właściwośći fizyczne minerałów:

Twardość w skali Mohsa została ułożona przez niemieckiego mineraloga Friedricha Mohsa w 1812 r. Jest to skala dziesięciostopniowa, przy czym twardość poszczególnych minerałów nie jest ułożona proporcjonalnie pod względem twardości. Każdy minerał może zarysować minerał poprzedzający go na skali - bardziej miękki i może być porysowany przez nastepujący po nim - twardszy. Jest to jedynie skala orientacyjna, a klasyfikacja polega na tym, że jeżeli badany minerał będzie w stanie zarysować powierzchnię minerału wzorcowego, będzie zaklasyfikowany z jego twardością. Np. jeżeli minerał badany zarysuje powierzchnię kwarcu, będąc jednocześnie rysowany przez niego będzie miał taką twardość. Minerały są ustawione od najmniej do najbardziej twardego. Jeżeli minerał badany będzie w stanie zarysować np. kwarc, a on nie będzie w stanie zarysować materiału badanego, to twardość próbki uznamy za co najmniej 7,5 (porównanie z topazem mówi czy nie jest większa).

Jako przykładowe minerały wzorcowe uznaje się:

1. talk

2. sól kamienna, gips

3. kalcyt

4. fluoryt

5. apatyt

6. ortoklaz, skaleń

7. kwarc

8. topaz

9. korund

10. diament

Obecnie twardość absolutną można mierzyć za pomocą sklerometrów.

Przełam to w mineralogii zdolność minerału do dzielenia się wzdłuż powierzchni nierównych, przypadkowych nie związanych z wewnętrzną strukturą kryształu.

O przełamie mówimy tylko w przypadku tych kryształów, które nie mają łupliwości i rozpadają się pod działaniem czynników mechanicznych nieprawidłowo, wzdłuż krzywych powierzchni przełamu.

Powierzchnie przełamu są zazwyczaj nierówne, a najbardziej charakterystyczne formy są określane własnymi nazwami opisowymi.

Wyróżniamy następujące rodzaje przełamu:

• muszlowy - charakteryzuje się falistą powierzchnią przypominającą muszlę małży. Często spotykany jest u kamieni ozdobnych np. kwarc, opal, apatyt, piryt

• nierówny - jest typowy dla kamieni tworzących drobnoziarniste skupienia zbite

• haczykowaty - chropowata i nierówna powierzchnia jest cechą metali rodzimych np. srebro, złoto

• zadziorowaty - np. nefryt

• ziemisty

Łupliwość to w mineralogii zdolność minerału do pękania i podziałów wzdłuż określonych kierunków zwanych płaszczyznami łupliwości pod wpływem uderzenia lub nacisku.

Liczba kierunków łupliwości oraz kątów, które one tworzą, jest zmienna, ale stała dla wszystkich osobników tego samego rodzaju minerału.

Powierzchnie łupliwości są zawsze równoległe do istniejących lub możliwych ścian kryształu. Jeżeli minerał łupie się według jakiejś płaszczyzny, jest przynajmniej teoretycznie możliwe zrobienie nieskończonej liczby innych płaszczyzn łupliwości tak blisko jedna drugiej, jak to określają położenia odpowiednich wiązań w krysztale.

Płaszczyzny łupliwości nie mają nic wspólnego z zewnętrznym kształtem minerału, są zależne wyłącznie od struktury jego sieci.

Wyróżniamy następujące rodzaje łupliwości:

• doskonała - dostrzegalna na mikach i chlorytach, które mają zdolność do dzielenia się na cieniutkie blaszki według dwuścianu podstawowego<001>. Rozłupanie tych minerałów w innych kierunkach jest bardzo trudne. np. chryzoberyl, topaz, epidot

• dokładna - pod naciskiem lub uderzeniem z łatwością rozpadają się na odłamki ograniczone prawidłowymi ścianami przypominającymi ściany kryształów naturalnych; np. galena według sześcianu <100>, kalcyt według romboedru <1011>, sól kamienna według ścian sześcianu <100>,

• wyraźna - pod wpływem uderzenia pękają wzdłuż równych płaszczyzn łupliwości, obok których pojawiają się przełamy w kierunkach przypadkowych np. anhydryt, amfibol, pirokseny

• niewyraźna - płaszczyzny łupliwości niewyraźnej trzeba wyszukiwać wśród przeważających przypadkowych przełamów; np. kasyteryt, heliodor, granat

• bardzo niewyraźna lub brak - płaszczyzny można wyjątkowo dostrzec na odłamkach rozbitego kryształu; np. złoto, chryzopraz, platyna

Wiele minerałów wykazuje łupliwość w kilku kierunkach, przy czym jej stopień bywa różny np. łupliwość gipsu (klasa słupa jednoskośnego) w kierunku ścian <001> jest doskonała, w kierunku <111> - wyraźna, a według <100> niewyraźna.

Oprócz tego określa się ją w odniesieniu do liczby kierunków łupliwości i kątów, które tworzą; używa się takich terminów jak:

• łupliwość dwuścienna (pinakoidalna),

• sześcienna,

• romboedryczna,

• ośmiościenna

• słupowa.

Właściwości mechaniczne minerału - odporność danego minerału na rozbicie lub odkształcenie.

Własność ta ma ścisły związek ze spójnością elementów, które tworzą sieć krystaliczną minerału.

Ze względu na wytrzymałość minerały możemy podzielić:

• kruche - rozpryskują się pod wpływem niezbyt silnego uderzenia, np. kwarc

• ciągliwe - można z nich wyciągnąć drut, np. metale rodzime: miedź, srebro, złoto

• kowalne - minerały, z których można wykuć cienkie blaszki, np. miedź

• sprężyste - wykazują elastyczność, po usunięciu siły odkształcającej powracają do pierwotnej postaci, np. mika

• giętkie - pod działaniem siły odkształcają się na stałe, np. gips

• strugalne - dają się ciąć nożem i strugać na wióry, np. gips

Gęstość minerału

Jest bardzo ważną cechą diagnostyczną; zależy od:

• składu chemicznego,

• porowatości,

• obecności defektów wewnętrznych - szczelin, pęknięć, inkluzji

Gęstość względna minerału jest względną liczbą wskazującą, ile razy jest on cięższy lub lżejszy od tej samej ilości wody.

Gęstość bezwzględna tzw. masa właściwa - czyli stosunek masy do objętości (g/cm³).

Gęstość pozorna - = ciężar objętościowy (G/cm³) - wyraża stosunek masy do objętości wraz z zawartymi w minerale porami (pustkami).

Różnica między gęstością bezwzględną a gęstością pozorną jest miarą porowatości minerału.

Dokładne określenie gęstości wymaga specjalnych metod.

Pomiar gęstości przeprowadza się najczęściej przy użyciu wagi hydrostatycznej, której zasada działania opiera się na prawie Archimedesa. Ponieważ gęstość zależy od temperatury pomiaru (maleje w miarę jej wzrostu), dlatego należy utrzymywać stałe warunki pomiaru, tj. temperaturę +20^o i dla takiej wartości podawać mierzone G.

Gęstość minerałów jest bardzo zróżnicowana.

Największe wartości (w G/cm³) posiadają:

• metale rodzime (10,0 - 23,0)

• minerały kruszcowe (9 - 4)

Najmniejsze zaś substancje pochodzenia organicznego:

• np. bursztyn (1,33)

Większość minerałów, głównie skałotwórczych, posiada gęstość w granicach 2 -4 G/ cm³.

własności optyczne minerałów

Barwa minerału - właściwość barwna minerału oceniana wtedy, gdy próbka danego minerału została jednolicie i drobno sproszkowana. Dopiero badanie minerału w takiej postaci zapewnia określenie rzeczywistej barwy minerału, gdyż badanie go w warunkach naturalnych w miejscu występowania lub w postaci próbki będącej bryłką niesie z sobą wiele przekłamań wynikających zarówno ze sposobu odbijania się światła od powierzchni minerału, jak również z tego powodu, iż powierzchnia próbki może posiadać zmiany powierzchniowe wynikające z erozji (czego efektem mogą być nawet zmiany składu chemicznego).

Barwa minerału jest podstawowym pojęciem określającym właściwości barwne minerału, natomiast ocena minerału w postaci litej skały - zarówno w naturalnej postaci jak i w postaci jego przełamu - nosi nazwę zabarwienia minerału.

Barwa minerału - to pierwsza cecha, którą dostrzegamy przy rozpoznawaniu minerału. Jest to zjawisko fizyczne zachodzące na granicy dwóch ośrodków minerał-otoczenie i odbierane przez receptory ludzkiego oka.

Czynniki wpływające na barwę minerału

• struktura wewnętrzna

• zmienność składu chemicznego

• obecność defektów wewnętrznych: puste kanały, szczeliny, pęknięcia, zrosty,

• inkluzje ciekłe i gazowe

• wrostki stałe

• inne czynniki genetyczne

Podział minerałów ze względu na właściwości barwne

• idiochromatyczne - niektóre minerały mają barwę własną. W tej grupie minerałów barwa jest ważną cechą rozpoznawczą np. cynober, azuryt, malachit.

• allochromatyczne - ich kolor może być wynikiem obecności w sieci krystalicznej zanieczyszczeń, czyli barwiących domieszek. W takim wypadku barwa minerału zależy od rodzaju domieszki (Cr, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Ti, W, które są zdolne absorbować część światła. Dla ich rozpoznania barwa nie ma większego znaczenia. Przykładem minerału wysoce allochromatycznego jest fluoryt, który prezentuje szeroką gamę kolorów.

• pseudochromatyczne - ich barwa związana jest ściśle z budową wewnętrzną danego minerału; np. obecnością płaszczyzn łupliwości. Takimi minerałami są opal, labrador. Najczęściej barwie tej towarzyszą zewnętrzne efekty optyczne: iryzacja, opalescencja, opalizacja, labradoryzacja i inne.

Cechą charakterystyczną większości minerałów jest obecność w ich strukturze "zawieszonych" obcych faz mineralnych w postaci inkluzji (pęcherzyków) ciekło- gazowych lub wrostków stałych. Ich obecność wywołuje pojawienie się powierzchniowych efektów optycznych (efekt kociego oka, asteryzm, połysk jedwabisty

Rysa - to w mineralogii barwa proszku minerału, jaki powstaje po jego sproszkowaniu.

Zamiast sproszkowania kawałka minerału łatwiej jest zarysować jego powierzchnię przedmiotem o większej twardości. Jeszcze łatwiejsza metoda polega na pocieraniu minerałem o niepolerowaną, białą płytkę porcelanową.

Minerały barwne zostawiają rysę barwną, zaś bezbarwne i barwione mają zawsze rysę białą.

Połysk - powstaje dzięki odbiciu i rozproszeniu światła na powierzchni kamienia lub bezpośrednio nad jego powierzchnią. Zależy on od współczynnika załamania światła, absorpcji, przezroczystości i charakteru powierzchni kamienia; również barwa ma pewien wpływ.

Określa go współczynnik odbicia R, wyrażany stosunkiem ilości światła odbitego do padającego. Istnieje prosta zależność pomiędzy współczynnikiem odbicia i załamania światła (n):

Wynika z tego, że intensywność połysku zależy od typu minerału (wielkości współczynników załamania). Dla minerałów o zbliżonych wartościach współczynników załamania, współczynnik odbicia R rośnie ze wzrostem absorpcji promieniowania. Dlatego minerały nieprzezroczyste charakteryzują się znacznie wyższym natężeniem połysku. Połysk zależy też od stanu powierzchni odbijającej. Powierzchnie gładkie, dobrze wypolerowane, wykazują intensywniejszy połysk, ponieważ w małym stopniu rozpraszają promieniowanie.

Wyróżniamy następujące rodzaje połysku:

• diamentowy - niezwykle intensywny, charakterystyczny dla niektórych minerałów przezroczystych i przeświecających np. diament, cyrkon, siarka, sfaleryt

• jedwabisty - wykazują go minerały o budowie włóknistej np. azbest, krokidolit

• metaliczny - charakterystyczny dla wielu minerałów kruszcowych np. chalkopiryt, galena, magnetyt, antymonit, piryt

• półmetaliczny - znacznie mniej intensywny od metalicznego, charakterystyczny dla niektórych rud np. hematyt

• perłowy - spotykany w minerałach o budowie blaszkowej, charakterystyczny dla minerałów przezroczystych np. gips, muskowit, talk

• szklisty - bardzo rozpowszechniony w świecie minerałów, przypominający połysk czystej powierzchni szklanej np. apatyt, fluoryt, kwarc, korund

• tłusty (woskowy) - charakterystyczny dla wielu minerałów nieprzezroczystych; ściany minerałów o tym połysku wyglądają jak natłuszczone np. opal, nefryt, kordieryt

• ziemisty (zwyczajny) - charakterystyczny dla minerałów występujących w skupieniach zbitych.

• matowy - brak połysku np. jaspis, chiasolit Rodzaj połysku określa się na ścianach kryształu, które nie uległy wtórnym przeobrażeniom - najlepiej na świeżych powierzchniach przełamu. Tekstura jest to sposób przestrzennego rozmieszczenia składników w skale. Pojęcie to obejmuje uporządkowanie składników i stopień wypełnienia przez nie przestrzeni w skale. Aby określić teksturę skały nie można poprzestać na obejrzeniu jednej powierzchni. Należy zawsze obejrzeć trzy powierzchnie, w przybliżeniu prostopadłe do siebie.
  W skałach magmowych i metamorficznych określana jest przez stopień krystaliczności skały, wielkość i kształt kryształów oraz wzajemne stosunki między nimi. W skałach osadowych okruchowych teksturą określa się sposób ułożenia składników skały (np. okruchów minerałów lub skał) a w skałach okruchowych - zwięzłych, rodzaj i proporcje spoiwa do szkieletu ziarnowego.

---