de la 0,732 la 0,416.

Odată cu o scădere suplimentară a mărimii relative a cationului, are loc o tranziție la coordonarea cvadruplă sau tetraedrică, stabilă la rapoarte de rază de la 0,414 la 0,225 (Fig. 4c), apoi la coordonarea triplă în cadrul rapoartelor de rază de la 0,225 la 0,155 (Fig. . 4c).d) și dublu - cu rapoarte ale razelor mai mici de 0,155 (Fig. 4e).

Deși alți factori determină și tipul de poliedru de coordonare, pentru majoritatea mineralelor principiul raportului razei ionice este un mijloc eficient de prezicere a structurii cristaline.

Orez. 4. POLIEDRII DE COORDINARE se formează atunci când anionii sunt plasați în jurul cationilor. Tipurile posibile de aranjament depind de dimensiunile relative ale anionilor și cationilor. Se disting următoarele tipuri de coordonare: a - coordonare cubică, sau de opt ori; b - octaedric, sau șase ori; c - tetraedric, sau cvadruplu; g - coordonare triunghiulară sau triplă; d - dubla coordonare.

Mineralele cu compoziții chimice complet diferite pot avea structuri similare care pot fi descrise folosind aceleași poliedre de coordonare. De exemplu, în NaCl clorură de sodiu, raportul dintre raza ionului de sodiu și raza ionului de clor este 0,535, indicând coordonarea octaedrică sau de șase ori.

Dacă șase anioni se grupează în jurul fiecărui cation, atunci pentru a menține un raport cation-anion de 1:1, trebuie să existe șase cationi în jurul fiecărui anion. Aceasta produce o structură cubică cunoscută sub numele de structură de tip clorură de sodiu.

Deși razele ionice ale plumbului și sulfului diferă mult de razele ionice ale sodiului și clorului, raportul lor determină și coordonarea șase ori, prin urmare galena PbS are o structură de tip clorură de sodiu, adică halitul și galena sunt izostructurale.

Impuritățile din minerale sunt de obicei prezente sub formă de ioni care îi înlocuiesc pe cei ai mineralului gazdă. Astfel de substituții afectează foarte mult dimensiunile ionilor. Dacă razele a doi ioni sunt egale sau diferă cu mai puțin de 15%, ei sunt ușor înlocuiți. Dacă această diferență este de 15-30%, o astfel de substituție este limitată; cu o diferență de peste 30%, înlocuirea este practic imposibilă.

Există multe exemple de perechi de minerale izostructurale cu compoziții chimice similare între care are loc substituția ionică. Astfel, carbonații siderita (FeCO3) și rodocrozitul (MnCO3) au structuri similare, iar fierul și manganul se pot înlocui în orice raport, formând așa-numitul. solutii solide. Există o serie continuă de soluții solide între aceste două minerale. În alte perechi de minerale, ionii au posibilități limitate de înlocuire reciprocă.

Deoarece mineralele sunt neutre din punct de vedere electric, încărcarea ionilor afectează și înlocuirea lor reciprocă. Dacă înlocuirea are loc cu un ion încărcat opus, atunci o a doua înlocuire trebuie să aibă loc într-o parte a acestei structuri, în care sarcina ionului de substituție compensează încălcarea neutralității electrice cauzată de primul. O astfel de substituție de conjugat se observă în feldspați - plagioclaze, când calciul (Ca2+) înlocuiește sodiul (Na+) cu formarea unei serii continue de soluții solide.

Excesul de sarcină pozitivă rezultat din înlocuirea ionului Na+ cu ionul Ca2+ este compensat prin înlocuirea simultană a siliciului (Si4+) cu aluminiu (Al3+) în zonele adiacente ale structurii.

PROPRIETĂȚI FIZICE ALE MINERALELOR

Deși principalele caracteristici ale mineralelor (compoziția chimică și structura cristalină internă) sunt stabilite pe baza analizelor chimice și a difracției de raze X, ele se reflectă indirect în proprietăți care sunt ușor de observat sau măsurat. Pentru a diagnostica majoritatea mineralelor, este suficient să le determinați luciul, culoarea, clivajul, duritatea și densitatea.

Strălucire- caracteristica calitativă a luminii reflectate de un mineral. Unele minerale opace reflectă puternic lumina și au un luciu metalic. Acest lucru este obișnuit în mineralele de minereu, cum ar fi galena (mineral de plumb), calcopirită și bornit (minerale de cupru), argentit și acantit (minerale de argint).

Majoritatea mineralelor absorb sau transmit o parte semnificativă a luminii care cade asupra lor și au un luciu nemetalic. Unele minerale au un luciu care trece de la metal la nemetalic, care se numește semimetalic.

Mineralele cu un luciu nemetalic sunt de obicei de culoare deschisă, unele dintre ele sunt transparente. Cuarțul, gipsul și mica ușoară sunt adesea transparente. Alte minerale (de exemplu, cuarțul alb lăptos) care transmit lumină, dar prin care obiectele nu pot fi distinse clar, se numesc translucide. Mineralele care conțin metale diferă de altele prin transmiterea luminii.

Dacă lumina trece printr-un mineral, cel puțin în marginile cele mai subțiri ale boabelor, atunci acesta este, de regulă, nemetalic; dacă lumina nu trece, atunci este minereu. Există, totuși, excepții: de exemplu, sfalerita de culoare deschisă (mineral de zinc) sau cinabru (mineral de mercur) sunt adesea transparente sau translucide.

Mineralele diferă prin caracteristicile calitative ale luciului lor nemetalic. Argila are un luciu tern, pământesc. Cuarțul pe marginile cristalelor sau pe suprafețele de fractură este sticlos, ​​talcul, care este împărțit în frunze subțiri de-a lungul planurilor de clivaj, este sidef. Strălucitoare, strălucitoare, ca un diamant, strălucirea se numește diamant.

Când lumina cade pe un mineral cu un luciu nemetalic, este parțial reflectată de suprafața mineralului și parțial refractată la această limită. Fiecare substanță este caracterizată de un anumit indice de refracție. Deoarece poate fi măsurat cu mare precizie, este o caracteristică de diagnostic mineral foarte utilă.

Natura luciului depinde de indicele de refracție și ambele depind de compoziția chimică și structura cristalină a mineralului. În general, mineralele transparente care conțin atomi de metale grele sunt caracterizate de un luciu ridicat și un indice de refracție ridicat. Acest grup include minerale obișnuite precum anglezitul (sulfatul de plumb), casiteritul (oxidul de staniu) și titanita sau sfena (silicatul de calciu și titan).

Mineralele compuse din elemente relativ ușoare pot avea, de asemenea, un luciu ridicat și un indice de refracție ridicat, dacă atomii lor sunt strâns strânși și ținuți împreună prin legături chimice puternice. Un exemplu izbitor este diamantul, care constă dintr-un singur element ușor, carbonul.

Într-o măsură mai mică, acest lucru este valabil pentru corindonul mineral (Al2O3), ale cărui soiuri colorate transparente - rubin și safire - sunt pietre prețioase. Deși corindonul este compus din atomi ușori de aluminiu și oxigen, aceștia sunt atât de strâns legați, încât mineralul are un luciu destul de puternic și un indice de refracție relativ ridicat.

Unele luciu (uleioase, ceroase, mate, mătăsoase etc.) depind de starea suprafeței mineralului sau de structura agregatului mineral; un luciu rășinos este caracteristic multor substanțe amorfe (inclusiv minerale care conțin elementele radioactive uraniu sau toriu).

Culoare- un semn de diagnostic simplu și convenabil. Exemplele includ pirita galben-alama (FeS2), galena cenușie plumb (PbS) și arsenopirita alb-argintie (FeAsS2). În alte minerale cu un luciu metalic sau semimetalic, culoarea caracteristică poate fi mascată de jocul de lumină într-o peliculă subțire de suprafață (ternish). Acest lucru este comun pentru majoritatea mineralelor de cupru, în special bornitul, care se numește „minereu de păun” din cauza pătării sale irizante de culoare albastru-verde care se dezvoltă rapid atunci când este proaspăt fracturat. Cu toate acestea, alte minerale de cupru sunt vopsite în culori familiare: malachit - verde, azurit - albastru.

Unele minerale nemetalice sunt inconfundabile de recunoscut după culoarea determinată de elementul chimic principal (galben - sulf și negru - gri închis - grafit etc.). Multe minerale nemetalice constau din elemente care nu le conferă o anumită culoare, dar au soiuri colorate, a căror culoare se datorează prezenței impurităților elementelor chimice în cantități mici, care nu sunt comparabile cu intensitatea culoarea pe care o provoacă. Astfel de elemente se numesc cromofori; ionii lor sunt caracterizați prin absorbția selectivă a luminii. De exemplu, ametistul violet intens își datorează culoarea unei urme de fier din cuarț, în timp ce culoarea verde intens a smaraldului se datorează cantității mici de crom din beril.

Culorile din mineralele în mod normal incolore pot rezulta din defecte ale structurii cristaline (cauzate de pozițiile atomice neumplute în rețea sau de încorporarea ionilor străini), care pot determina absorbția selectivă a anumitor lungimi de undă în spectrul luminii albe. Apoi mineralele sunt vopsite în culori suplimentare. Rubinele, safirele și alexandritele își datorează culoarea tocmai acestor efecte de lumină.

Mineralele incolore pot fi colorate prin incluziuni mecanice. Astfel, diseminarea subțire împrăștiată a hematitei dă cuarțului o culoare roșie, clorit - verde. Cuarțul lăptos este întunecat cu incluziuni gaz-lichid. Deși culoarea minerală este una dintre proprietățile cel mai ușor de determinat în diagnosticarea mineralelor, ea trebuie utilizată cu precauție deoarece depinde de mulți factori.

În ciuda variabilității culorii multor minerale, culoarea pulberii minerale este foarte constantă și, prin urmare, este o caracteristică de diagnosticare importantă. În mod obișnuit, culoarea unei pulberi minerale este determinată de linia (așa-numita „culoare de linie”) pe care mineralul o lasă atunci când este trecut peste o farfurie de porțelan nesmălțuită (biscuit). De exemplu, fluoritul mineral vine în culori diferite, dar dunga sa este întotdeauna albă.

Clivaj. O proprietate caracteristică a mineralelor este comportamentul lor la despicare. De exemplu, cuarțul și turmalina, a căror suprafață de fractură seamănă cu o așchie de sticlă, au o fractură concoidală. În alte minerale, fractura poate fi descrisă ca aspră, zimțată sau așchiată.

Pentru multe minerale, caracteristica nu este fractura, ci clivajul. Aceasta înseamnă că se desprind de-a lungul planurilor netede direct legate de structura lor cristalină. Forțele de legătură dintre planurile rețelei cristaline pot varia în funcție de direcția cristalografică.

Dacă sunt mult mai mari în unele direcții decât în ​​altele, atunci mineralul se va împărți în cea mai slabă legătură. Deoarece clivajul este întotdeauna paralel cu planurile atomice, acesta poate fi desemnat indicând direcțiile cristalografice. De exemplu, halitul (NaCl) are clivaj cub, i.e. trei direcții reciproc perpendiculare de posibilă scindare.

Clivajul se caracterizează și prin ușurința de manifestare și calitatea suprafeței de clivaj rezultată. Mica are un decolteu foarte perfect într-o direcție, adică. se desparte cu ușurință în frunze foarte subțiri, cu o suprafață netedă și strălucitoare. Topazul are un decolteu perfect într-o singură direcție.

Mineralele pot avea două, trei, patru sau șase direcții de clivaj de-a lungul cărora sunt la fel de ușor de împărțit, sau mai multe direcții de clivaj de diferite grade. Unele minerale nu au deloc clivaj. Deoarece clivajul, ca o manifestare a structurii interne a mineralelor, este proprietatea lor constantă, servește ca o caracteristică importantă de diagnosticare.

Duritate- rezistenta pe care o ofera mineralul cand este zgariat. Duritatea depinde de structura cristalului: cu cât atomii din structura unui mineral sunt mai strâns legați între ei, cu atât este mai dificil de zgâriat. Talcul și grafitul sunt minerale moi asemănătoare plăcilor, construite din straturi de atomi ținute împreună de forțe foarte slabe. Sunt grase la atingere: atunci când sunt frecate pe pielea mâinii, straturi subțiri individuale alunecă. Cel mai dur mineral este diamantul, în care atomii de carbon sunt atât de strâns legați încât poate fi zgâriat doar de un alt diamant.

La începutul secolului al XIX-lea. Mineralogul austriac F. Moos a aranjat 10 minerale în ordinea crescătoare a durității lor. De atunci, acestea au fost folosite ca standarde pentru duritatea relativă a mineralelor, așa-numitele. scara Mohs.

SCALA DE DURITATE MOH

Pentru a determina duritatea unui mineral, este necesar să se identifice cel mai dur mineral pe care îl poate zgâria. Duritatea mineralului examinat va fi mai mare decât duritatea mineralului pe care l-a zgâriat, dar mai mică decât duritatea următorului mineral pe scara Mohs.

Mineral	Duritate relativă
Ortoclaza

Pentru a determina rapid duritatea, puteți utiliza următoarea scară, mai simplă, practică.

Forțele de legătură pot varia în funcție de direcția cristalografică și, deoarece duritatea este o estimare aproximativă a acestor forțe, aceasta poate varia în direcții diferite. Această diferență este de obicei mică, cu excepția cianitei, care are o duritate de 5 pe direcția paralelă cu lungimea cristalului și 7 pe direcția transversală. În practica mineralogică, se utilizează și măsurarea valorilor absolute de duritate (așa-numita microduritate) cu ajutorul unui dispozitiv sclerometru, care este exprimat în kg/mm2.

Densitate. Masa atomilor elementelor chimice variază de la hidrogen (cel mai ușor) la uraniu (cel mai greu). Toate celelalte lucruri fiind egale, masa unei substanțe formate din atomi grei este mai mare decât cea a unei substanțe formate din atomi ușori. De exemplu, doi carbonați - aragonitul și cerusitul - au o structură internă similară, dar aragonitul conține atomi de calciu ușori, iar cerusitul conține atomi grei de plumb. Ca urmare, masa de cerusită depășește masa de aragonit de același volum.

Masa pe unitatea de volum de mineral depinde și de densitatea de împachetare a atomilor. Calcitul, ca și aragonitul, este carbonat de calciu, dar în calcit atomii sunt împachetati mai puțin dens, deci are mai puțină masă pe unitate de volum decât aragonitul. Masa relativă, sau densitatea, depinde de compoziția chimică și structura internă.

Densitate este raportul dintre masa unei substanțe și masa aceluiași volum de apă la 4° C. Deci, dacă masa unui mineral este de 4 g și masa aceluiași volum de apă este de 1 g, atunci densitatea mineralului este de 4. În mineralogie, se obișnuiește să se exprime densitatea în g/cm3.

Densitate este o caracteristică importantă de diagnosticare a mineralelor și nu este greu de măsurat. Mai întâi, proba este cântărită în aer și apoi în apă. Deoarece o probă scufundată în apă este supusă unei forțe de plutire în sus, greutatea sa este mai mică decât în ​​aer. Pierderea în greutate este egală cu greutatea apei deplasate. Astfel, densitatea este determinată de raportul dintre masa unei probe în aer și pierderea sa în greutate în apă.

Piro-electricitate. Unele minerale, cum ar fi turmalina, calamina etc., devin electrificate atunci când sunt încălzite sau răcite. Acest fenomen poate fi observat prin polenizarea unui mineral de răcire cu un amestec de pulberi de plumb roșu și sulf. În acest caz, sulful acoperă zonele încărcate pozitiv ale suprafeței minerale, iar miniul acoperă zonele cu o sarcină negativă.

Magneticitatea – Aceasta este proprietatea unor minerale de a acționa asupra unui ac magnetic sau de a fi atrase de un magnet. Pentru a determina magnetismul, utilizați un ac magnetic plasat pe un trepied ascuțit sau un pantof sau bară magnetică. De asemenea, este foarte convenabil să folosiți un ac magnetic sau un cuțit.

La testarea magnetismului, sunt posibile trei cazuri:

a) când un mineral în forma sa naturală („de la sine”) acționează asupra unui ac magnetic,

b) când mineralul devine magnetic numai după calcinare în flacăra reducătoare a unei sarbatine

c) când mineralul nu prezintă magnetism nici înainte, nici după calcinare într-o flacără reducătoare. Pentru a calcina cu o flacără reducătoare, trebuie să luați bucăți mici de 2-3 mm.

Strălucire. Multe minerale care nu strălucesc singure încep să strălucească în anumite condiții speciale (când sunt încălzite, expuse la raze X, ultraviolete și catodice, când sunt sparte, zgâriate etc.).

Există fosforescență, luminiscență, termoluminiscență și triboluminiscență a mineralelor.

Fosforescența este capacitatea unui mineral de a străluci după expunerea la una sau alta rază (wilită).

Luminescența este capacitatea de a străluci în momentul iradierii (scheelite atunci când este iradiată cu raze ultraviolete și catodice, calcit etc.).

Termoluminiscență - strălucesc la încălzire (fluorit, apatit).

Triboluminiscență - strălucesc în momentul zgârietării cu un ac sau despicare (mica, corindon).

Radioactivitate. Multe minerale care conțin elemente precum niobiu, tantal, zirconiu, pământuri rare, uraniu și toriu au adesea o radioactivitate destul de semnificativă, ușor de detectat chiar și de radiometrele de uz casnic, ceea ce poate servi ca un semn de diagnostic important. Pentru a testa radioactivitatea, mai întâi se măsoară și se înregistrează valoarea de fond, apoi se aduce mineralul, eventual mai aproape de detectorul dispozitivului. O creștere a citirilor de peste 10-15% poate servi ca un indicator al radioactivității mineralului.

Conductivitate electrică. O serie de minerale au o conductivitate electrică semnificativă, ceea ce le permite să fie distinse clar de minerale similare. Poate fi verificat cu un tester de uz casnic obișnuit.

IDENTIFICAREA MINERALELOR

INTRODUCERE

Acest manual este destinat să ajute studenții care studiază un curs scurt de geologie inginerească în munca lor independentă privind identificarea mineralelor. Determinantul este compilat sub forma unui tabel, care simplifică selecția unui mineral care corespunde unui set de proprietăți determinat de student. Proprietățile mineralelor și caracteristicile grupurilor de clasificare sunt date în secțiuni speciale.

1. Determinarea strălucirii unui mineral.

2. Determinarea durității.

3. Determinarea culorii liniei.

4. Selectarea mineralelor potrivite conform graficelor verticale ale anumitor proprietăți de la punctele 1, 2, 3.

5. Identificare prin determinarea altor proprietăți de-a lungul liniilor orizontale ale determinantului.

La sfârșitul manualului există un index alfabetic al celor 116 minerale descrise în acesta și sunt date formulele acestora.

I. PROPRIETĂȚI ȘI GENEZA MINERALELOR

Proprietățile de bază ale mineralelor

Mineralele sunt compuși chimici relativ specifici și destul de stabili și elemente native, caracterizate printr-o structură internă strict constantă. De obicei, mineralele includ formațiuni naturale care apar ca rezultat al proceselor fizice și chimice în adâncurile și pe suprafața scoarței terestre. Cu toate acestea, acestea includ pietre prețioase cultivate în laboratoare și fabrici, formațiuni minerale obținute prin modelarea proceselor geologice și perle cultivate ca acvacultură.

Astăzi, se cunosc până la 4.000 de minerale. Desigur, există taxonomii diferite ale acestora. Manualul folosește un principiu bazat pe identificarea claselor, subclaselor și grupurilor de unități de clasificare chimică fracționată. Diviziunea bazată pe constituția chimică reflectă multe proprietăți ale mineralelor care le permit să fie diagnosticate. Determinantul arată proprietățile de bază ale celor mai tipici reprezentanți ai elementelor native, sulfuri, sulfați, halogeni, fluoruri, fosfați, carbonați, oxizi și silicați.

Proprietățile de bază sunt inerente tuturor mineralelor, astfel încât diagnosticul se bazează pe diferențele dintre caracteristicile acestor caracteristici. În plus, diagnosticarea este ajutată de semne suplimentare care reflectă proprietăți specifice care nu sunt inerente tuturor, și chiar unice, minerale, dar le permit să fie identificate rapid și fără ambiguitate. Determinantul ia în considerare atât de bază (chimie, structură, agregate minerale, duritate, densitate, clivaj, fractură, culoare, caracteristică, strălucire, geneză), cât și suplimentare (proprietăți magnetice și electrice, higroscopicitate, miros, gust, inflamabilitate, elasticitate, maleabilitate). , radioactivitate) proprietăți și oferă informații privind utilizarea în practică a mineralelor.

Structura mineralelor.În natură, există formațiuni minerale solide, lichide și gazoase. Mineralele solide pot fi cristalin şi amorf. Cele cristaline constau din multe elemente structurale identice care formează o rețea spațială (cristalină) ordonată. Există tipuri atomice, ionice și moleculare de rețele care determină anizotropie(proprietăți diferite), izotropia (aceleași proprietăți) a cristalelor și capacitatea lor de a se autodecupa. Cristalele – atât naturale, cât și artificiale – au formă de poliedre. Ele pot fi izotrope sau anizotrope. Mineralele amorfe sunt întotdeauna izotrope. Capacitatea substanțelor cu aceeași compoziție chimică de a cristaliza sub forme diferite se numește polimorfism (multiformitate). De exemplu: diamant și grafit, pirit și marcazit, calcit și aragonit. Diferitele structuri ale soiurilor polimorfe explică proprietățile lor diferite. Unele substanțe cu compoziții chimice diferite pot forma forme cristalografice similare. Astfel de substanțe pot crea forme mixte care conțin componentele originale în proporții diferite. Acest fenomen se numește izomorfism, iar amestecurile se numesc izomorfă. Un exemplu este feldspații, a căror serie izomorfă este formată prin amestecarea moleculelor de albit și anortit.

În condiții naturale, formele cristaline care cresc cel mai adesea nu sunt destul de regulate și au unele defecte, dar în ciuda oricăror defecte, unghiurile dintre fețele corespunzătoare ale cristalelor din aceeași substanță rămân aceleași și constante. Acest legea constanței unghiurilor fațetelor face posibilă stabilirea formei ideale a cristalelor și diagnosticarea cu acuratețe a celor mai mici boabe minerale.

Diferitele grade de simetrie ale cristalelor sunt explicate prin diferite combinații de planuri, axe centrale și simetrie în ele. Pot exista 32 de astfel de combinații și sunt numite clase(sau tipuri de) simetrie. Acestea din urmă sunt combinate în 7 sisteme sau singoii: cubic, tetragonal, hexagonal, rombic, trigonal, monoclinic și triclinic. Cristalele cubice au cel mai inalt simetrie: cel mai simplu element al lor este un cub, sunt izotropi. Cristalele sistemelor hexagonale, tetragonale și trigonale se caracterizează prin in medie simetrie. Au columnar, columnar, acicular, cu frunze, tabulare, lamelare obicei(forma) și secțiuni cu șase, patru și trei fețe (respectiv), perpendiculare pe axa lungă. Anizotropia este exprimată prin diferența dintre principalele proprietăți de-a lungul axelor lungi și scurte. De care aparțin sistemele ortorombic, monoclinic și triclinic inferior grup de simetrie. Se caracterizează prin forme foarte diverse cu proprietăți anizotrope. Cristalele ortorombice au o secțiune transversală perpendiculară pe axa lungă, care are forma unui romb.

Forme minerale naturale (clusters). Acumulările naturale de cereale minerale, sau cristale, sunt denumite în mod obișnuit agregate minerale. Ei pot fi mono- și poliminerale, acestea. constau din unul sau mai multe minerale. Forma agregatelor minerale depinde de compoziția lor și de condițiile de formare.

Se formează un grup de cristale crescute pe o bază comună druz. Se numește un drusen cu cristale mici topite orientate într-o singură direcție cu o perie. Aceste forme se formează în timpul cristalizării mineralelor în golurile rocilor (cuarț, calcit, gips). Au aceeași geneză secreţie– formațiuni minerale care umplu parțial sau complet cavitățile și cresc de la periferie spre centru. Secrețiile pot forma atât minerale amorfe (calcedonie) cât și cristaline (cuarț, calcit). Se numesc secretii mari geode, mic - amigdalele.

Formațiunile nodulare care au apărut în formațiuni sedimentare libere la fundul rezervoarelor antice și moderne ca urmare a acumulării de materie minerală în jurul centrelor străine de cristalizare sunt numite noduli. Nodulii cresc de la centru spre periferie; structura lor poate fi radială sau concentrică. Formele și dimensiunile lor sunt foarte diferite. Cei mai mici noduli sunt ooliții (calcit, aragonit, fosforit, silex, siderit, noduli de feromangan ai fundului oceanic modern).

În goluri, inclusiv peșteri, formele de sinter sunt răspândite. Pot avea o mare varietate de dimensiuni și compoziții (calcit, malachit, minerale argiloase, gheață etc.). Aceasta este în primul rând stalactite, stalagmite și stalagnate, formațiuni de peșteră în formă de rinichi și struguri.

Odată cu cristalizarea rapidă a sărurilor care cad din apele subterane în mici crăpături și argilă, se formează formațiuni subțiri ramificate asemănătoare arborilor - dendrite. Cele mai des întâlnite sunt dendritele native de cupru, compuși feroși și mangan etc.

Agregatele minerale de boabe și cristale dezordonate sunt împărțite în granulație grosieră (mai mult de 3 mm), granulație medie (1–3 mm) și granulație fină (mai puțin de 1 mm). Aspectul lor poate fi nu numai granular (cristalin), ci și lamelar, cu frunze, columnar, cu benzi, fibros, oolitic etc. Natura agregatelor minerale este cea care determină caracteristicile structurale și texturale ale rocilor. Se numesc agregate de boabe care nu se pot distinge sub lupă criptocristalin; mâini moi, murdare, care amintesc de pământul afânat - pământesc(caolin, bauxita, limonit etc.).

Se numesc forme false care nu corespund adevăratului obicei al substanței care le compune pseudomorfoze.În conformitate cu geneza, se disting pseudomorfoze de transformare sau metamorfoză, cum ar fi formarea limonitului din pirita; deplasare (calcedonie, silex pe calcit), execuție (opal, limonit pe lemn).

Proprietățile fizice ale mineralelor determinați un set de caracteristicile sale principale, care ar trebui să includă: duritate, densitate, clivaj, fractură, culoare, linie, strălucire.

Duritate, sau rezistența la rupere în timpul diagnosticului este determinată prin zgârierea unui mineral cu altul. În acest fel, ei află care mineral este mai dur, adică. determina duritatea relativa. Determinările se fac pe o scară F. Mohs de 10 puncte, constând din 10 minerale, în care fiecare mineral ulterior este cu un punct mai dur decât cel anterior și, prin urmare, îl zgârie. Mai jos este scala F. Mohs cu câteva recomandări practice.

1. Talc (razuit cu unghia).

2. Tencuiala (zgariat cu unghia).

3. Calcită (răzuiți cu un cuțit).

4. Fluorit (se zgâria ușor cu un cuțit).

5. Apatită (dificil de zgâriat cu un cuțit).

6. Ortoclază (greu de zgâriat de sticlă).

7. Cuarț, (nu zgâriat de sticlă).

8. Topaz, (lasa o zgarietura pe cutit si sticla).

9. Corindon, (lasa o zgarietura pe cutit si sticla).

10. Diamond, (lasa o zgarietura pe cutit si sticla).

Când determinați duritatea, nu confundați o zgârietură cu o linie. Praful de stâncă este șters de pe linie fără urmă cu un deget. Trebuie amintit că mineralele anizotrope au duritate diferită în direcții diferite, iar masele criptocristaline, poroase și pulverulente sunt întotdeauna mai moi decât cristalele bine tăiate (ocru hematit - 1, cristalul hematit - 6).

Densitatea (gravitatea specifică)– reflectă întotdeauna compoziția chimică și structura mineralului. Se determină aproximativ prin „cântărirea” mineralului în palmă. De obicei, există trei categorii de greutate: minerale ușoare (până la 3 g/cm3), medii (3–4 g/cm3) și grele (mai mult de 4 g/cm3). Cu o greutate specifică mai mare de 10 g/cm, vorbesc despre minerale foarte grele. Acestea includ aur nativ, argint, platină și mercur. Cel mai greu mineral cunoscut pe Pământ este iridiul osmic, care are o densitate de 23 g/cm 3 . Majoritatea mineralelor care alcătuiesc scoarța terestră sunt minerale ușoare și medii.

Clivaj- aceasta este capacitatea mineralelor de a diviza (diviza) de-a lungul suprafețelor paralele, netede și strălucitoare numite planuri de clivaj. Clivajul este o proprietate exclusiv a mineralelor cristaline. Planul de clivaj corespunde feței de cristal. Se disting următoarele tipuri de clivaj:

Foarte perfect - mineralul se desparte usor in frunze, placi (mica, talc, gips lamelar);

Perfect - la lovit cu ciocanul se formează fragmente, limitate de planuri de clivaj (calcit, halit);

Mediu – fragmentele sunt limitate atât de limite plate, cât și de neuniforme (ortoclază, augit);

Imperfect – planurile de clivaj sunt rar întâlnite (apatită, olivină);

Foarte imperfect - planurile de clivaj sunt practic absente (cuart, pirita, magnetita).

Kink– suprafeţe de clivaj orientate contrar clivajului. Sunt suprafețe concoidale (calcedonie, silex, cuarț), așchii (selenit, azbest), granulare (roci), pământoase (bauxită, limonită, trepte (ortoclază, galenă) și alte suprafețe de fractură.

Culoare nu poate fi considerat principalul semn de diagnostic al mineralelor, deoarece este schimbător și depinde de mulți factori. Acestea sunt caracteristici structurale și prezența coloranților (cromofori), impurităților mecanice, fisurilor și golurilor. Culoarea este, de asemenea, controlată de parametrii de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea etc. Percepția culorii de către ochi nu este, de asemenea, clară. Cu toate acestea, o serie de minerale au o culoare permanentă. De exemplu, galena este întotdeauna gri, cinabru este roșu, malachitul este verde, lapislazuli este albastru etc. Impuritățile care provoacă diferențe de culoare și nuanțe oferă foarte des informații despre compoziția chimică. De exemplu, în grupul granatelor, piropul de magneziu-aluminiu este roșu închis, grossularul de calciu-aluminiu este verde deschis, andraditul de calciu-fier este maroniu-verde etc. (vezi: Determinant. „Grenade”, nr. 75). Când descrieți culoarea unui mineral, ar trebui să caracterizați culoarea principală, adâncimea și nuanța acesteia. De exemplu: gri închis cu o nuanță albăstruie (pentru molibdenită). În mineralogie, sunt adesea folosite caracteristici de culoare nestandard, cum ar fi „roșu cocenial”, „fistic”, „galben alamă”, „galben pai”, etc. Cu toate acestea, în ciuda caracterului figurativ al unor astfel de definiții, este mai bine să le reduceți la minimum utilizarea.

Trăsătură (strai color)- acesta este semnul care ramane pe o farfurie de portelan neglazut (biscuit) daca desenezi pe ea cu un mineral. În unele cazuri, se potrivește cu culoarea mineralului din piesă (cinabru, magnetit, malachit etc.). Dar multe minerale se caracterizează prin diferențe accentuate de culoare a liniei și a piesei (pirită, hematită). O trăsătură este o caracteristică de diagnosticare mai permanentă decât culoarea dintr-o bucată.

Culoarea și linia trebuie determinate într-o fractură proaspătă.

Strălucire reflectă atât structura internă, cât și natura suprafeței reflectorizante a mineralului. Mineralele cu un luciu metalic sunt ușor de distins. Mineralele cu luciu metalic și metalic au cel mai adesea o dungă neagră sau foarte închisă (magnetită, galenă, grafit); mineralele cu dungi albe și colorate au de obicei un luciu nemetalic (gips, sulf, cinabru). În grupa mineralelor cu luciu metalic, excepțiile sunt: ​​aurul nativ, cuprul, argintul, platina, calcopirita și minereurile decolorate. Având un luciu metalic, dau o linie de culoare: auriu - verzui, argintiu - alb-argintiu, cupru - roșu cupru, calcopirită - verzuie, fahlores - maro închis. Luciul nemetalic se împarte în: polimetalic (mineralul are un luciu metalic, dar dungile și pulberea lui sunt colorate), diamant, sticlos, gras, mătăsos, sidefat, mat etc.

Cosmeticele minerale, inventate pe vremea Cleopatrei, există în esență de aproape o mie de ani. Experții îi laude, pentru că uniformizează tonul feței, nu înfundă porii, nu provoacă inflamații și ne face mai frumoase.

Ce alte proprietăți au cosmeticele minerale și de ce este atât de benefică pentru pielea noastră, au spus experții pentru Passion.ru - director de artă al lui Jane Iredale din Rusia Yulia Kurolenko, manager de formare al liniei de cosmetice St. Barth (LIGNE ST BARTH) Tatyana Zakharova și formatoare de produse Oriflame Anastasia Furka .

Diferența dintre cosmeticele minerale și cele care conțin minerale

Proprietățile benefice ale cosmeticelor minerale au fost descoperite în Egiptul Antic. În special pentru Cleopatra, umbrele asemănătoare unei paste de culoare verde strălucitor au fost făcute din derivați de cupru, iar subiecții loiali ai reginei au folosit plumb zdrobit pentru a le alinia ochii. În Evul Mediu, doamnele foloseau albul de plumb pentru a-și conferi fețelor o paloare aristocratică (rușul era privilegiul țăranelor!).

De-a lungul timpului, atât tehnologia anterioară, cât și materiile prime au fost uitate. Faptul că astfel de produse cosmetice minerale erau extrem de dăunătoare pentru organism, chiar otrăvitoare, a jucat și el un rol. Cosmeticele minerale au fost readuse la viață cu aproximativ 40 de ani în urmă, când oamenii de știință au descoperit că mica, zdrobită în particule extrem de mici, înlocuiește perfect pudra, oferă o bună acoperire și uniformizează tenul. Datorită pigmenților naturali și texturilor fără greutate, cosmeticele minerale au devenit foarte populare atât în ​​rândul artiștilor de machiaj profesioniști, cât și al fetelor obișnuite.

În zilele noastre, cu toată disponibilitatea diverselor linii cosmetice, colecțiile etichetate „minerale” nu își pierd pozițiile. Mai ales în ultimii ani, când dorința de naturalețe, naturalețe și contopirea cu natura a crescut într-un adevărat boom.

Acum multe companii cosmetice adaugă minerale în liniile lor, sperând că borcanele care conțin cadouri de pe fundul mării produc un efect miraculos, dar astfel de produse cosmetice nu pot fi numite minerale.

Adevăratele cosmetice minerale au o textură uscată, pudră, presată și sunt fără OMG. De îndată ce se implică uleiuri , emulgatori, agenti de ingrosare si conservanti necesari pentru producerea fondurilor de ten, fardurilor lichide de pleoape, fardurilor de obraz si luciu de buze , astfel de produse cosmetice se încadrează imediat în categoria celor care conțin minerale și nu sunt complet naturale.

Rețete de produse cosmetice de casă

9 cele mai bune rimeluri de primăvară

Nutricosmetice eficiente

Producătorii de cosmetice minerale „cresc” materiile prime pentru crearea lor în condiții de laborator, le supun unei purificări amănunțite (de exemplu, din metale grele) și sintezei. Ca parte a liniilor finite, mineralele zdrobite sunt prezente sub formă sterilizată și nu necesită introducerea de conservanți și parabeni suplimentari. Nici măcar pudra din astfel de colecții de cosmetice nu conține talc. Dacă produsele conțin un conținut ridicat de fază apoasă, atunci se folosesc substanțe naturale pentru conservarea lor.

De obicei, următoarele componente pot fi găsite în liniile de cosmetice minerale:

• Dioxid de titan (TiO2)- un filtru fizic de protecție solară dovedit, cel mai adesea găsit în nisipul de pe plajă. În cosmetică funcționează ca antioxidant și reflectă radiația UV.
• oxid de zinc (ZnO)- obtinut dintr-un mineral numit zincit. Oxidul de zinc funcționează ca un filtru solar și are un efect dezinfectant antimicrobian.
• mica (mica)- silice minerală, componenta principală a granitelor. Toate tipurile de cosmetice minerale folosesc un tip special de mica - sericit. Acest material în sine este incolor, deci nu afectează culoarea produsului final, dar în funcție de gradul de prelucrare creează efecte diferite în cosmetică. Particulele mari de mica acționează ca o strălucire; produsul zdrobit face acoperirea mată și mai durabilă, deoarece mica absoarbe bine sebumul și excesul de umiditate.
• nitrură de bor (BN)- produs sub forma unei pulberi albe, matasoase, care confera o usoara stralucire si luciu pielii. Această substanță este numită și focalizare moale pentru capacitatea sa de a împrăștia lumina.
• oxid de fier (oxizi de fier (Fe203))-cunoscut sub numele de rugina comună pe fier. Acest material este sintetizat în condiții de laborator; în cosmetică joacă rolul unui pigment; în companie cu mica, pietre prețioase și semiprețioase zdrobite, conferă texturii strălucire, strălucire și culoare.

4 proprietăți ale cosmeticelor minerale

1. Nu provoacă inflamație

Sunt luate în considerare produsele cosmetice minerale prin natura lor hipoalergenic . Componentele sale nu reacționează cu componentele altor linii cosmetice și cu lipidele pielii și, prin urmare, nu pot provoca reacții alergice.

2. Are proprietăți medicinale

Cosmeticele minerale nu înfundă porii și nu provoacă inflamații, ci, dimpotrivă, au un efect bactericid și regenerator asupra pielii, datorită conținutului aceluiași oxid de zinc. Prin urmare, chirurgii plasticieni și dermatologii recomandă cosmetice minerale chiar și după operații, terapia cu laser și refacerea pielii.

Deoarece liniile minerale au proprietăți antiinflamatorii și calmante, experții recomandă utilizarea lor pentru a crea machiaj pentru pacienții cu acnee și rozacee (demodex).

3. Protejează de soare

Oxidul de zinc și dioxidul de titan sunt produse de protecție solară naturale. Gradul lor de protecție este egal cu SPF 15. Aceste componente sunt rezistente la umiditate, absorb excesul de sebum, oferind durabilitatea machiajului – și acesta este un adevărat cadou pentru cei cu tenul gras.

Dar este foarte important de reținut că cosmeticele minerale nu protejează împotriva tuturor spectrurilor de razele UV, așa că atunci când sunteți activ la soare, aplicați o cremă protectoare.

4. Se întinde plat

Cosmeticele minerale nu conțin talc, așa că nu se înfundă în pori, riduri și cute și se așează într-un strat uniform, subliniind doar avantajele pielii și adăugându-i o strălucire sănătoasă.

Spectrul de culori

Cosmeticele minerale sunt de obicei acuzate că au o gamă limitată de nuanțe. Într-adevăr, gama de culori este inferioară liniilor decorative convenționale, deoarece mineralele naturale sunt folosite pentru producție și au propria lor culoare unică.

Cu toate acestea, liniile minerale, prezentate de obicei sub formă sfărâmicioasă, vă oferă un câmp uriaș de experimentare - vă permit să amestecați culorile fardului de ochi, fardului de obraz, pudră și obțineți noi tonuri.

Cum se aplică machiajul mineral

1. Înainte de a aplica produse cosmetice minerale, trebuie să hidratezi temeinic pielea, astfel încât să nu existe rugozitate sau peeling.

2. Apoi, pentru ca umbrele, pudra și fardul de obraz să adere mai bine, este necesar să se elaboreze relieful feței cu un primer, acesta va servi și ca un bun fixator pentru cosmetice.

3. Pentru a aplica cosmetice minerale decorative, merită achiziționat set de perii . De exemplu, pudra se aplică pe față cu o perie specială kabuki, făcând mișcări circulare.

4. Cosmeticele minerale pot fi amestecate cu linii decorative obișnuite. Experții chiar recomandă să faceți acest lucru pentru a obține fundatii , farduri crem și rujuri în nuanțe unice.

Asistenții tăi de înfrumusețare:

1. Corector algo-mineral Giordani Gold Oriflame ,
2. Fard de pleoape Ga-De metalic idilic ,
3. Blush-bronzer Jane Iredale ,
4. Pudra Fond de ten Priori CoffeeBerry Natureceuticals Natural Perfecting Minerals SPF15 ,
5. Umbre Era Minerale ,
6. Pudră compactă Chiar și Skintone Compact Ultraceuticals ,
7. fundație Liquid Minerals™ Un fond de ten Amber Jane Iredale .