9. Физические свойства минералов, их природа и зависимость от химического состава и структуры. Оптические свойства.

Цвет – способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра. Цвет минерала может быть обусловлен

● наличием в его структуре элементов-хромофоров (Cu, Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni и др. Элементы-хромофоры могут окрашивать минералы в разные цвета в зависимости от их валентности, концентрации, присутствия других химических элементов и соединений и пр.);

● дефектами кристаллической решетки; ● примесями, как изоморфными, т. е. входящими в структуру минерала, так и механическими. (Например зеленый кварц - празем, цвет обусловлен мельчайшими включениями чешуек зеленого хлорита или иголочек актинолита.

Механическая примесь гематита часто вызывает красную или бурую окраску минералов, например  сильвина, агатов). В отдельных случаях окраска минерала может быть вызвана иризацией и побежалостью. Иризация – цветной отлив на гранях или плоскостях спайности некоторых минералов (например, лабрадор), обусловленный наличием тонких включений или трещин, вызывающих интерференцию лучей света. Побежалость – цветная пленка на слегка окислившейся поверхности минерала (халькопирит, борнит). Цвет черты – цвет минерала в порошке на белом фоне. Для определения цвета черты используют бисквит. По сравнению с окраской минералов цвет черты является более постоянным и имеет важное диагностическое значение. Минералы с металлическим блеском, как правило, имеют черную черту с разными оттенками, минералы со стеклянным блеском – белую, реже слабоокрашенную. Цвет минерала часто не совпадает с цветом его черты. Блеск – способность минерала отражать свет. Интенсивность и характер блеска зависит от показателя преломления, отражательной способности и характера поверхности, от которой отражается свет. При условии, что свет отражается от ровной гладкой поверхности (грани, плоскости спайности), выделяют следующие типы блеска по возрастанию яркости:

стеклянный – характерен для прозрачных и полупрозрачных минералов. Большинство минералов имеют именно этот блеск.

алмазный – встречается значительно реже (алмаз, сфалерит, киноварь);

полуметаллический - (магнетит);

металлический – характерен для непрозрачных минералов, например, пиритКроме основных типов блеска выделяют:

жирный – у минералов со стеклянным и алмазным блеском на скрытобугорчатой поверхности излома (кварц, нефелин);

восковый – у скрытокристаллических масс и твердых гелей (кремни, опал);

матовый – у пористых тонкодисперсных масс (мел, каолин, лимонит). У минералов, обладающих явно выраженной ориентировкой элементов строения, возникает отлив:

шелковистый – в минералах с параллельно-волокнистым строением (асбест, селенит);

перламутровый – у прозрачных минералов с весьма совершенной спайностью (мусковит, гипс). 

Прозрачность – способность минерала пропускать через себя свет. Оценивается на качественном уровне путем просмотра минерала на просвет. По степени прозрачности минералы условно делят на:

прозрачные – горный хрусталь, топаз.

полупрозрачные – сфалерит.

непрозрачные – магнетит, пирит, графит.

Механические свойства. Спайность – способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием гладких параллельных поверхностей, называемых плоскостями спайности. Спайность обусловлена внутренней структурой минерала и не зависит от внешней формы кристалла или зерна минерала. 

По степени совершенства:

весьма совершенная – минерал легко раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (минералы со слоистой структурой: слюды, графит и пр.);

совершенная – кристаллы колются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит);

средняя – поверхность скола не всегда ровная и блестящая (полевые шпаты);

несовершенная – обнаруживается с трудом, поверхность скола неровная (апатит, нефелин). По количеству направлений: по пинакоиду – одно направлениепо ромбической или тетрагональной призме – два;по гексагональной призме, ромбоэдру и кубу – три; по октаэдру – четыре; по ромбододекаэдру – шесть. Отдельность – расколы кристаллов по плоскостям их физической неоднородности. Плоскостями отдельности могут быть: плоскости срастания двойников (например, корунд ) поверхности зон и секторов роста кристаллов; плоскости мельчайших включений других минералов.

Излом – раскол минерала в направлениях, где нет спайности. Различают изломы: ровный или ступенчатый, раковистый, занозистый, землистый, зернистый, неровный.

Твердость – степень сопротивления минерала механическому воздействию (давлению, сверлению, царапанию, шлифованию и т.п.) В обычной минералогической практике определяют относительную твердость путем царапанья одного минерала другим. Для этого используют шкалу Мооса, в которой имеется 10 эталонных минералов, пронумерованных в порядке увеличения твердости.

Плотность минералов изменяется от 0,8–0,9 (у природных кристаллических углеводородов) до 22,7 г/см3 (у осмистого иридия). Плотность определяется формулой  p = m/V, где m – масса тела, V – объем. Условные группы плотности: легкие – < 2,5 (гипс); средние – 2,5–4,0 (кварц, полевые шпаты); тяжелые  – 4,0–8,0 пирит, халькопирит); очень тяжелые – > 8,0 (киноварь). Преобладают минералы с плотностью 2,5–4,0 г/см3. Плотность минералов возрастает: ● с ростом компактности кристаллической структуры; ● с увеличением атомного номера слагающих его химических элементов; ● с уменьшением их ионных радиусов. Минералы переменного химического состава имеют непостоянную плотность.

Ковкость (пластичность)– Способность пластично деформироваться. Хорошей ковкостью обладают: самородные металлы, некоторые их оксиды и сульфиды, глинистые минералы и т.д.

Прочие свойства. В отличие от перечисленных выше, присущи не всем минералам, и по умолчанию, если их нет, в описании не указываются. Если же они есть, они всегда являются диагностическими для данного минерала.

Магнитность — зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.

Полихромная окраска – оптическое свойство, при котором в пределах одного кристалла цвет изменяется в иную хроматическую гамму. Характерно для галогенидов: флюорита(зеленый–белый–фиолетовый), галита (прозрачный– синий).

Двулучепреломление – способность прозрачных минералов «раздваивать» линии при просмотре сквозь них. Пример: исландский шпат (разновидность кальцита). Флюоресценция – Способность минералов светиться в ультрафиолетовом свете. Пример: галогениды, в частности –флюорит.

Растворимость в воде (вкус) – для минералов класса галоидных соединений это, зачастую единственный способ отличить один от другого. Запах – характерный чесночный запах после механического воздействия на образец отличает арсениды. Кроме того, кристаллы нашатыря обладают характерным запахом.