Содержание
Минерал
Горная порода
Классификация минералов:
Простые вещества
Сернистые соединения (сульфиды)
Галогенные соединения
Оксиды и гидроксиды
Соли кислородных кислот
- силикаты и их аналоги
Свойства минералов:
Симметрия кристаллов
Сингония
Твёрдость
Спайность и излом
Плотность и удельный вес
Оптические свойства
Цвет
Интересные световые и цветовые эффекты:
Адуляризация
Иризация
Астеризм
Авантюриновый эффект
Эффект кошачьего глаза
Опалесценция
Лабрадоризация
Люстр
Опализация
Цвет черты
Люминесценция
Светопреломление
Двойное лучепреломление (двулучепреломление)
Дисперсия
Блеск
Прозрачность
Формы нахождения минералов в природе:
Асбест
Биоморфо́за
Геликтиты
Двойниковые кристаллы, двойники
Дендриты
Друза
Жеода
- Происхождение жеод
Жила
Конкреции (стяжения)
Кристалликтитовая (кораллитовая) кора
Параллельно-шестоватый агрегат
Присыпка
Псевдоморфоза
Секреции
Скелетный кристалл
Сферолит
Кристаллическая щетка
Что такое минерал
Знание о минералах и условиях их нахождения, представлении об их происхождении накапливались человеком с древних
времён. Его орудия труда, строительные материалы, гончарное дело, рождение металлургии, соляной промысел, краски,
скульптурный камень, украшения, врачевание - всё это связано с использованием минералов и давало человеку первые
знания об окружающей его неживой природе, о камнях, рудах, горных породах и составляющих их минералах. Уже в
каменном веке человеку были известны такие минералы, как нефрит, серпентин, жадеит, кварц и горный хрусталь,
кальцит, янтарь, гематит, магнетит, аметист, сердолик, агат, малахит, нефть и многие другие. Более развитой Шумерской
цивилизации уже были знакомы асбест, золото и серебро, медь и железо, рубин. Египтяне, кроме перечисленного,
активно использовали каменную соль (галит), бирюзу. Как наука минералогия зародилась очень рано - древние греки -
философы Аристотель (384-322 гг. до н.э.) и его ученик Теофраст (372-287 гг. до н. э.) написали очерки по естественной
истории с разделением (классификацией) минеральных тел на камни и руды и предположениями об их образовании. А уже
в начале нашей эры римский натуралист Плиний Старший написал четыре трактата о камнях, где собрал всё, что было
известно в его время о свойствах и условиях местонахождения минералов.
Минералом считается обособленное твёрдое тело, природное химическое соединение с определённой кристаллической
структурой. Существуют и исключения. Минералогия так же изучает и соединения без кристаллической структуры -
например опал, который является твёрдым коллоидом, жидкости - природную ртуть, воду, расплавы и растворы,
вулканические газы. Спорное положение имеют искусственно синтезированные человеком минералы или те, что
формируются самопроизвольно в результате техногенных процессов, например, самовозгорания отвалов угольных
месторождений (терриконов), химических превращений захороненных отходов производства, взаимодействия сточных
вод с грунтами и прочих. С минеральными образованиями сталкивается даже такая наука, как медицина - а именно с
фосфатами, карбонатами и оксалатами, отлагающимися в почках человека, апатитовым скелетом. Продукты
жизнедеятельности организмов - янтарь, кораллы, жемчуг, нефть и каменный уголь - тоже можно назвать минералами
или минеральными образованиями. Как видно, объекты изучения науки минералогии весьма разнообразны.
Каждый минерал характеризуется своей конституцией - только ему присущим определённым единством его
кристаллической структуры и химического состава. В зависимости от этих двух главных факторов
проявляются разные физические свойства - цвет, твёрдость, форма кристаллов, блеск и т.д. Набор этих свойств у
каждого минерала свой, уникальный. Вещества одного и того же состава, но разной структуры имеют разные свойства,
а, следовательно, являются разными минералами. И наоборот - минералы одной структуры но разного состава также
обладают различными свойствами. Минералы одного состава, но разной структуры называются полиморфными
модификациями, а одной структуры, но разного состава - изоструктурными соединениями.
Установлено, что минералы построены из материальных частиц - ионов, атомов или молекул, геометрически правильно
расположенных в пространстве. Одна из главных особенностей кристаллических структур - закономерная повторяемость
в пространстве одинаковых"кирпичиков" - структурных единиц. Это обуславливает следующие свойства
кристаллических веществ:
это одно из чудес природы, их совершенство удивляет наблюдателя и заставляет верить в то, что они являются живыми
существами, как и считалось в древности. Присмотревшись к кристаллам одного минерала, мы замечаем, что все он
отличаются друг от друга особенностями своей формы и размером. Бросается в глаза, что лучше образованы кристаллы
в полостях и трещинах, вулканических миндалинах, т.е. в свободном пространстве, где ничто не стесняет их рост. Но и
здесь хорошо огранены только их свободно росшие, не ограниченные соседями стороны. Зёрна минералов в руде,
граните, мраморе - это тоже кристаллы, но без геометрически правильной огранки. Зарождение кристалла происходит
самопроизвольно во всём объёме среды минералообразования (в растворе, расплаве или в твёрдой фазе), либо на
затравках. Это случается в результате пересыщения раствора веществом минерала (например, при испарении морской
воды выпадает каменная соль), либо в результате падения температуры (замерзание воды - образование льда, застывание
лавы), при изменении давления или в результате химических реакций.
Что такое горная порода
Горные породы и руды представляют собой природные образования, состоящие из минералов, одного или, чаще,
нескольких. Например, такие минералы, как полевой шпат, кварц и слюда вместе слагают горную породу - гранит. Такая
горная порода, как мрамор, сложена преимущественно одним минералом - кальцитом, но может содержать и примеси
других минералов, придающие цвет или являющиеся причиной дефектов. Группы минералов, встречающихся вместе и
слагающих какую-либо горную породу, называются минеральными ассоциациями. Часто ассоциирующиеся вместе
минералы называют минералами-спутниками.
Горные породы (и, соответственно, слагающие их минералы) могут быть разными по генезису (происхождению):
магматическими, метаморфическими, осадочными.
Магматические горные породы рождаются из магматического расплава. Они могут быть вулканическими, то есть
излившимися на земную поверхность посредством вулканов, например - базальт, андезит, риолит. Они, зачастую, плохо
раскристаллизованы, зёрна минералов мелкие, бывает, что они вообще не образуются (при быстрой закалке, например -
при излиянии в воду). В таком случае застывшая лава превращается в сплошную сливную (однородную) массу и
называется вулканическим стеклом (обсидиан). Магматические породы могут быть и интрузивными (глубинными) - то
есть застывшими в глубинах земной коры, не изливаясь на поверхность. Таковы гранит, габбро, нефелиновый сиенит. К
этому классу относятся и пегматиты - гигатнозернистые жилы, богатые редкими минералами и металлами. Считается,
что они образовались из остаточного расплава интрузивных тел. Скарны образуются в зоне контакта горячих гранитов с
мраморами. Гидротермальные месторождения образуются при отложении минералов из глубинных (глубина 0-5 км),
горячих водных растворов, протекающих по трещинам и порам в горных породах.
Метаморфические горные породы образуются в глубинах земной коры из осадочных и магматических. Под
воздействием огромных температур (100-1000°С) и давлений (1-25 Кбар), а так же притока флюида, породы
перекристаллизовываются, обезвоживаются и уплотняются, не расплавляясь. Таким образом образуются новые
минералы и минеральные ассоциации, новые структуры и текстуры. Известняк превращаются в мрамор, песчаник - в
кварцит, глинистые породы - в сланцы. Сюда же относятся и метамофизованные горные породы - метаморфизм которых
проявлен слабо, и сохранились реликты прежних, первичных минералов, а также первичные структуры пород. Например
- каменный уголь, яшма.
Осадочные горные породы образуются из уплотнившихся осадков рек, морей и океанов, в зонах выветривания и
окисления, в результате биогенных или хемогенных процессов (осаждение органических останков или химическое
осаждение вещества). К осадочным относятся известняки, песчаники, конгломераты и брекчии, угли, глины. Они обычно
имеют слоистую текстуру, часто содержат отпечатки растений и животных, по которым можно определить возраст
осадка.
Горные породы постоянно развиваются, изменяются, разрушаются и образуются новые, переходят одни в другие - одни
минералы, исчезая, растворяясь, дают жизнь другим, и так происходит бесконечно в процессе глобального круговорота
вещества нашей планеты.
Как классифицируют минералы
Если строго следовать традиционному определению понятия "минерал", то так мы называем природное химическое
соединение кристаллической структуры, образовавшееся в ходе геологических и биогеохимических процессов. Минералы
существуют как индивиды, различающиеся своей морфологией, особенностями внутреннего строения кристаллов,
свойствами. Однако, каждый отдельный минеральный индивид отличается от всех других с похожими свойствами
количеством структурных примесей, дефектами, формой и размерами. Подобно тому, как в живой природе нет двух
идентичных друг другу живых существ, даже в пределах одного вида каждая особь индивидуальна, то же мы видим и в
неживой природе. В минералогии имеется понятие "минеральный вид", как результат наблюдений по множеству схожих
по свойствам индивидов и итог анализа и обобщения этих наблюдений.
Минеральный вид - это природное химическое соединение, характеризующееся определённым химическим составом (и
пределами его вариаций) и определённой кристаллической структурой. Общее число природных минеральных видов
составляет около 4000, известно более сотни тысяч искусственных соединений, и более миллиона органических.
Случаются расхождения в подсчётах, связанные с тем, что многие минералы изучены слабо, и потому неоднозначно
воспринимаются разными исследователями, тем более, что границы понятий "структурная и химическая разновидность"
достаточно условны. То есть можно назвать отдельным видом минерал с большим количеством примесей или дефектов,
которые немного изменяют его свойства, а можно и не выделять его как вид и т.д.
Современная классификация природных минералов уходит корнями в начало 19 века. Первым шагом к классификации
является выделение минеральных видов, а затем объединение их в группы по составу или же структуре. Очевидно, что
наиболее проста и логична классификация, построенная на химическом принципе, которой отдавал предпочтение В.И.
Вернадский. Такая классификация полнее отражает родственные связи или наоборот, различия минералов как
химических веществ. Однако, и классификация по структурному критерию по-своему очень ценна. Вообще же в любой
науке должны одновременно существовать разные классификации, построенные каждая на своей основе, и только
совокупностью классификаций можно логически стройно и с полнотой охарактеризовать с разных сторон многообразие
связей между природными объектами.
Всё множество минералов по химическому принципу разбито на типы, которые, в свою очередь, подразделены на классы:
• Простые вещества (состоят из одного химического элемента, около 130 минералов)
- Самородные металлы - например, медь Cu, серебро Ag, золото Au, железо Fe, платина Pt, ртуть Hg и т.д. и природные
сплавы - камасит (Fe,Ni), тэнит (Ni,Fe).
- Неметаллы - алмаз C, графит C, мышьяк As, сера S, сурьма Sb и прочие.
• Сернистые соединения (сульфиды) и их аналоги (содержат металлы в соединении с сульфидной серой, либо
заменяющими её мышьяком, сурьмой, теллуром и селеном, более 500 минералов)
- Низшие (простые) сульфиды и их аналоги - галенит PbS, сфалерит ZnS, халькопирит CuFeS2, борнит Cu5FeS4, киноварь
HgS, антимонит Sb2S3, молибденит MoS2 и другие.
- Высшие сульфиды (персульфиды, полисернистые соединения) и их аналоги - пирит FeS2, марказит FeS2 и прочие.
- Сульфосоли - например, блёклые руды Cu+10Cu2+2[AsS3]4S.
• Галогенные соединения (состоят из металлов и галогенных элементов - фтора, хлора, йода, брома, около 200
минералов), среди них: флюорит CaF2, галит NaCl, сильвин KCl, нашатырь NH4Cl и др.
Далее в классификации выделяются кислородные соединения (более 2500 минералов):
• Оксиды и гидроксиды (окислы и гидроокислы металлов, содержат кислород либо гидроксогруппу (ОН-)
- Оксиды - отличаются особой прочностью - корунд (рубин, сапфир) Al2O3, гематит Fe2O3, рутил TiO2, касситерит SnO2,
кварц SiO2, опал SiO2, хризоберилл (александрит) BeAl2O4, шпинель MgAl2O4, прочие.
- Гидрооксиды - гётит FeO(OH), манганит MnO(OH), брусит Mg(OH)2.
• Соли кислородных кислот
- Карбонаты, содержат металл и радикал [CO3], например - кальцит Ca[CO3], родохрозит Mn[CO3], арагонит Ca[CO3],
церуссит Pb[CO3], магнезит Mg[CO3], доломит CaMg[CO3]2, малахит Cu2[CO3](OH)2, азурит Cu3[CO3]2(OH)2.
- Нитраты, содержат радикал [NO3].
- Сульфаты, содержат радикал [SO4], барит Ba[SO4], целестин Sr[SO4], ангидрит Ca[SO4], гипс Ca[SO4] • 2H2O.
- Фосфаты [PO4], арсенаты [AsO4] и ванадаты [VO4], вольфраматы [WO4] и молибдаты [MoO4], хроматы [CrO4] и
бораты [BO3]. Например: апатит Ca5[PO4]3(F,Cl,O,OH), бирюза CuAl6[PO4]4(OH)8 • 2H2O, шеелит Ca[WO4], монацит Ce
[PO4], крокоит Pb[CrO4], ванадинит Pb5[VO4]3Cl и прочие.
Но самым многочисленным классом среди солей кислородных кислот являются силикаты и их аналоги
(алюмосиликаты, боросиликаты, бериллосиликаты). Это самые распространённые в земной коре и мантии минералы,
слагающие их практически на 99%. В состав силикатов входят структурные радикалы - кремнекислородные тетраэдры
[SiO4], которые могут быть расположены в структуре как отдельно друг от друга, так и объединяться в кольца, цепи,
двойные ленты, слои и трёхмерные каркасы. В зависимости от структуры говорят об островных, кольцевых,
цепочечных, ленточных, слоистых и каркасных силикатах.
Островные силикаты: например, гемиморфит Zn4[Si2O7](OH)2*H2O, хризолит (оливин) (Mg,Fe)2[SiO4], гранаты (Mg,Fe,Mn,
Ca)3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3, циркон Zr[SiO4], кианит Al2[SiO4]O, ставролит FeAl4[SiO4]2O2(OH)2, топаз Al2SiO4](F,OH)2, эпидот Ca2
(Fe,Al)3[Si2O7][SiO4]O(OH).
Кольцевые силикаты: берилл (аквамарин) Be3Al2[Si6O18], турмалин Na(Fe,Mg,Li,Al,Mn)3Al6[Si6O18] [BO3]3(OH,F)4, эвдиалит
(Na,Ca)9(Zr,Ti,Mn)3[Si3O9][Si9O24(OH)3].
Цепочечные силикаты (пироксены): гиперстен (Mg,Fe)2[Si2O6], диопсид CaMg[Si2O6], эгирин NaFe[Si2O6], жадеит NaAl
[Si2O6], родонит CaMn4[Si5O15].
Ленточные силикаты (амфиболы): актинолит и тремолит Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2, роговая обманка (Na,K)0-1(Ca,Na)2
(Mg,Fe,Al,Ti)5[(Si,Al)4O11]2(OH,F,Cl,O)2.
Слоистые: хризотил (серпентин) Mg6[Si4O10](OH)8, тальк Mg3[Si4O10](OH), мусковит KAl2[AlSi3O10](OH,F)2, биотит K(Fe,
Mg)3[AlSi3O10](OH,F)2, хризоколла (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4•nH2O), клинохлор Mg4Al2[Al2Si2O10](OH)8, пренит Ca2Al[AlSi3O10]
(OH)2, апофиллит КСа4[Si4O10]2F•8Н2O.
Каркасные: калиевые полевые шпаты (ортоклаз, минроклин) K[AlSi3O8], плагиоклазы (альбит, адуляр, лабрадор,
анортит) (Na,Ca)[(Al,Si)2Si2O8], нефелин KNa3[AlSiO4]4, содалит Na8[AlSiO4]6[Cl2], лазурит
Ca2Na6[AlSiO4]6[SO4][S2-], цеолиты (стильбит (Na2,Ca)[Al2Si5O14]•6H2O, пренит Ca2Al[AlSi3O10](OH)2).
Какими свойствами обладают минералы
Важнейшими характеристиками минералов, как уже было сказано, являются их кристаллическая структура и
химический состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Основные свойства
минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:
Далее рассмотрим некоторые свойства более подробно:
Симметрия кристаллов – наиболее общая закономерность, связанная со строением и свойствами кристаллического
вещества. Она является одним из обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознания в целом.
Симметричным является такой объект, который может быть совмещён сам с собой определёнными преобразованиями:
поворотами вокруг осей симметрии или отражениями в плоскостях симметрии. Внутренняя атомная структура
кристаллов — трёхмерно-периодическая, т. е. она описывается как кристаллическая решетка. Симметрия внешней
формы (огранки) кристалла определяется симметрией его внутреннего атомного строения, которая обусловливает также
и симметрию (или анизотропию) физических свойств кристалла.
Сингония. В кристаллографии кристаллы объединяются в 7 систем (сингоний). Последние называются также
кристаллографическими классами. Сингония минерала определяется исходя из симметрии формы элементарной ячейки
минерального вещества, и поэтому этот термин может применяться не только для хорошо оформленных кристаллов, но
и для аморфных агрегатов и сплошных кристаллических масс, так как кристаллическая структура всё равно сохраняется
на микроуровне. Различают сингонии: кубическую, тетрагональную, гексагональную, тригональную, ромбическую,
моноклинную и триклинную. Принадлежность кристалла к той или иной группе симметрии и сингонии определяется
измерениями углов между гранями (как раньше) или (и) методом рентгеноструктурного анализа.
Элементарную ячейку кристаллического вещества можно представить себе как составной элемент - "кирпичик", из
которого строится практически любое минеральное вещество, путём бесконечного воспроизведения в трёхмерном
пространстве. Как через трёхмерный объект, через ячейку можно провести три оси координат.
Кубическая сингония. Наиболее высокая симметрия. Все оси имеют одинаковую длину и располагаются
перпендикулярно. Типичные формы кристаллов изометричные - куб, октаэдр, более сложные комбинации форм.
Минералы - алмаз, пирит, гранат, галенит, шпинель, флюорит, самородные медь, серебро и золото.
Тетрагональная сингония. Три оси ячейки расположены перпендикулярно друг к другу, две имеют одинаковую длину и
лежат в одной плоскости, третья - длиннее или короче. Типичные формы кристаллов - четырёхгранные призмы,
пирамиды, двенадцатигранные призмы и двойные пирамиды. Кристаллы часто вытянуты вдоль одной оси. Минералы:
халькопирит, рутил, циркон, касситерит, шеелит.
Гексагональная и тригональная. В последнее время их часто объединяют в один класс симметрии, так как считается, что
тригональная является частным, более упрощённым случаем гексагональной. Такие фигуры разбивают по 4ём осям, три
из которых расположены в одной плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120° четвёртая ось
расположена перпендикулярно. Типичные формы кристаллов - шестигранные призмы и пирамиды, трёхгранные призмы
и пирамиды, ромбоэдры. Минералы: аквамарин, берилл, рубин, сапфир, турмалин, сердолик, кварц, корунд, гематит,
кальцит, доломит.
Ромбическая сингония. Три оси разной длины расположены перпендикулярно друг другу. Типичные формы кристаллов:
ромбические призмы и пирамиды, двойные пирамиды. Минералы: александрит, ангидрит, топаз, арагонит, сера,
ставролит, силлиманит.
Моноклинная. Из трёх осей различной длины две пересекаются под прямым углом, третья расположена наклонно по
отношению к ним. Типичные формы кристаллов: пинакоид и призмы с наклонными торцевыми поверхностями.
Минералы: роговые обманки, слюды, эпидот, тальк, многие цеолиты, азурит, диопсид, малахит, гипс, эпидот.
Триклинная сингония. Самая несимметричная группа. Все три оси имеют различную длину и наклонены друг к другу под
углами, отличными от прямого. Типичные формы - призмы. Минералы: плагиоклазы, бирюза, микроклин, кианит,
родонит.
Схематичное изображение элементарной ячейки: А - гексагональной, B - кубической. Симметрии кристаллов: 1 -
кубическая, 2 - тетрагональная и тригональная, 3 - гексагональная, 4 - триклинная, 5 - моноклинная, 6 - ромбическая.
Существуют минералы, у которых не наблюдается упорядоченного строения кристаллической решётки. Такие минералы
не образуют кристаллов и называются аморфными. Это опал, стекло, янтарь.
Кристаллографические оси, по которым определяется симметрия кристалла.
Формы кристаллов, характерные для минералов различных сингоний.
Твёрдость. Это свойство поверхности минерала оказывать сопротивление механическому царапанию. Твёрдость
является анизотропным свойством. Это значит, что различные грани кристалла не равны по твёрдости, так как
соответствуют разным по строению плоскостям кристаллической решётки, грани некоторых кристаллов по-разному
царапаются в разных направлениях. Обычно эти различия в твёрдости не очень заметны, зачастую они имеют значение
только для шлифовальщиков. Однако для некоторых минералов анизотропность твёрдости имеет диагностическое
значение - например кристалл кианита можно легко поцарапать ногтем в продольном направлении, а в поперечном он
едва ли поцарапается стальным иглой. Различают шкалы твёрдости относительные и абсолютные. Если построить
схематический график относительной шкалы твёрдости (шкалы Мооса), расположив минералы по оси Х от талька до
алмаза, график будет выглядеть в виде прямой линии ( твёрдость возрастает линейно от 1 до 10). Построив шкалу
абсолютной твёрдости (твёрдость по методу шлифования), увидим, что график выглядит как ветвь параболы,
минимальное значение которой соответствует тальку, а на алмазе твёрдость будет стремиться к бесконечности. Поэтому
относительная шкала является наименее точной, хотя её используют повсеместно до сих пор - она удобна и практична в
применении. Относительную твёрдость минерала по шкале Мооса можно определять и в полевых условиях простейшими
средствами. По-другому твердость по шкале Мооса называется склерометрической твёрдостью. Она определяется
методом царапания, и была введена более 150 лет назад венским минералогом Моосом. Он разработал сравнительную
шкалу (шкалу твёрдости Мооса), расположив 10 минералов в порядке возрастания их твёрдости. Минералы с большим
номером твёрдости могут поцарапать любой минерал с меньшим номером. Минералы с одинаковой степенью твёрдости
не оставляют друг на друге следов. Все известные в настоящее время минералы соотнесены со шкалой Мооса. Не стоит
забывать о том, что при определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала. Важно
помнить, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов обладают ложными малыми
твёрдостями. Например, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красной охры меньше 4, что говорит о
практически отсутствии сцепления в порошковатой массе гематита. В целом главная масса природных соединений
обладает твердостью от 2 до 6. Более твердым минералы, как правило, принадлежат к окислам и некоторым (чаще всего
островным) силикатам.
Твёрдость Минерал-эталон Простое определение твёрдости Твёрдость по методу шлифования
Мооса (абсолютная)
1 тальк легко скоблиться ногтем 0,03
2 гипс легко царапается ногтем 1,25
3 кальцит можно поцарапать ногтем, медной монетой 4,5
4 флюорит легко царапается ножом 5,0
5 апатит царапается ножом. стальной иглой 6,5
6 полевой шпат царапается напильником 37
7 кварц слабо царапает оконное стекло 120
8 топаз царапает оконное стекло 175
9 корунд царапает оконное стекло 1000
10 алмаз царапает все вещества 140 000
Драгоценные камни со склерометрической твёрдостью 1-2 считаются мягкими, камни с твёрдостью 3-5 считаются
среднетвёрдыми, минералы с твёрдостью от 6 считаются твёрдыми.
Камни с твёрдостью ниже 7 подвержены утрате блеска полировки из-за присутствия в воздухе пыли, неизбежно
содержащей частички кварца (твёрдость 7), которые царапают поверхность. Поэтому камни с твёрдостью ниже 7 со
временем становятся матовыми. Они нуждаются в особом уходе и осторожности при носке и хранении.
Обычно склерометрическая твёрдость определяется при помощи стальной иглы, кусочка стекла и набора эталонных
минералов. Например, если минерал царапается иглой так же легко, как и кальцит, ему присваивается твёрдость 3. Если
труднее, чем кальцит, но легче, чем флюорит, твёрдость будет присвоена 3,5. Если минерал не царапается иглой, следует с
усилием провести им по стеклу. Если он царапает стекло легче кварца, надо сравнить с топазом и т.д. Определяя
твердость минерала лучше всего начинать со стекла, так как его значение твердости приходится примерно на середину
шкалы.
Сравнение абсолютной (нелинейной) -2 и относительной - 1 шкал твёрдости.
Учебная шкала Мооса.
Для шлифовальщиков драгоценных камней абсолютная твёрдость камня при шлифовании имеет большое значение,
учитывая, что некоторые драгоценные и полудрагоценные камни имеют разную твёрдость на разных
кристаллографических гранях и в разных направлениях. Шлифование более мягких драгоценных камней - это настоящее
искусство, которым владеют лишь немногие специалисты, так твёрдые камни шлифуются гораздо лучше и легче
поддаются полировке.
Спайность и излом. Тоже являются основными характеристиками любого минерала. Спайность - это свойство
минерала раскалываться в определённых направлениях (одном или нескольких), образуя при этом гладкие поверхности.
В зависимости от того, насколько гладкие получаются поверхности, минералы могут иметь:
совершено различными понятиями. В качестве примера можно привести слюды и гипс, которые имеют совершенную
спайность в одном направлении; кальцит и галенит - совершенная спайность в трёх направлениях (по ромбоэдру);
флюорит - совершенная по октаэдру; хризоберилл и шпинель - несовершенная спайность по октаэдру; полевые шпаты -
средняя в двух направлениях; пирит, корунд и кварц - отсутствие спайности.
Излом связан со спайностью. Излом - характер расколотой неравномерной поверхности. Например, излом у кварца
называется раковистым (как отпечатки ракушек), ровные поверхности отсутствуют. Совершенная спайность галенита
по трём направлениям придаёт его поверхности ступенчатый излом. Излом бывает неровным, гладким, волокнистым,
крючковатым, занозистым, шероховатым.
Плоскости спайности в кальците (в трёх направлениях по ромбоэдру). Коллекция Страны Минералов.
Флюорит - выколки по спайности по октаэдру. Коллекция Страны Минералов.
Шлифовальщики драгоценных камней и ювелиры должны учитывать спайность в процессе обработки камня. Сильное
напряжение может вызвать раскол образца. Часто достаточно даже небольшого давления или слабого удара под
определённым углом при испытании материала. При пайке по причине температурных напряжений в камне вдоль
плоскостей спайности могут образоваться трещины, по которым камень рано или поздно расколется. Огранённые
драгоценные камни с совершенной спайностью считаются произведением искусства. Грани таких камней должны
располагаться под наклоном по отношению к плоскостям спайности, сверлить минерал желательно перпендикулярно
плоскостям спайности.
Плотность и удельный вес. Плотность (удельный вес) драгоценных камней колеблется от 1 до 8. Камни с плотностью
ниже 2 считаются лёгкими (янтарь - плотность около 1), показатели от 2 до 4 - средние (кварц - 2,6-2,7), камни с
плотностью выше четырёх считаются тяжёлыми (гематит - 5, касситерит - около 7). Плотность более ценных минералов
превышает плотность многих породообразующих (с этим связано образование россыпей драгоценных камней - алмаза,
рубина, сапфира). Самым плотным минералом является самородное золото, имеющее плотность от 15,5 до 19,3.
В соответствии с новой физической номенклатурой единицу измерения "удельный вес", указывающую вес вещества на
единицу объёма, следует заменять единицей измерения "плотность". В старой литературе в основном встречается
понятие "удельный вес". Принципиальная разница заключается в том, что вес - не является постоянной величиной и
зависит от сил гравитации в каждой конкретной точке, тогда как плотность - величина, не зависящая от места.
Плотность выражается отношение массы единицы объема вещества к массе того же объёма воды.
Определяют плотность различными способами: методом гидростатического взвешивания с помощью гидростатических
весов, флотационный метод (с помощью тяжёлых жидкостей).
Оптические свойства
Объединяют целый ряд диагностических свойств, таких как цвет, цвет черты, светопреломление, двойное
лучепреломление, дисперсия, плеохроизм, блеск, прозрачность, люминесценция. Ряд этих свойств имеет значение для
диагностики минералов с помощью специальной аппаратуры. Другие же легко определяются невооружённым глазом и
являются чёткими индикаторами конкретных минералов..
Цвет. Цвет минералов - способность минералов отражать и преломлять свет, создавая определённое ощущение цвета.
При оценке драгоценных и полудрагоценных камней их окраска обычно наиболее важна. Однако для большинства
камней он не является диагностическим, так как многие камни имеют одинаковый цвет, а с другой стороны,
многочисленные группы драгоценных камней встречаются в широком спектре цветовых вариаций. Цвета возникают,
когда из общего светового спектра поглощается только один волновой диапазон соответствующего цвета, а остальные
волны дают специфический цвет (но не белый). Если драгоценный камень поглощает волны всех длин, то он чёрный,
если пропускает весь спектр – то он прозрачный. Если минералом поглощается одинаковое количество волн всех длин,
то камень мутно-белый или серый.
Цвета обусловлены различными причинами. Выделяют три вида окраски: собственную или идиохроматическую,
аллохроматическую, вызванную примесями ионов-хромофоров и псевдохроматическую.
• Собственная окраска, связанная с внутренними свойствами минерала, как правило, свойствами ионов примесей,
внедрившихся в кристаллическую решетку.
• Аллохроматическая окраска не связана напрямую с природой минерала, и определяется окрашенными
примесями - хромофорами (ионами или более крупными частицами). Хромофоры придают интенсивную окраску
минералу даже в небольших концентрациях, например, окраска яшмы и агатов. Такая окраска свойственна многим
горным породам и минералам. Аллохроматическая окраска может быть вызвана механическими примесями -
включениями окрашенных минералов (иголочками рутила), пузырьков жидкостей (характерно для дымчатого кварца),
газов и т.п.
• Псевдохроматическая окраска вызывается интерференцией падающего света в прозрачных и полупрозрачных
минералах, возникающей при отражении от внутренних поверхностей, трещин спайности (например, иризация лабрадора
и олигоклаза - от синего и зелёного до жёлтого и красного; опал, лунный камень, перистерит). Псевдохроматическая
окраска возникает при дифракции света и интерференции отражённых лучей, при рассеянии, преломлении или полном
внутреннем отражении белого света, связанном с особенностями кристаллической структуры минерала.
Псевдохроматическая окраска нередко возникает при окислении поверхностного слоя кристаллов (побежалость -
характерны радужные плёнки на пирите, халькопирите, ковеллине).
Цвет ювелирных и декоративных камней - важная потребительская характеристика для их драгоценных, поделочных и
облицовочных разновидностей. С давних пор стремились "облагородить" менее ценные камни, сделав их цвет подобным
более редким минералам. Дымчатый кварц обжигали, запекая в хлеб, пористые минералы (бирюза) - подкрашивали
разными красителями (например, в медном купоросе, разведенном в эпоксидной смоле или воске), алмазы, топазы -
облучали в реакторе для получения жёлтого цвета, берилл прокаливали для изменения жёлтой окраски на голубую
аквамариновую, морион и тёмно-дымчатый горный хрусталь нагревали до приобретения золотисто-жёлтой цитриновой
окраски или полного обесцвечивания, и.т.д. С другой стороны, под действием света, особенно солнечного, или
нагревания, - некоторые минералы теряют свою окраску. Постепенно "выцветают" на солнце жёлтые топазы и
аметисты. Буквально на глазах теряет под действием света свою изначально сиренево-розовую окраску гакманит
(розовая разновидность содалита).
Интересные световые и цветовые эффекты, обусловленные аллохроматическими и псевдохроматическими
эффектами окраски.
Адуляризация характерна для лунного камня, разновидности адуляра, который при придании ему формы кабошона
обнаруживает поверхностное голубовато-белое мерцание, которое при повороте камня скользит по поверхности.
Причина эффекта – явление интерференции, связанное с пластинчатой структурой лунного камня.
Иризация, от лат. "ирис" - радужная оболочка глаза, (по подобию цветового спектра). Оптический эффект,
проявляющийся у некоторых минералов в виде внутреннего радужного цветового сияния при ярком освещении на
ровном сколе камней и особенно после их полировки. От синеватого до голубовато-белого, иногда с золотистыми
отливами, мерцание под поверхностью, меняющееся при малейшем повороте камня. Часто наблюдается у калиевого
адуляра и плагиоклаза ( семейство полевых шпатов) как следствие интерференции световых волн на их
полисинтетически сдвойникованных пластинках. Иризирующие шпаты даже получили собственные названия: "лунный
камень", "беломорит". Чаще всего этим эффектом обладает другой полевой шпат, лабрадор, который отличается яркой
серебристо-синей зональной иризацией. Этот камень слагает горную породу – лабрадорит, которая часто используется
для облицовки стен, полов и лестниц. Иризация отмечается также у кианита и у некоторых корундов. Камни с таким
эффектом красиво смотрятся после их обработки в виде кабошонов.
Астеризм — оптический эффект кристаллов некоторых минералов, обработанных с образованием сферической или
другой выпуклой криволинейной поверхности (кабошонах), проявляющийся в наблюдении звёздообразной фигуры при
освещении кристалла. Астеризм проявляется в корундах, шпинелях, некоторых кварцах, бериллах, диопсиде
(четырехлучевая звезда), гранатах (альмандин, демантоид), некоторых слюдах. Основной причиной, обуславливающей
астеризм, является наличие в кристалле игольчатых включений, ориентированных параллельно главным
кристаллографическим осям. Толщина таких включений — близка к длине волны видимого света, и они образуют
несколько систем, в каждой из которых включения ориентированы параллельно, а углы между включениями разных
систем соответствуют углам между кристаллографическими осями.
В результате дифракции света на решётках таких микровключений при освещении кристалла наблюдается группа
пересекающихся в одной точке светящихся полос — «звезда»; количество лучей звезды зависит от симметрии кристалла.
Для кристаллов кубической сингонии (шпинели) две взаимно перпендикулярные системы включений образуют две
полосы, то есть четырёхлучевую звезду, у кристаллов гексагональной сингонии(берилл) или у тригональных
псевдогексагональных (корунды), - три системы включений образуют три полосы, то есть шестилучевую звезду. В
корундах (рубин, сапфир) в качестве таких микровключений чаще всего выступают игольчатые микрокристаллы рутила
(в рубинах это обычно системы тонких полых канальцев), образующие три системы, в каждой из которых
микрокристаллы не только взаимно параллельны, но и ориентированы параллельно базальной плоскости. В некоторых
случаях в корундах встречается и двенадцатилучевой астеризм: в этом случае в кристалле корунда присутствует две
суперсистемы микровключений: внутри каждой из них микровключения образуют три нормальные системы, как в
корундах с шестилучевым астеризмом, и эти суперсистемы повёрнуты на угол 30° друг относительно друга, все
включения обоих суперсистем параллельны одной, базальной, плоскости. В результате эти две суперсистемы образуют
две шестилучевые звезды с общим центром. В 1949 г. были синтезированы первые звездчатые корунды из шихты с
добавлением диоксида титана с последующей тепловой обработкой, вызывающей рекристаллизацию рутила в кристалле.
Авантюриновый эффект — это разноцветная игра красок блестящих отражений пластинок-включений, как правило,
на непрозрачном фоне. Авантюрин - понятие скорее промышленное и ювелирное, чем минералогическое. Им обычно
называют мелкозернистый кварцит обладающий характерным мерцанием, переходящим в перелив отлично видимый на
полированной поверхности образца. Этот оптический эффект обусловлен присутствием в красновато-коричневом
авантюрине параллельно - ориентированных чешуек гематита или слюды-мусковита, а в зеленом - чешуек слюды-
фуксита, отмечаются также желтые, белые и даже синие разновидности. Авантюрин часто заменяется искусственным
авантюриновым стеклом, "мертвый" и однообразный тон которого плохо имитирует игру природного камня. Особенно
это заметно на рынке дешевой бижутерии - практически полное вытеснение с рынка природного кварцевого авантюрина
его имитацией из стекла и пластика со стружчатым наполнителем. Сверкание более многочисленных и более мелких
чешуек у имитации как правило очень сильное, цвет - любой, что несвойственно природному авантюрину.
Эффект кошачьего глаза. Кошачий глаз - первоначально название разновидности хризоберилла со специфическим
световым эффектом бегающего по поверхности блика. Это явление напоминает наблюдателю глаз кошки. В настоящее
время термин употребляется более широко в отношении различных декоративно-самоцветных камней, у которых
отмечается перемещение переливающейся световой полосы при повороте камня. Этот оптический эффект
(переливчатость) лучше всего наблюдается в полированных кабошонах, но часто виден еще на необработанном сколе
или срезе камня при его повороте. Наиболее ярко он выражен у хризоберилла. Такие минералы, как кварц с
включениями волокнистых минералов, турмалин c системой микроскопических взаимно параллельных внутренних
каналов-пустот, ориентированных вдоль основной оси, скаполит, фибролит (волокнистый силлиманит), параллельно-
волокнистые сорта нефрита и диопсид также могут обладать "эффектом кошачьего глаза". Если термин "кошачий глаз"
употребляется без указания минерала, то он относится к хризобериллу. У хризоберилла этот эффект обусловлен
отражением света от микроскопических полых каналов или включений, ориентированных параллельно одной из
кристаллографических осей. А у таких камней, как "соколиный глаз" и продуктов его естественного выветривания -
"тигровый глаз" и "бычий глаз", переливчатость обусловлена параллельно-тонковолокнистой структурой агрегатов,
родственной структуре асбеста. Хризоберилловый кошачий глаз – весьма ценный ювелирный камень. Лучшие его
образцы добываются на о. Цейлон, в Шри Ланке. Также Малышевское м-ние ("Изумрудные копи"), Ср. Урал.
Опалесценция - это млечно-голубоватый перелив, в особенности характерен для обычных опалов, возникающий в
результате отражения света, в первую очередь коротковолнового излучения.
Лабрадоризация - это игра красок среди металлических блестящих пластинок. Часто наблюдаются эффекты синего и
зелёного цвета, но можно встретить все цвета спектра. Причиной мерцания служат явления интерференции на
тончайших пластинках кристаллов (плоскостях двойникования).
Люстр. Нежная игра красок и радужный блеск у жемчуга. Возникает вследствие дифракции и интерференции света в
чешуйках арагонита, расположенных в виде черепицы, и слое конхиолина (органического вещества) вблизи поверхности
жемчужины.
Опализация - это радужная игра цветов у благородного опала, меняющаяся с каждым поворотом камня. Причина
явления – мелкие шарики кварца, включённые в силикагелевую массу опала, которые вызывают явления отражения и
интерференции света. Диаметр такого шарика – 0,1 микрон.
Другие оптические свойства
Цвет черты. Цвет минерала в тонком порошке, служит одним из диагностических признаков минерала. Дело в том,
что цвет тонкого порошка для конкретно взятого минерала всегда постоянен, в то время как в массивном куске или в
кристаллах цвет может быть совсем другим или сильно варьировать в зависимости от множества причин, а порой и
вовсе быть обманчивым.
Цвет черты определяется путем царапания минералом по шероховатой белой поверхности (обычно используются
неглазурованные фарфоровые пластинки – бисквит), на которой и остаётся "черта" характерной окраски. Например, для
серовато-чёрного гематита характерна бордово-красная черта, для соломенно-жёлтого пирита – чёрная. Это свойство
позволяет отличить их от других похожих минералов.
Люминесценция. От лат. «свет» - является собирательным обозначением различных видов излучения вещества под
воздействием каких-либо лучей за пределами волн видимой части спектра, а так же физических или химических реакций.
Для исследования драгоценных и полудрагоценных камней преимущественно используется люминесценция в
ультрафиолетовых лучах – флюоресценция или фотолюминесценция. Это понятие названо так в честь минерала
флюорита, в котором впервые был обнаружен этот эффект. Причиной флюоресценции являются определённые факторы
нарушений (загрязнения или дефекты структуры). Если вещёство продолжает светиться и после прекращения облучения,
то речь уже идёт об эффекте фосфоресценции, названном по известному свечению фосфора. Фосфоресценция способна
продолжаться до нескольких часов. В зависимости от вида излучения, используемого для возбуждения, различают также
рентгенолюминесценцию (возбуждение рентгеновскими лучами), катодлюминесценцию (возбуждение потоком
электронов), электролюминесценцию (возбуждение электрическим полем), триболюминесценцию (возбуждение упругими
колебаниями, ударами и так далее).
Свойство флюоресценции часто используют для диагностики синтетических драгоценных камней, поскольку
синтетические образования часто реагируют на ультрафиолетовое излучение по-другому. Также может быть полезна для
определения месторождения камня., так как иногда является типичной лишь для определённого месторождения.
Явления рентгенолюминесценции позволяют отличить природный жемчуг от искусственно выращенного, так как
перламутр морских жемчужин не люминесцирует, в отличие от перламутра пресноводных жемчужин.
Светопреломление. Возникает на поверхности раздела двух сред, в которых скорость световых лучей различна.
Степень преломления для драгоценных камней является постоянной величиной. Цифровое значение светопреломления
называется показателем преломления и определяется с помощью рефрактометра, иммерсионных жидкостей
(иммерсионный метод).
Двойное лучепреломление (двулучепреломление). При прохождении через минерал луч света, как правило, не только
преломляется, но и расщепляется на две составляющие. Наиболее ярко двойное лучепреломление наблюдается у
кальцита (исландского шпата), циркона, титанита, турмалина. Если камень прозрачен и отшлифован, можно наблюдать
удвоение рёбер нижних граней.
Эффект двойного лучепреломления в оптическом кальците: надпись, подложенная под кристалл, раздваивается.
Коллекция Страны Минералов.
Дисперсия. Проявляется у бесцветных отшлифованных камней в виде игры красок, возникающей в результате
расщепления белого цветового спектра на цветные составляющие. Грани могут усиливать дисперсию, а окраска –
ослаблять. Самая сильная дисперсия присуща алмазу. В числовом выражении дисперсия определяется как разница между
показателями преломления лучей красного и фиолетового спектра.
Блеск. Это характеристика отражательной способности поверхности вещества, световой эффект, вызываемый
отражением части светового потока, падающего на минерал. Блеск минерала зависит от среднего показателя
преломления минерала и от качества его поверхности. Чем выше показатель преломления, тем сильнее блеск.
Существуют следующие виды блеска:
• Металлический блеск (гематит, магнетит, антимонит, ртуть самородная, пирит). Это самый сильный из всех видов
блеска – как у алюминиевой фольги. Им обладают только непрозрачные камни.
• Металловидный (полуметаллический) блеск (графит, гематит). Похожий на металлический, но не такой яркий.
• Алмазный блеск (алмаз, киноварь, циркон, сфалерит, некоторые гранаты – уваровит, демантоид). Сверкающий
блеск отшлифованного алмаза или хрусталя. Наблюдается только у прозрачных или полупрозрачных камней.
• Стеклянный блеск (кварц, гипс, кальцит, берилл, диоптаз). Блеск поверхности бутылочного стекла.
• Жирный блеск (самородная сера, кварц на изломе). Напоминает блеск жирных пятен. Характерен для низких
показателей преломления или плоскостей спайности.
• Перламутровый блеск (слюды, гипс, хлориты, некоторые цеолиты). Блеск как у перламутра, преимущественно на
плоскостях спайности.
• Шелковистый блеск (асбест, серпентин, гиперстен). Встречается у параллельно-волокнистых камней или
соответствующих агрегатов.
• Смолистый блеск (янтарь). Слабый блеск.
• Матовый или восковой – отсутствие блеска (агат).
По своей интенсивности выделяются также блеск сильный и блеск тусклый. Блеск одного и того же кристалла на его
поверхности, на сколе, и на плоскостях спайности может существенно различаться. Различным бывает и блеск
разновидностей минералов как в пределах одной группы (например, в группе гранатов, полевых шпатов), так и в
зависимости от структуры конкретного минерального агрегата.
Прозрачность является фактором ценности для большинства драгоценных и полудрагоценных камней. Прозрачностью
называется свойство вещества пропускать свет. Количественно прозрачность оценивается величиной пропускания света,
которая определяется отношением интенсивностей вышедшего и падающего лучей. Обычно в минералогии
ограничиваются качественной характеристикой прозрачности, разделяя все минералы на прозрачные, просвечивающие
(полупрозрачные) и непрозрачные. При таком делении отнесение минерала к той или иной группе во многом зависит,
конечно, от толщины минерального индивида, но в целом, в практической работе минералога, эти характеристики
являются полезными. На степень прозрачности оказывают влияние также характер поверхности кристаллов и
агрегатное строение минерального вещества. Минеральные тела, состоящие не из одного индивида, а их многих зерен,
часто кажутся непрозрачными из-за внутреннего рассеяния и отражения света. Бесцветные минералы при этом могут
приобретать молочно-белую окраску. То же явление возникает и в том случае, если прозрачный сам по себе одиночный
кристалл содержит многочисленные включения, выполненные газом или жидкостью (молочный кварц). Непрозрачными
обычно являются минералы, представляющие собой сульфиды металлов — Ag, Cu, Sb, Bi, Pb, Fe, Mn, Co, Ni и др., а
также кислородные соединения — Fe3+, Cr3+, Nb5+, Ta5+ и других металлов.
Формы нахождения минералов в природе
Они очень разнообразны. Прежде всего, это кристаллы. Кристаллы могут быть различной формы и различного размера.
Однако единичные кристаллы редко встречаются в природе, чаще образуя срастания и агрегаты интересной формы.
Асбест. Асбестами (греч. "неразрушимый") называют минералы тонковолокнистого строения. К ним относится в
первую очередь хризотил-асбест (разновидность серпентина). Реже встречаются амфибол-асбесты минералы группы
роговой обманки. Каждое из волокон хризотил-асбеста представляет собой свёрнутый в трубочку листик, который
заставляет искривляться особенности химической связи в слое (а именно, различия в силе водородной и ковалентной
связи). Главными достоинствами асбеста являются его огнестойкость и гибкость. Известно, что Петру I была подарена
сшитая из асбеста скатерть, которую можно было почистить, бросив в огонь. Главные же недостатки этого материала -
он является канцерогенным, способствует развитию лёгочных заболеваний. Из волокон асбеста изготовляют фильтры,
брезенты, защитные костюмы (для пожарных), бумагу, картон, асбоцементные строительные материалы и др.
Крупнейшие месторождения минерала находятся в Канаде, ЮАР и России — на Урале (Баженовское и Киембаевское
месторождения, город Асбест), в Восточном и Западном Саянах, а также на Северном Кавказе и в Туве (Ак-Довуракское),
на западе Казахстана (Джетыгаринское), в Китае, США, Италии, Франции, Финляндии, в Японии, Австралии, на Кипре.
Хризотил-асбест из Шабани \ Shabani, Зимбабве.
Биоморфо́за (рос. Биоморфоза, англ. Biomorph, нем. Biomorphose) - псевдоморфозa минералов и их агрегатов по
органическим остаткам животных (зооморфозa) и растений (фитоморфозa). Понятие "биоморфоза" может толковаться и
в более широком смысле. Органические остатки в осадочных породах могут не только целиком и в буквальном смысле
замещаться минеральным веществом, но также служить своего рода активной затравкой, вокруг которой происходит
концентрация и избирательное оcаждение некоторых минералов. Так, широко распространены пиритовые и сидеритовые
биоморфозы в юрских отложениях центральной России, пиритизированные раковины моллюсков, в частности
аммониты, ростры белемнитов и др. В таком расширенном толковании термина к биоморфозам следует относить также
минеральные агрегаты в форме конкреций, формирующиеся вокруг некоторого биогенного образования, которое
создает вокруг и в пределах себя геохимическую среду, способствующую осаждению минералов. Например, само по себе
наличие пирита в осадочных породах является верным признаком присутствия органики. Сероводород осаждает железо
почти полностью, поэтому обычными спутниками, в частности, угленосных пород или бокситов, являются сульфиды
(пирит и марказит).
Биоморфоза кальцита по аммониту. Коллекция Страны Минералов.
Геликтиты (от греч. helictós - извивающийся) - одна из форм роста кальцита и арагонита в карстовых пещерах. К ним
относятся своеобразные агрегаты в виде причудливо изгибающихся цилиндрических и конических веточек, ветвящихся
пушистых конусов, сложной спирали, и т.д., имеющие тонкий внутренний осевой капилляр. Через этот капилляр
происходит поступление питающего раствора к кончику геликтита, раствор растекается по его поверхности и
осуществляет питание растущего агрегата за счёт осаждения растворённого в нём карбоната кальция. Геликтиты
встречаются в слабообводненных участках пещер и располагаются группами, протягивающимися вдоль трещин породы.
Направление роста геликтита не зависит от направления действия силы тяжести. Но сильно зависит от направления
"пещерного ветра", если таковой имеется.
Геликтиты арагонита. Коллекция Страны Минералов.
Двойниковые кристаллы, двойники - это закономерное непараллельное срастание кристаллических индивидов одного
минерала. Образование двойников определяется свойствами кристаллической решетки кристалла, и происходит по
строго определенным законам.
Помимо единичных индивидов минералы часто образуют сростки из двух или более кристаллов. В подобных сростках
кристаллы имеют закономерную или неправильную взаимную ориентировку. В первом случае сростки называются
двойниками, во втором - кристаллическими срастаниями или агрегатами. Двойникование обычно происходит на ранних
этапах кристаллизации, при срастании двух или более кристаллических индивидов на стадии их зарождения. При этом их
закономерная ориентировка относительно главных кристаллографических направлений (плоскостей решетки) обычно
сохраняется. Два индивида, составляющие двойник, могут быть мысленно получены один из другого путем отражения в
плоскости (двойниковая плоскость) или при повороте на 180 градусов вокруг оси (двойниковая ось). Таких осей и
плоскостей симметрии нет в одиночных кристаллах. Благодаря этому двойники обладают повышенной
кристаллографической симметрией. Среди двойниковых срастаний можно выделить три типа двойников - двойники
срастания, прорастания и полисинтетические двойники. В некоторых случаях двойникование приводит к имитации
кристаллов более высокой симметрии.
Полисинтетический двойник альбита.
Полисинтетические двойники представляют собой срастания нескольких, (иногда множества) параллельных друг другу
пластинок минерала, находящихся друг относительно друга в перевернутом положении (наподобие ладоней, сложенных
пальцами к запястьям). Срастание может состоять как из двух или нескольких кристаллов, так и из пачек множества
тонких пластинок. У некоторых минералов, в частности у плагиоклазов, пластинки эти имеют микроскопическую
толщину и с плоскостями их срастаний связан характерный оптический эффект -иризация.
"Двойники срастания" бывают, например, - у кальцита, халькопирита, титанита, "японский двойник" у кварца, а
"двойники прорастания" - у ставролита, киновари, флюорита. Самыми характерными двойниками обладает ставролит -
это знаменитые "кресты", а также гипс - двойники под названием "ласточкин хвост". В двойниковании могут
участвовать больше чем два индивида. Тогда говорят о тройниках, четверниках, множественных двойниковых сростках
(хризоберилл, александрит).
Двойник рутила.
Дендриты - это расщепленнные скелетные кристаллы. До сих пор разные авторы не всегда
придерживаются достаточно четкого разделения между кристаллами скелетными и дендритными, и эти термины часто
используются как идентичные. В тонких трещинах развиваются плоские "двумерные" дендриты. Дендрит (от греч.
"древовидный") представляет собой ветвящееся и расходящееся в стороны образование, возникающее при ускоренной
или стесненной кристаллизации. Они ветвятся и разрастаются в направлении наиболее интенсивного массопереноса
(поступления питающего материала к их поверхности), кристаллографическая закономерность изначального кристалла в
процессе развития из него дендрита всё более утрачивается по мере его роста. В качестве примера кристаллодендритов
можно привести ледяные узоры на оконном стекле, живописные окислы марганца в тонких трещинах, самородную медь
в зонах окисления рудных месторождений, дендриты самородных серебра и золота, решетчатые дендриты самородного
висмута и ряда сульфидов.
Пиролюзит, плоские дендриты в трещине. Германия
Дендриты гётита в слое агата. Ширина поля 1,5см, Бразилия.
Друза. От нем. "щетка" - агрегат кристаллов, наросших на общее основание. Друзы выстилают жеоды, нарастают на
стенках открытых трещин. Характерна для кварца, кальцита, целестина, барита и других минералов.
Друза кристаллов дымчатого кварца. Коллекция Страны Минералов.
Жеоды (от греч. "геодес" - земляной) - малые минеральные тела, - округлые, овальные или любой иной формы пустоты
в горных породах, на стенках которых кристаллизовались минералы. Стенки полости обычно сложены друзами
кристаллов или (и) сферолитовой коркой. Маленькие жеоды называются миндалины (минимальная величина - менее
одного сантиметра), а самые большие жеоды могут достигать в поперечнике более 1 метра.
По смыслу термин "жеода" означает примерно то же, что и секреция.
Жеоды аметиста с обработанной в виде шара агатовой жеодой. Коллекция Страны Минералов.
Происхождение жеод
Жеоды и миндалины аметиста, агата, ониксов и других минералов кремнезёма образуются в пустотах эффузивных пород
на поствулканической стадии их развития. В процессе магматического извержения вместе с расплавом в потоке
увлекаются и пузырьки газа. При застывании потока газ улетучивается по образовавшимся трещинам остывания или
ещё до затвердения прорывает вязкую лаву. В результате в вулканической породе образуются округлые пустоты (от
газовых пузырей) и трещины разного размера (они могут быть как микроскопическими, так и довольно крупными).
Округлые пустоты, которые заполнились позже минеральным веществом, называют миндалинами, или секрециями.
Секреция - это минеральное образование, где вещество нарастает от периферии к центру, в отличие от конкреции, для
которой характерен рост минерала из центра в разные стороны.
Агаты и ониксы в виде секреций (миндалин) самых различных форм и размеров широко распространены во многих
эффузивных горных породах - базальтах, андезитах и других пузыристых лавах. При остывании излившихся потоков в
заключительный этап гидротермальной деятельности (промывания горячими водными растворами толщи пород) в
трещины и миндалины поникают коллоидные растворы кремнезёма (оксида кремния), который оседает на стенках, как
на фильтрах. То же касается и жильного кварца, который также образуется по трещинам в породах разного генезиса.
Такой кварц называется гидротермальным. Часто он содержит микроскопические включения газов, жидкостей и
частицы твёрдых минеральных веществ, унаследованные от материнских коллоидных растворов. В жильных
образованиях минералы кремнезёма ассоциируют с касситеритом, золотом, молибденитом, пиритом, пиритом,
халькопиритом, турмалином, кальцитом, хлоритами. Для эффузивных пород наиболее частыми спутниками являются
кальцит и минералы группы цеолитов, образующиеся на ещё более поздних стадиях гидротермальных процессов в
миндалинах.
Жила - протяжённое в двух направлениях плитообразное геологическое тело, образовавшееся либо в результате
заполнения минералами открытой трещины (жилы выполнения), либо вследствие метасоматического замещения
минеральными веществами горной породы вдоль трещин (жилы замещения или метасоматические жилы). Различают
жилы пластовые и жилы, секущие вмещающие их горные породы. По составу и генезису выделяют жилы пегматитовые,
гидротермальные, альпийские и др. Все жилы, сложенные магматическими горными породами, следует называть
дайками. Мелкие жилы называют прожилками. Жилы - это всегда более молодые образования, чем вмещающие их
породы.
Конкреции (стяжения) - минеральные тела, резко отличающиеся от вмещающих пород по физическим свойствам,
структуре и составу, формирующиеся за счет диффузионной концентрации рассеянных компонентов вмещающей среды
или раскристаллизации коллоидных сгустков. Рост минеральных зёрен происходит во всех направлениях от одного или
многочисленных центров. Центрами роста иногда оказываются посторонние тела. По форме чаще округлые, но в
зависимости от условий роста могут иметь и самые разнообразные очертания.
Понятия "конкреция" и "стяжение" ("желвак") обычно используются как синонимы. В качестве ядра могут выступать
скопления минералов другого состава или органические остатки.
Конкреции бывают также первичные и вторичные. Примером вторичных конкреций могут служить широко
распространенные в осадочных породах конкреции лимонита, обычно являющиеся продуктом окисления первичных
конкреций пирита либо окисления и псевдоморфного замещения ярозитовых и сидеритовых стяжений (иногда с
образованием гётитовых жеод). Описаны конкреции кварца разнообразной структуры, образовавшиеся при
метасоматическом замещении более ранних конкреций кальцита, и конкреции бирюзы, выросшие внутри конкреций
фосфорита. По своей структуре конкреции бывают зернистые (кристаллические - пирит, кальцит;
скрытокристаллические - кремни, бирюза), и радиально-лучистые и сферолитовые (пирит, марказит, гипс, кальцит,
целестин, азурит и тд.)
Конкреция арагонита радиально-лучистого строения. Коллекция Страны Минералов.
Кристалликтитовая (кораллитовая) кора является продуктом кристаллизации из неподвижных капиллярных
плёнок, покрывающих стенки карстовых пещер выше горизонтального уровня водоемов. Это могут быть в одних
случаях агрегаты кристаллов и кристаллических дендритов (кристалликтиты), в других - агрегаты, сложенные
асимметричными сферолитами и их агрегатами - сфероидолитовыми дендритами (кораллиты). Аналогичное строение
имеют агрегаты дендритов льда, возникающие за счет непосредственной конденсации Н20 из воздуха.
Кораллиты арагонита. Коллекция Страны Минералов.
Параллельно-шестоватый агрегат - минеральный агрегат, образованный плотным срастанием удлинённых в одном
направлении минеральных индивидов. Индивиды расположены параллельно друг другу и перпендикулярно подложке или
стенкам трещины. Хорошо известные примеры: селенит, асбест. Также известны для кальцита, целестина, графита.
Селенит, тонковолокнистая разновидность гипса. Образец 11см. Правобережье верхнего теч. р. Сох, Ср. Азия.
Присыпки - нарастание большого числа мелких кристаллов на обращённые кверху поверхности кристаллов, агрегатов
или породы. Образование присыпок связано с массовым возникновением в маточном растворе взвешенных в нём
зародышевых кристаллов и их оседанием под действием силы тяжести. При скорости их роста, соизмеримой со
скоростью оседания, они успевают до прирастания к подложке приобрести видимый размер. По расположению присыпок
можно с достаточной уверенностью судить об ориентации покрытых ими кристаллов (агрегатов) относительно
направления дейтвия силы тяжести в момент роста.
Присыпки пирита на обращённых кверху гранях ромбоэдров кальцита, образец 12см. Дальнегорск, Приморье.
Псевдоморфоза (от греч. "псевдо" - ложь, и "формос" - форма) - в минералогии - ложные кристаллы, форма которых
не отвечает структуре слагающего их минерала. Например, распространены псевдоморфозы лимонита по пириту,
каолиниту, по полевому шпату. Псевдоморфоза образуется в результате замещения одного минерала другим с
сохранением внешних форм кристаллов или при последующем заполнении пустот, образовавшихся при растворении
минералов. Распространены также псевдоморфозы по дереву, раковинам моллюсков и другие (т.н. "биоморфоза").
Псевдоморфозы малахита по кристаллам азурита, шт. Аризона (Bisbee, Arizona).
Секреции (приблизительный синоним - жеода ) результат постепенного заполнения замкнутых пустот в горных породах
минеральным веществом, отлагающимся на их стенках по направлению от стенок к центру. Когда заполнение полости
происходит послойно, образуются концентрически-зональные слоистые малые минеральные тела (агаты), и их
концентрическое строение отражает стадийность кристаллизации. Внутри полости могут находиться также друзы
кристаллов, её стенки могут быть покрыты кристаллической щёткой или сферолитовой коркой (иногда с
псевдосталактитами). Секреции, полностью заполненные минеральным веществом, обычно называются миндалинами.
Секреции с оставшейся пустотой (занорышем) внутри – жеоды.
Секреция с крупными кристаллами целестина. Коллекция Страны Минералов.
Скелетными называют пустотелые или искаженные формы кристаллов, являющиеся как бы каркасом кристалла,
выросшего параллельно ребрам, граням, или по направлениям вершин правильного многогранника. При резкой разнице
скоростей роста по различным направлениям реальный кристалл заполняет не все тело воображаемого многогранника, а
только часть его. Бывают "одномерные" (тонкие иглоподобные или обелископодобные вершинники), "двумерные"
(плоские, например - снежинка), и "трёхмерные" - объёмные всесторонние вершинники и реберники (см.рис.). По форме
могут быть звездообразные, скипетровидные, ступенчатые, каркасные, воронкообразные, трубчатые, коробчатые,
рамочные и тд.
Скелетньй кристалл висмута (выращен в лаборатории). Коллекция Минералов Страна ООО.
Сферолит - форма роста кристалла, возникшая в результате его расщепления в начальной стадии роста
и последующего совместного разрастания образовавшихся при расщеплении многочисленных мелких субиндивидов по
радиальным направлениям. Сферолиты - близкие к сферическим сложные минеральные индивиды, сложенные
волокнистыми, игольчатыми, столбчатыми или пластинчатыми субиндивидами, расположенными по радиусам вокруг
расщепленного ядра (сферокристалла). В условиях свободного развития их поверхность образована видимыми или
микроскопическими гранями или вершинками субиндивидов. Структура радиально-лучистая, текстура как правило
концентрически-зональная. По преимуществу имеют полусферический вид, так как обычно нарастают на подложку.
Срастаясь между собой, образуют агрегаты в виде сферолитовых корок.
Сферолиты хризоколлы. Коолекция Страны Минералов.
Кристаллическая щетка - 1) параллельно-шестоватый агрегат в начальной фазе образования из друзы; 2) свободная
поверхность параллельно-шестоватого агрегата, сложенная вершинами кристаллов. Является, как правило, результатом
совместного одновременного роста многих кристаллов, ориентированных перпендикулярно или почти перпендикулярно
к поверхности трещин, стенке жилы или полости в горной породе.
Щётка кристаллов самородной серы. Коллекция Страны Минералов.
Использовались книги: Вальтер Шуман "Драгоценные и полудрагоценные камни"; "Минералогия с основами
кристаллографии: Учебник для вузов", А.Г. Булах; а так же сервер "Всё о геологии" (Открытая русскоязычная
энциклопедия по Наукам о Земле) http://wiki.web.ru.
Минерал
Горная порода
Классификация минералов:
Простые вещества
Сернистые соединения (сульфиды)
Галогенные соединения
Оксиды и гидроксиды
Соли кислородных кислот
- силикаты и их аналоги
Свойства минералов:
Симметрия кристаллов
Сингония
Твёрдость
Спайность и излом
Плотность и удельный вес
Оптические свойства
Цвет
Интересные световые и цветовые эффекты:
Адуляризация
Иризация
Астеризм
Авантюриновый эффект
Эффект кошачьего глаза
Опалесценция
Лабрадоризация
Люстр
Опализация
Цвет черты
Люминесценция
Светопреломление
Двойное лучепреломление (двулучепреломление)
Дисперсия
Блеск
Прозрачность
Формы нахождения минералов в природе:
Асбест
Биоморфо́за
Геликтиты
Двойниковые кристаллы, двойники
Дендриты
Друза
Жеода
- Происхождение жеод
Жила
Конкреции (стяжения)
Кристалликтитовая (кораллитовая) кора
Параллельно-шестоватый агрегат
Присыпка
Псевдоморфоза
Секреции
Скелетный кристалл
Сферолит
Кристаллическая щетка
Что такое минерал
Знание о минералах и условиях их нахождения, представлении об их происхождении накапливались человеком с древних
времён. Его орудия труда, строительные материалы, гончарное дело, рождение металлургии, соляной промысел, краски,
скульптурный камень, украшения, врачевание - всё это связано с использованием минералов и давало человеку первые
знания об окружающей его неживой природе, о камнях, рудах, горных породах и составляющих их минералах. Уже в
каменном веке человеку были известны такие минералы, как нефрит, серпентин, жадеит, кварц и горный хрусталь,
кальцит, янтарь, гематит, магнетит, аметист, сердолик, агат, малахит, нефть и многие другие. Более развитой Шумерской
цивилизации уже были знакомы асбест, золото и серебро, медь и железо, рубин. Египтяне, кроме перечисленного,
активно использовали каменную соль (галит), бирюзу. Как наука минералогия зародилась очень рано - древние греки -
философы Аристотель (384-322 гг. до н.э.) и его ученик Теофраст (372-287 гг. до н. э.) написали очерки по естественной
истории с разделением (классификацией) минеральных тел на камни и руды и предположениями об их образовании. А уже
в начале нашей эры римский натуралист Плиний Старший написал четыре трактата о камнях, где собрал всё, что было
известно в его время о свойствах и условиях местонахождения минералов.
Минералом считается обособленное твёрдое тело, природное химическое соединение с определённой кристаллической
структурой. Существуют и исключения. Минералогия так же изучает и соединения без кристаллической структуры -
например опал, который является твёрдым коллоидом, жидкости - природную ртуть, воду, расплавы и растворы,
вулканические газы. Спорное положение имеют искусственно синтезированные человеком минералы или те, что
формируются самопроизвольно в результате техногенных процессов, например, самовозгорания отвалов угольных
месторождений (терриконов), химических превращений захороненных отходов производства, взаимодействия сточных
вод с грунтами и прочих. С минеральными образованиями сталкивается даже такая наука, как медицина - а именно с
фосфатами, карбонатами и оксалатами, отлагающимися в почках человека, апатитовым скелетом. Продукты
жизнедеятельности организмов - янтарь, кораллы, жемчуг, нефть и каменный уголь - тоже можно назвать минералами
или минеральными образованиями. Как видно, объекты изучения науки минералогии весьма разнообразны.
Каждый минерал характеризуется своей конституцией - только ему присущим определённым единством его
кристаллической структуры и химического состава. В зависимости от этих двух главных факторов
проявляются разные физические свойства - цвет, твёрдость, форма кристаллов, блеск и т.д. Набор этих свойств у
каждого минерала свой, уникальный. Вещества одного и того же состава, но разной структуры имеют разные свойства,
а, следовательно, являются разными минералами. И наоборот - минералы одной структуры но разного состава также
обладают различными свойствами. Минералы одного состава, но разной структуры называются полиморфными
модификациями, а одной структуры, но разного состава - изоструктурными соединениями.
Установлено, что минералы построены из материальных частиц - ионов, атомов или молекул, геометрически правильно
расположенных в пространстве. Одна из главных особенностей кристаллических структур - закономерная повторяемость
в пространстве одинаковых"кирпичиков" - структурных единиц. Это обуславливает следующие свойства
кристаллических веществ:
- однородность строения;
- анизотропия (неодинаковость свойств в непараллельных направлениях);
- симметричность.
это одно из чудес природы, их совершенство удивляет наблюдателя и заставляет верить в то, что они являются живыми
существами, как и считалось в древности. Присмотревшись к кристаллам одного минерала, мы замечаем, что все он
отличаются друг от друга особенностями своей формы и размером. Бросается в глаза, что лучше образованы кристаллы
в полостях и трещинах, вулканических миндалинах, т.е. в свободном пространстве, где ничто не стесняет их рост. Но и
здесь хорошо огранены только их свободно росшие, не ограниченные соседями стороны. Зёрна минералов в руде,
граните, мраморе - это тоже кристаллы, но без геометрически правильной огранки. Зарождение кристалла происходит
самопроизвольно во всём объёме среды минералообразования (в растворе, расплаве или в твёрдой фазе), либо на
затравках. Это случается в результате пересыщения раствора веществом минерала (например, при испарении морской
воды выпадает каменная соль), либо в результате падения температуры (замерзание воды - образование льда, застывание
лавы), при изменении давления или в результате химических реакций.
Что такое горная порода
Горные породы и руды представляют собой природные образования, состоящие из минералов, одного или, чаще,
нескольких. Например, такие минералы, как полевой шпат, кварц и слюда вместе слагают горную породу - гранит. Такая
горная порода, как мрамор, сложена преимущественно одним минералом - кальцитом, но может содержать и примеси
других минералов, придающие цвет или являющиеся причиной дефектов. Группы минералов, встречающихся вместе и
слагающих какую-либо горную породу, называются минеральными ассоциациями. Часто ассоциирующиеся вместе
минералы называют минералами-спутниками.
Горные породы (и, соответственно, слагающие их минералы) могут быть разными по генезису (происхождению):
магматическими, метаморфическими, осадочными.
Магматические горные породы рождаются из магматического расплава. Они могут быть вулканическими, то есть
излившимися на земную поверхность посредством вулканов, например - базальт, андезит, риолит. Они, зачастую, плохо
раскристаллизованы, зёрна минералов мелкие, бывает, что они вообще не образуются (при быстрой закалке, например -
при излиянии в воду). В таком случае застывшая лава превращается в сплошную сливную (однородную) массу и
называется вулканическим стеклом (обсидиан). Магматические породы могут быть и интрузивными (глубинными) - то
есть застывшими в глубинах земной коры, не изливаясь на поверхность. Таковы гранит, габбро, нефелиновый сиенит. К
этому классу относятся и пегматиты - гигатнозернистые жилы, богатые редкими минералами и металлами. Считается,
что они образовались из остаточного расплава интрузивных тел. Скарны образуются в зоне контакта горячих гранитов с
мраморами. Гидротермальные месторождения образуются при отложении минералов из глубинных (глубина 0-5 км),
горячих водных растворов, протекающих по трещинам и порам в горных породах.
Метаморфические горные породы образуются в глубинах земной коры из осадочных и магматических. Под
воздействием огромных температур (100-1000°С) и давлений (1-25 Кбар), а так же притока флюида, породы
перекристаллизовываются, обезвоживаются и уплотняются, не расплавляясь. Таким образом образуются новые
минералы и минеральные ассоциации, новые структуры и текстуры. Известняк превращаются в мрамор, песчаник - в
кварцит, глинистые породы - в сланцы. Сюда же относятся и метамофизованные горные породы - метаморфизм которых
проявлен слабо, и сохранились реликты прежних, первичных минералов, а также первичные структуры пород. Например
- каменный уголь, яшма.
Осадочные горные породы образуются из уплотнившихся осадков рек, морей и океанов, в зонах выветривания и
окисления, в результате биогенных или хемогенных процессов (осаждение органических останков или химическое
осаждение вещества). К осадочным относятся известняки, песчаники, конгломераты и брекчии, угли, глины. Они обычно
имеют слоистую текстуру, часто содержат отпечатки растений и животных, по которым можно определить возраст
осадка.
Горные породы постоянно развиваются, изменяются, разрушаются и образуются новые, переходят одни в другие - одни
минералы, исчезая, растворяясь, дают жизнь другим, и так происходит бесконечно в процессе глобального круговорота
вещества нашей планеты.
Как классифицируют минералы
Если строго следовать традиционному определению понятия "минерал", то так мы называем природное химическое
соединение кристаллической структуры, образовавшееся в ходе геологических и биогеохимических процессов. Минералы
существуют как индивиды, различающиеся своей морфологией, особенностями внутреннего строения кристаллов,
свойствами. Однако, каждый отдельный минеральный индивид отличается от всех других с похожими свойствами
количеством структурных примесей, дефектами, формой и размерами. Подобно тому, как в живой природе нет двух
идентичных друг другу живых существ, даже в пределах одного вида каждая особь индивидуальна, то же мы видим и в
неживой природе. В минералогии имеется понятие "минеральный вид", как результат наблюдений по множеству схожих
по свойствам индивидов и итог анализа и обобщения этих наблюдений.
Минеральный вид - это природное химическое соединение, характеризующееся определённым химическим составом (и
пределами его вариаций) и определённой кристаллической структурой. Общее число природных минеральных видов
составляет около 4000, известно более сотни тысяч искусственных соединений, и более миллиона органических.
Случаются расхождения в подсчётах, связанные с тем, что многие минералы изучены слабо, и потому неоднозначно
воспринимаются разными исследователями, тем более, что границы понятий "структурная и химическая разновидность"
достаточно условны. То есть можно назвать отдельным видом минерал с большим количеством примесей или дефектов,
которые немного изменяют его свойства, а можно и не выделять его как вид и т.д.
Современная классификация природных минералов уходит корнями в начало 19 века. Первым шагом к классификации
является выделение минеральных видов, а затем объединение их в группы по составу или же структуре. Очевидно, что
наиболее проста и логична классификация, построенная на химическом принципе, которой отдавал предпочтение В.И.
Вернадский. Такая классификация полнее отражает родственные связи или наоборот, различия минералов как
химических веществ. Однако, и классификация по структурному критерию по-своему очень ценна. Вообще же в любой
науке должны одновременно существовать разные классификации, построенные каждая на своей основе, и только
совокупностью классификаций можно логически стройно и с полнотой охарактеризовать с разных сторон многообразие
связей между природными объектами.
Всё множество минералов по химическому принципу разбито на типы, которые, в свою очередь, подразделены на классы:
• Простые вещества (состоят из одного химического элемента, около 130 минералов)
- Самородные металлы - например, медь Cu, серебро Ag, золото Au, железо Fe, платина Pt, ртуть Hg и т.д. и природные
сплавы - камасит (Fe,Ni), тэнит (Ni,Fe).
- Неметаллы - алмаз C, графит C, мышьяк As, сера S, сурьма Sb и прочие.
• Сернистые соединения (сульфиды) и их аналоги (содержат металлы в соединении с сульфидной серой, либо
заменяющими её мышьяком, сурьмой, теллуром и селеном, более 500 минералов)
- Низшие (простые) сульфиды и их аналоги - галенит PbS, сфалерит ZnS, халькопирит CuFeS2, борнит Cu5FeS4, киноварь
HgS, антимонит Sb2S3, молибденит MoS2 и другие.
- Высшие сульфиды (персульфиды, полисернистые соединения) и их аналоги - пирит FeS2, марказит FeS2 и прочие.
- Сульфосоли - например, блёклые руды Cu+10Cu2+2[AsS3]4S.
• Галогенные соединения (состоят из металлов и галогенных элементов - фтора, хлора, йода, брома, около 200
минералов), среди них: флюорит CaF2, галит NaCl, сильвин KCl, нашатырь NH4Cl и др.
Далее в классификации выделяются кислородные соединения (более 2500 минералов):
• Оксиды и гидроксиды (окислы и гидроокислы металлов, содержат кислород либо гидроксогруппу (ОН-)
- Оксиды - отличаются особой прочностью - корунд (рубин, сапфир) Al2O3, гематит Fe2O3, рутил TiO2, касситерит SnO2,
кварц SiO2, опал SiO2, хризоберилл (александрит) BeAl2O4, шпинель MgAl2O4, прочие.
- Гидрооксиды - гётит FeO(OH), манганит MnO(OH), брусит Mg(OH)2.
• Соли кислородных кислот
- Карбонаты, содержат металл и радикал [CO3], например - кальцит Ca[CO3], родохрозит Mn[CO3], арагонит Ca[CO3],
церуссит Pb[CO3], магнезит Mg[CO3], доломит CaMg[CO3]2, малахит Cu2[CO3](OH)2, азурит Cu3[CO3]2(OH)2.
- Нитраты, содержат радикал [NO3].
- Сульфаты, содержат радикал [SO4], барит Ba[SO4], целестин Sr[SO4], ангидрит Ca[SO4], гипс Ca[SO4] • 2H2O.
- Фосфаты [PO4], арсенаты [AsO4] и ванадаты [VO4], вольфраматы [WO4] и молибдаты [MoO4], хроматы [CrO4] и
бораты [BO3]. Например: апатит Ca5[PO4]3(F,Cl,O,OH), бирюза CuAl6[PO4]4(OH)8 • 2H2O, шеелит Ca[WO4], монацит Ce
[PO4], крокоит Pb[CrO4], ванадинит Pb5[VO4]3Cl и прочие.
Но самым многочисленным классом среди солей кислородных кислот являются силикаты и их аналоги
(алюмосиликаты, боросиликаты, бериллосиликаты). Это самые распространённые в земной коре и мантии минералы,
слагающие их практически на 99%. В состав силикатов входят структурные радикалы - кремнекислородные тетраэдры
[SiO4], которые могут быть расположены в структуре как отдельно друг от друга, так и объединяться в кольца, цепи,
двойные ленты, слои и трёхмерные каркасы. В зависимости от структуры говорят об островных, кольцевых,
цепочечных, ленточных, слоистых и каркасных силикатах.
Островные силикаты: например, гемиморфит Zn4[Si2O7](OH)2*H2O, хризолит (оливин) (Mg,Fe)2[SiO4], гранаты (Mg,Fe,Mn,
Ca)3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3, циркон Zr[SiO4], кианит Al2[SiO4]O, ставролит FeAl4[SiO4]2O2(OH)2, топаз Al2SiO4](F,OH)2, эпидот Ca2
(Fe,Al)3[Si2O7][SiO4]O(OH).
Кольцевые силикаты: берилл (аквамарин) Be3Al2[Si6O18], турмалин Na(Fe,Mg,Li,Al,Mn)3Al6[Si6O18] [BO3]3(OH,F)4, эвдиалит
(Na,Ca)9(Zr,Ti,Mn)3[Si3O9][Si9O24(OH)3].
Цепочечные силикаты (пироксены): гиперстен (Mg,Fe)2[Si2O6], диопсид CaMg[Si2O6], эгирин NaFe[Si2O6], жадеит NaAl
[Si2O6], родонит CaMn4[Si5O15].
Ленточные силикаты (амфиболы): актинолит и тремолит Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2, роговая обманка (Na,K)0-1(Ca,Na)2
(Mg,Fe,Al,Ti)5[(Si,Al)4O11]2(OH,F,Cl,O)2.
Слоистые: хризотил (серпентин) Mg6[Si4O10](OH)8, тальк Mg3[Si4O10](OH), мусковит KAl2[AlSi3O10](OH,F)2, биотит K(Fe,
Mg)3[AlSi3O10](OH,F)2, хризоколла (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4•nH2O), клинохлор Mg4Al2[Al2Si2O10](OH)8, пренит Ca2Al[AlSi3O10]
(OH)2, апофиллит КСа4[Si4O10]2F•8Н2O.
Каркасные: калиевые полевые шпаты (ортоклаз, минроклин) K[AlSi3O8], плагиоклазы (альбит, адуляр, лабрадор,
анортит) (Na,Ca)[(Al,Si)2Si2O8], нефелин KNa3[AlSiO4]4, содалит Na8[AlSiO4]6[Cl2], лазурит
Ca2Na6[AlSiO4]6[SO4][S2-], цеолиты (стильбит (Na2,Ca)[Al2Si5O14]•6H2O, пренит Ca2Al[AlSi3O10](OH)2).
Какими свойствами обладают минералы
Важнейшими характеристиками минералов, как уже было сказано, являются их кристаллическая структура и
химический состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Основные свойства
минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:
- Облик кристаллов и форма граней - обусловлены в первую очередь строением кристаллической решётки.
- Твердость - определяется по шкале Мооса.
- Блеск - световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от
отражательной способности минерала. - Спайность - способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с
образованием ровных зеркальных поверзностей. - Излом - специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
- Цвет - признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная
киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком
диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в
кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины). - Цвет черты - цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности
фарфорового бисквита. - Магнитность - зависит от содержания, главным образом, двухвалентного железа, обнаруживается при помощи
обычного магнита. - Побежалость - тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности
некоторых минералов за счёт окисления. - Хрупкость - прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании.
Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с
лёгкостью раскалываться, т.е. быть хрупкими (например, алмаз).
Далее рассмотрим некоторые свойства более подробно:
Симметрия кристаллов – наиболее общая закономерность, связанная со строением и свойствами кристаллического
вещества. Она является одним из обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознания в целом.
Симметричным является такой объект, который может быть совмещён сам с собой определёнными преобразованиями:
поворотами вокруг осей симметрии или отражениями в плоскостях симметрии. Внутренняя атомная структура
кристаллов — трёхмерно-периодическая, т. е. она описывается как кристаллическая решетка. Симметрия внешней
формы (огранки) кристалла определяется симметрией его внутреннего атомного строения, которая обусловливает также
и симметрию (или анизотропию) физических свойств кристалла.
Сингония. В кристаллографии кристаллы объединяются в 7 систем (сингоний). Последние называются также
кристаллографическими классами. Сингония минерала определяется исходя из симметрии формы элементарной ячейки
минерального вещества, и поэтому этот термин может применяться не только для хорошо оформленных кристаллов, но
и для аморфных агрегатов и сплошных кристаллических масс, так как кристаллическая структура всё равно сохраняется
на микроуровне. Различают сингонии: кубическую, тетрагональную, гексагональную, тригональную, ромбическую,
моноклинную и триклинную. Принадлежность кристалла к той или иной группе симметрии и сингонии определяется
измерениями углов между гранями (как раньше) или (и) методом рентгеноструктурного анализа.
Элементарную ячейку кристаллического вещества можно представить себе как составной элемент - "кирпичик", из
которого строится практически любое минеральное вещество, путём бесконечного воспроизведения в трёхмерном
пространстве. Как через трёхмерный объект, через ячейку можно провести три оси координат.
Кубическая сингония. Наиболее высокая симметрия. Все оси имеют одинаковую длину и располагаются
перпендикулярно. Типичные формы кристаллов изометричные - куб, октаэдр, более сложные комбинации форм.
Минералы - алмаз, пирит, гранат, галенит, шпинель, флюорит, самородные медь, серебро и золото.
Тетрагональная сингония. Три оси ячейки расположены перпендикулярно друг к другу, две имеют одинаковую длину и
лежат в одной плоскости, третья - длиннее или короче. Типичные формы кристаллов - четырёхгранные призмы,
пирамиды, двенадцатигранные призмы и двойные пирамиды. Кристаллы часто вытянуты вдоль одной оси. Минералы:
халькопирит, рутил, циркон, касситерит, шеелит.
Гексагональная и тригональная. В последнее время их часто объединяют в один класс симметрии, так как считается, что
тригональная является частным, более упрощённым случаем гексагональной. Такие фигуры разбивают по 4ём осям, три
из которых расположены в одной плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120° четвёртая ось
расположена перпендикулярно. Типичные формы кристаллов - шестигранные призмы и пирамиды, трёхгранные призмы
и пирамиды, ромбоэдры. Минералы: аквамарин, берилл, рубин, сапфир, турмалин, сердолик, кварц, корунд, гематит,
кальцит, доломит.
Ромбическая сингония. Три оси разной длины расположены перпендикулярно друг другу. Типичные формы кристаллов:
ромбические призмы и пирамиды, двойные пирамиды. Минералы: александрит, ангидрит, топаз, арагонит, сера,
ставролит, силлиманит.
Моноклинная. Из трёх осей различной длины две пересекаются под прямым углом, третья расположена наклонно по
отношению к ним. Типичные формы кристаллов: пинакоид и призмы с наклонными торцевыми поверхностями.
Минералы: роговые обманки, слюды, эпидот, тальк, многие цеолиты, азурит, диопсид, малахит, гипс, эпидот.
Триклинная сингония. Самая несимметричная группа. Все три оси имеют различную длину и наклонены друг к другу под
углами, отличными от прямого. Типичные формы - призмы. Минералы: плагиоклазы, бирюза, микроклин, кианит,
родонит.
Схематичное изображение элементарной ячейки: А - гексагональной, B - кубической. Симметрии кристаллов: 1 -
кубическая, 2 - тетрагональная и тригональная, 3 - гексагональная, 4 - триклинная, 5 - моноклинная, 6 - ромбическая.
Существуют минералы, у которых не наблюдается упорядоченного строения кристаллической решётки. Такие минералы
не образуют кристаллов и называются аморфными. Это опал, стекло, янтарь.
Кристаллографические оси, по которым определяется симметрия кристалла.
Формы кристаллов, характерные для минералов различных сингоний.
Твёрдость. Это свойство поверхности минерала оказывать сопротивление механическому царапанию. Твёрдость
является анизотропным свойством. Это значит, что различные грани кристалла не равны по твёрдости, так как
соответствуют разным по строению плоскостям кристаллической решётки, грани некоторых кристаллов по-разному
царапаются в разных направлениях. Обычно эти различия в твёрдости не очень заметны, зачастую они имеют значение
только для шлифовальщиков. Однако для некоторых минералов анизотропность твёрдости имеет диагностическое
значение - например кристалл кианита можно легко поцарапать ногтем в продольном направлении, а в поперечном он
едва ли поцарапается стальным иглой. Различают шкалы твёрдости относительные и абсолютные. Если построить
схематический график относительной шкалы твёрдости (шкалы Мооса), расположив минералы по оси Х от талька до
алмаза, график будет выглядеть в виде прямой линии ( твёрдость возрастает линейно от 1 до 10). Построив шкалу
абсолютной твёрдости (твёрдость по методу шлифования), увидим, что график выглядит как ветвь параболы,
минимальное значение которой соответствует тальку, а на алмазе твёрдость будет стремиться к бесконечности. Поэтому
относительная шкала является наименее точной, хотя её используют повсеместно до сих пор - она удобна и практична в
применении. Относительную твёрдость минерала по шкале Мооса можно определять и в полевых условиях простейшими
средствами. По-другому твердость по шкале Мооса называется склерометрической твёрдостью. Она определяется
методом царапания, и была введена более 150 лет назад венским минералогом Моосом. Он разработал сравнительную
шкалу (шкалу твёрдости Мооса), расположив 10 минералов в порядке возрастания их твёрдости. Минералы с большим
номером твёрдости могут поцарапать любой минерал с меньшим номером. Минералы с одинаковой степенью твёрдости
не оставляют друг на друге следов. Все известные в настоящее время минералы соотнесены со шкалой Мооса. Не стоит
забывать о том, что при определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала. Важно
помнить, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов обладают ложными малыми
твёрдостями. Например, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красной охры меньше 4, что говорит о
практически отсутствии сцепления в порошковатой массе гематита. В целом главная масса природных соединений
обладает твердостью от 2 до 6. Более твердым минералы, как правило, принадлежат к окислам и некоторым (чаще всего
островным) силикатам.
Твёрдость Минерал-эталон Простое определение твёрдости Твёрдость по методу шлифования
Мооса (абсолютная)
1 тальк легко скоблиться ногтем 0,03
2 гипс легко царапается ногтем 1,25
3 кальцит можно поцарапать ногтем, медной монетой 4,5
4 флюорит легко царапается ножом 5,0
5 апатит царапается ножом. стальной иглой 6,5
6 полевой шпат царапается напильником 37
7 кварц слабо царапает оконное стекло 120
8 топаз царапает оконное стекло 175
9 корунд царапает оконное стекло 1000
10 алмаз царапает все вещества 140 000
Драгоценные камни со склерометрической твёрдостью 1-2 считаются мягкими, камни с твёрдостью 3-5 считаются
среднетвёрдыми, минералы с твёрдостью от 6 считаются твёрдыми.
Камни с твёрдостью ниже 7 подвержены утрате блеска полировки из-за присутствия в воздухе пыли, неизбежно
содержащей частички кварца (твёрдость 7), которые царапают поверхность. Поэтому камни с твёрдостью ниже 7 со
временем становятся матовыми. Они нуждаются в особом уходе и осторожности при носке и хранении.
Обычно склерометрическая твёрдость определяется при помощи стальной иглы, кусочка стекла и набора эталонных
минералов. Например, если минерал царапается иглой так же легко, как и кальцит, ему присваивается твёрдость 3. Если
труднее, чем кальцит, но легче, чем флюорит, твёрдость будет присвоена 3,5. Если минерал не царапается иглой, следует с
усилием провести им по стеклу. Если он царапает стекло легче кварца, надо сравнить с топазом и т.д. Определяя
твердость минерала лучше всего начинать со стекла, так как его значение твердости приходится примерно на середину
шкалы.
Сравнение абсолютной (нелинейной) -2 и относительной - 1 шкал твёрдости.
Учебная шкала Мооса.
Для шлифовальщиков драгоценных камней абсолютная твёрдость камня при шлифовании имеет большое значение,
учитывая, что некоторые драгоценные и полудрагоценные камни имеют разную твёрдость на разных
кристаллографических гранях и в разных направлениях. Шлифование более мягких драгоценных камней - это настоящее
искусство, которым владеют лишь немногие специалисты, так твёрдые камни шлифуются гораздо лучше и легче
поддаются полировке.
Спайность и излом. Тоже являются основными характеристиками любого минерала. Спайность - это свойство
минерала раскалываться в определённых направлениях (одном или нескольких), образуя при этом гладкие поверхности.
В зависимости от того, насколько гладкие получаются поверхности, минералы могут иметь:
- ясную (или совершенную спайность)
- среднюю спайность
- несовершенную спайность
- отсутствие спайности.
совершено различными понятиями. В качестве примера можно привести слюды и гипс, которые имеют совершенную
спайность в одном направлении; кальцит и галенит - совершенная спайность в трёх направлениях (по ромбоэдру);
флюорит - совершенная по октаэдру; хризоберилл и шпинель - несовершенная спайность по октаэдру; полевые шпаты -
средняя в двух направлениях; пирит, корунд и кварц - отсутствие спайности.
Излом связан со спайностью. Излом - характер расколотой неравномерной поверхности. Например, излом у кварца
называется раковистым (как отпечатки ракушек), ровные поверхности отсутствуют. Совершенная спайность галенита
по трём направлениям придаёт его поверхности ступенчатый излом. Излом бывает неровным, гладким, волокнистым,
крючковатым, занозистым, шероховатым.
Плоскости спайности в кальците (в трёх направлениях по ромбоэдру). Коллекция Страны Минералов.
Флюорит - выколки по спайности по октаэдру. Коллекция Страны Минералов.
Шлифовальщики драгоценных камней и ювелиры должны учитывать спайность в процессе обработки камня. Сильное
напряжение может вызвать раскол образца. Часто достаточно даже небольшого давления или слабого удара под
определённым углом при испытании материала. При пайке по причине температурных напряжений в камне вдоль
плоскостей спайности могут образоваться трещины, по которым камень рано или поздно расколется. Огранённые
драгоценные камни с совершенной спайностью считаются произведением искусства. Грани таких камней должны
располагаться под наклоном по отношению к плоскостям спайности, сверлить минерал желательно перпендикулярно
плоскостям спайности.
Плотность и удельный вес. Плотность (удельный вес) драгоценных камней колеблется от 1 до 8. Камни с плотностью
ниже 2 считаются лёгкими (янтарь - плотность около 1), показатели от 2 до 4 - средние (кварц - 2,6-2,7), камни с
плотностью выше четырёх считаются тяжёлыми (гематит - 5, касситерит - около 7). Плотность более ценных минералов
превышает плотность многих породообразующих (с этим связано образование россыпей драгоценных камней - алмаза,
рубина, сапфира). Самым плотным минералом является самородное золото, имеющее плотность от 15,5 до 19,3.
В соответствии с новой физической номенклатурой единицу измерения "удельный вес", указывающую вес вещества на
единицу объёма, следует заменять единицей измерения "плотность". В старой литературе в основном встречается
понятие "удельный вес". Принципиальная разница заключается в том, что вес - не является постоянной величиной и
зависит от сил гравитации в каждой конкретной точке, тогда как плотность - величина, не зависящая от места.
Плотность выражается отношение массы единицы объема вещества к массе того же объёма воды.
Определяют плотность различными способами: методом гидростатического взвешивания с помощью гидростатических
весов, флотационный метод (с помощью тяжёлых жидкостей).
Оптические свойства
Объединяют целый ряд диагностических свойств, таких как цвет, цвет черты, светопреломление, двойное
лучепреломление, дисперсия, плеохроизм, блеск, прозрачность, люминесценция. Ряд этих свойств имеет значение для
диагностики минералов с помощью специальной аппаратуры. Другие же легко определяются невооружённым глазом и
являются чёткими индикаторами конкретных минералов..
Цвет. Цвет минералов - способность минералов отражать и преломлять свет, создавая определённое ощущение цвета.
При оценке драгоценных и полудрагоценных камней их окраска обычно наиболее важна. Однако для большинства
камней он не является диагностическим, так как многие камни имеют одинаковый цвет, а с другой стороны,
многочисленные группы драгоценных камней встречаются в широком спектре цветовых вариаций. Цвета возникают,
когда из общего светового спектра поглощается только один волновой диапазон соответствующего цвета, а остальные
волны дают специфический цвет (но не белый). Если драгоценный камень поглощает волны всех длин, то он чёрный,
если пропускает весь спектр – то он прозрачный. Если минералом поглощается одинаковое количество волн всех длин,
то камень мутно-белый или серый.
Цвета обусловлены различными причинами. Выделяют три вида окраски: собственную или идиохроматическую,
аллохроматическую, вызванную примесями ионов-хромофоров и псевдохроматическую.
• Собственная окраска, связанная с внутренними свойствами минерала, как правило, свойствами ионов примесей,
внедрившихся в кристаллическую решетку.
• Аллохроматическая окраска не связана напрямую с природой минерала, и определяется окрашенными
примесями - хромофорами (ионами или более крупными частицами). Хромофоры придают интенсивную окраску
минералу даже в небольших концентрациях, например, окраска яшмы и агатов. Такая окраска свойственна многим
горным породам и минералам. Аллохроматическая окраска может быть вызвана механическими примесями -
включениями окрашенных минералов (иголочками рутила), пузырьков жидкостей (характерно для дымчатого кварца),
газов и т.п.
• Псевдохроматическая окраска вызывается интерференцией падающего света в прозрачных и полупрозрачных
минералах, возникающей при отражении от внутренних поверхностей, трещин спайности (например, иризация лабрадора
и олигоклаза - от синего и зелёного до жёлтого и красного; опал, лунный камень, перистерит). Псевдохроматическая
окраска возникает при дифракции света и интерференции отражённых лучей, при рассеянии, преломлении или полном
внутреннем отражении белого света, связанном с особенностями кристаллической структуры минерала.
Псевдохроматическая окраска нередко возникает при окислении поверхностного слоя кристаллов (побежалость -
характерны радужные плёнки на пирите, халькопирите, ковеллине).
Цвет ювелирных и декоративных камней - важная потребительская характеристика для их драгоценных, поделочных и
облицовочных разновидностей. С давних пор стремились "облагородить" менее ценные камни, сделав их цвет подобным
более редким минералам. Дымчатый кварц обжигали, запекая в хлеб, пористые минералы (бирюза) - подкрашивали
разными красителями (например, в медном купоросе, разведенном в эпоксидной смоле или воске), алмазы, топазы -
облучали в реакторе для получения жёлтого цвета, берилл прокаливали для изменения жёлтой окраски на голубую
аквамариновую, морион и тёмно-дымчатый горный хрусталь нагревали до приобретения золотисто-жёлтой цитриновой
окраски или полного обесцвечивания, и.т.д. С другой стороны, под действием света, особенно солнечного, или
нагревания, - некоторые минералы теряют свою окраску. Постепенно "выцветают" на солнце жёлтые топазы и
аметисты. Буквально на глазах теряет под действием света свою изначально сиренево-розовую окраску гакманит
(розовая разновидность содалита).
Интересные световые и цветовые эффекты, обусловленные аллохроматическими и псевдохроматическими
эффектами окраски.
Адуляризация характерна для лунного камня, разновидности адуляра, который при придании ему формы кабошона
обнаруживает поверхностное голубовато-белое мерцание, которое при повороте камня скользит по поверхности.
Причина эффекта – явление интерференции, связанное с пластинчатой структурой лунного камня.
Иризация, от лат. "ирис" - радужная оболочка глаза, (по подобию цветового спектра). Оптический эффект,
проявляющийся у некоторых минералов в виде внутреннего радужного цветового сияния при ярком освещении на
ровном сколе камней и особенно после их полировки. От синеватого до голубовато-белого, иногда с золотистыми
отливами, мерцание под поверхностью, меняющееся при малейшем повороте камня. Часто наблюдается у калиевого
адуляра и плагиоклаза ( семейство полевых шпатов) как следствие интерференции световых волн на их
полисинтетически сдвойникованных пластинках. Иризирующие шпаты даже получили собственные названия: "лунный
камень", "беломорит". Чаще всего этим эффектом обладает другой полевой шпат, лабрадор, который отличается яркой
серебристо-синей зональной иризацией. Этот камень слагает горную породу – лабрадорит, которая часто используется
для облицовки стен, полов и лестниц. Иризация отмечается также у кианита и у некоторых корундов. Камни с таким
эффектом красиво смотрятся после их обработки в виде кабошонов.
Астеризм — оптический эффект кристаллов некоторых минералов, обработанных с образованием сферической или
другой выпуклой криволинейной поверхности (кабошонах), проявляющийся в наблюдении звёздообразной фигуры при
освещении кристалла. Астеризм проявляется в корундах, шпинелях, некоторых кварцах, бериллах, диопсиде
(четырехлучевая звезда), гранатах (альмандин, демантоид), некоторых слюдах. Основной причиной, обуславливающей
астеризм, является наличие в кристалле игольчатых включений, ориентированных параллельно главным
кристаллографическим осям. Толщина таких включений — близка к длине волны видимого света, и они образуют
несколько систем, в каждой из которых включения ориентированы параллельно, а углы между включениями разных
систем соответствуют углам между кристаллографическими осями.
В результате дифракции света на решётках таких микровключений при освещении кристалла наблюдается группа
пересекающихся в одной точке светящихся полос — «звезда»; количество лучей звезды зависит от симметрии кристалла.
Для кристаллов кубической сингонии (шпинели) две взаимно перпендикулярные системы включений образуют две
полосы, то есть четырёхлучевую звезду, у кристаллов гексагональной сингонии(берилл) или у тригональных
псевдогексагональных (корунды), - три системы включений образуют три полосы, то есть шестилучевую звезду. В
корундах (рубин, сапфир) в качестве таких микровключений чаще всего выступают игольчатые микрокристаллы рутила
(в рубинах это обычно системы тонких полых канальцев), образующие три системы, в каждой из которых
микрокристаллы не только взаимно параллельны, но и ориентированы параллельно базальной плоскости. В некоторых
случаях в корундах встречается и двенадцатилучевой астеризм: в этом случае в кристалле корунда присутствует две
суперсистемы микровключений: внутри каждой из них микровключения образуют три нормальные системы, как в
корундах с шестилучевым астеризмом, и эти суперсистемы повёрнуты на угол 30° друг относительно друга, все
включения обоих суперсистем параллельны одной, базальной, плоскости. В результате эти две суперсистемы образуют
две шестилучевые звезды с общим центром. В 1949 г. были синтезированы первые звездчатые корунды из шихты с
добавлением диоксида титана с последующей тепловой обработкой, вызывающей рекристаллизацию рутила в кристалле.
Авантюриновый эффект — это разноцветная игра красок блестящих отражений пластинок-включений, как правило,
на непрозрачном фоне. Авантюрин - понятие скорее промышленное и ювелирное, чем минералогическое. Им обычно
называют мелкозернистый кварцит обладающий характерным мерцанием, переходящим в перелив отлично видимый на
полированной поверхности образца. Этот оптический эффект обусловлен присутствием в красновато-коричневом
авантюрине параллельно - ориентированных чешуек гематита или слюды-мусковита, а в зеленом - чешуек слюды-
фуксита, отмечаются также желтые, белые и даже синие разновидности. Авантюрин часто заменяется искусственным
авантюриновым стеклом, "мертвый" и однообразный тон которого плохо имитирует игру природного камня. Особенно
это заметно на рынке дешевой бижутерии - практически полное вытеснение с рынка природного кварцевого авантюрина
его имитацией из стекла и пластика со стружчатым наполнителем. Сверкание более многочисленных и более мелких
чешуек у имитации как правило очень сильное, цвет - любой, что несвойственно природному авантюрину.
Эффект кошачьего глаза. Кошачий глаз - первоначально название разновидности хризоберилла со специфическим
световым эффектом бегающего по поверхности блика. Это явление напоминает наблюдателю глаз кошки. В настоящее
время термин употребляется более широко в отношении различных декоративно-самоцветных камней, у которых
отмечается перемещение переливающейся световой полосы при повороте камня. Этот оптический эффект
(переливчатость) лучше всего наблюдается в полированных кабошонах, но часто виден еще на необработанном сколе
или срезе камня при его повороте. Наиболее ярко он выражен у хризоберилла. Такие минералы, как кварц с
включениями волокнистых минералов, турмалин c системой микроскопических взаимно параллельных внутренних
каналов-пустот, ориентированных вдоль основной оси, скаполит, фибролит (волокнистый силлиманит), параллельно-
волокнистые сорта нефрита и диопсид также могут обладать "эффектом кошачьего глаза". Если термин "кошачий глаз"
употребляется без указания минерала, то он относится к хризобериллу. У хризоберилла этот эффект обусловлен
отражением света от микроскопических полых каналов или включений, ориентированных параллельно одной из
кристаллографических осей. А у таких камней, как "соколиный глаз" и продуктов его естественного выветривания -
"тигровый глаз" и "бычий глаз", переливчатость обусловлена параллельно-тонковолокнистой структурой агрегатов,
родственной структуре асбеста. Хризоберилловый кошачий глаз – весьма ценный ювелирный камень. Лучшие его
образцы добываются на о. Цейлон, в Шри Ланке. Также Малышевское м-ние ("Изумрудные копи"), Ср. Урал.
Опалесценция - это млечно-голубоватый перелив, в особенности характерен для обычных опалов, возникающий в
результате отражения света, в первую очередь коротковолнового излучения.
Лабрадоризация - это игра красок среди металлических блестящих пластинок. Часто наблюдаются эффекты синего и
зелёного цвета, но можно встретить все цвета спектра. Причиной мерцания служат явления интерференции на
тончайших пластинках кристаллов (плоскостях двойникования).
Люстр. Нежная игра красок и радужный блеск у жемчуга. Возникает вследствие дифракции и интерференции света в
чешуйках арагонита, расположенных в виде черепицы, и слое конхиолина (органического вещества) вблизи поверхности
жемчужины.
Опализация - это радужная игра цветов у благородного опала, меняющаяся с каждым поворотом камня. Причина
явления – мелкие шарики кварца, включённые в силикагелевую массу опала, которые вызывают явления отражения и
интерференции света. Диаметр такого шарика – 0,1 микрон.
Другие оптические свойства
Цвет черты. Цвет минерала в тонком порошке, служит одним из диагностических признаков минерала. Дело в том,
что цвет тонкого порошка для конкретно взятого минерала всегда постоянен, в то время как в массивном куске или в
кристаллах цвет может быть совсем другим или сильно варьировать в зависимости от множества причин, а порой и
вовсе быть обманчивым.
Цвет черты определяется путем царапания минералом по шероховатой белой поверхности (обычно используются
неглазурованные фарфоровые пластинки – бисквит), на которой и остаётся "черта" характерной окраски. Например, для
серовато-чёрного гематита характерна бордово-красная черта, для соломенно-жёлтого пирита – чёрная. Это свойство
позволяет отличить их от других похожих минералов.
Люминесценция. От лат. «свет» - является собирательным обозначением различных видов излучения вещества под
воздействием каких-либо лучей за пределами волн видимой части спектра, а так же физических или химических реакций.
Для исследования драгоценных и полудрагоценных камней преимущественно используется люминесценция в
ультрафиолетовых лучах – флюоресценция или фотолюминесценция. Это понятие названо так в честь минерала
флюорита, в котором впервые был обнаружен этот эффект. Причиной флюоресценции являются определённые факторы
нарушений (загрязнения или дефекты структуры). Если вещёство продолжает светиться и после прекращения облучения,
то речь уже идёт об эффекте фосфоресценции, названном по известному свечению фосфора. Фосфоресценция способна
продолжаться до нескольких часов. В зависимости от вида излучения, используемого для возбуждения, различают также
рентгенолюминесценцию (возбуждение рентгеновскими лучами), катодлюминесценцию (возбуждение потоком
электронов), электролюминесценцию (возбуждение электрическим полем), триболюминесценцию (возбуждение упругими
колебаниями, ударами и так далее).
Свойство флюоресценции часто используют для диагностики синтетических драгоценных камней, поскольку
синтетические образования часто реагируют на ультрафиолетовое излучение по-другому. Также может быть полезна для
определения месторождения камня., так как иногда является типичной лишь для определённого месторождения.
Явления рентгенолюминесценции позволяют отличить природный жемчуг от искусственно выращенного, так как
перламутр морских жемчужин не люминесцирует, в отличие от перламутра пресноводных жемчужин.
Светопреломление. Возникает на поверхности раздела двух сред, в которых скорость световых лучей различна.
Степень преломления для драгоценных камней является постоянной величиной. Цифровое значение светопреломления
называется показателем преломления и определяется с помощью рефрактометра, иммерсионных жидкостей
(иммерсионный метод).
Двойное лучепреломление (двулучепреломление). При прохождении через минерал луч света, как правило, не только
преломляется, но и расщепляется на две составляющие. Наиболее ярко двойное лучепреломление наблюдается у
кальцита (исландского шпата), циркона, титанита, турмалина. Если камень прозрачен и отшлифован, можно наблюдать
удвоение рёбер нижних граней.
Эффект двойного лучепреломления в оптическом кальците: надпись, подложенная под кристалл, раздваивается.
Коллекция Страны Минералов.
Дисперсия. Проявляется у бесцветных отшлифованных камней в виде игры красок, возникающей в результате
расщепления белого цветового спектра на цветные составляющие. Грани могут усиливать дисперсию, а окраска –
ослаблять. Самая сильная дисперсия присуща алмазу. В числовом выражении дисперсия определяется как разница между
показателями преломления лучей красного и фиолетового спектра.
Блеск. Это характеристика отражательной способности поверхности вещества, световой эффект, вызываемый
отражением части светового потока, падающего на минерал. Блеск минерала зависит от среднего показателя
преломления минерала и от качества его поверхности. Чем выше показатель преломления, тем сильнее блеск.
Существуют следующие виды блеска:
• Металлический блеск (гематит, магнетит, антимонит, ртуть самородная, пирит). Это самый сильный из всех видов
блеска – как у алюминиевой фольги. Им обладают только непрозрачные камни.
• Металловидный (полуметаллический) блеск (графит, гематит). Похожий на металлический, но не такой яркий.
• Алмазный блеск (алмаз, киноварь, циркон, сфалерит, некоторые гранаты – уваровит, демантоид). Сверкающий
блеск отшлифованного алмаза или хрусталя. Наблюдается только у прозрачных или полупрозрачных камней.
• Стеклянный блеск (кварц, гипс, кальцит, берилл, диоптаз). Блеск поверхности бутылочного стекла.
• Жирный блеск (самородная сера, кварц на изломе). Напоминает блеск жирных пятен. Характерен для низких
показателей преломления или плоскостей спайности.
• Перламутровый блеск (слюды, гипс, хлориты, некоторые цеолиты). Блеск как у перламутра, преимущественно на
плоскостях спайности.
• Шелковистый блеск (асбест, серпентин, гиперстен). Встречается у параллельно-волокнистых камней или
соответствующих агрегатов.
• Смолистый блеск (янтарь). Слабый блеск.
• Матовый или восковой – отсутствие блеска (агат).
По своей интенсивности выделяются также блеск сильный и блеск тусклый. Блеск одного и того же кристалла на его
поверхности, на сколе, и на плоскостях спайности может существенно различаться. Различным бывает и блеск
разновидностей минералов как в пределах одной группы (например, в группе гранатов, полевых шпатов), так и в
зависимости от структуры конкретного минерального агрегата.
Прозрачность является фактором ценности для большинства драгоценных и полудрагоценных камней. Прозрачностью
называется свойство вещества пропускать свет. Количественно прозрачность оценивается величиной пропускания света,
которая определяется отношением интенсивностей вышедшего и падающего лучей. Обычно в минералогии
ограничиваются качественной характеристикой прозрачности, разделяя все минералы на прозрачные, просвечивающие
(полупрозрачные) и непрозрачные. При таком делении отнесение минерала к той или иной группе во многом зависит,
конечно, от толщины минерального индивида, но в целом, в практической работе минералога, эти характеристики
являются полезными. На степень прозрачности оказывают влияние также характер поверхности кристаллов и
агрегатное строение минерального вещества. Минеральные тела, состоящие не из одного индивида, а их многих зерен,
часто кажутся непрозрачными из-за внутреннего рассеяния и отражения света. Бесцветные минералы при этом могут
приобретать молочно-белую окраску. То же явление возникает и в том случае, если прозрачный сам по себе одиночный
кристалл содержит многочисленные включения, выполненные газом или жидкостью (молочный кварц). Непрозрачными
обычно являются минералы, представляющие собой сульфиды металлов — Ag, Cu, Sb, Bi, Pb, Fe, Mn, Co, Ni и др., а
также кислородные соединения — Fe3+, Cr3+, Nb5+, Ta5+ и других металлов.
Формы нахождения минералов в природе
Они очень разнообразны. Прежде всего, это кристаллы. Кристаллы могут быть различной формы и различного размера.
Однако единичные кристаллы редко встречаются в природе, чаще образуя срастания и агрегаты интересной формы.
Асбест. Асбестами (греч. "неразрушимый") называют минералы тонковолокнистого строения. К ним относится в
первую очередь хризотил-асбест (разновидность серпентина). Реже встречаются амфибол-асбесты минералы группы
роговой обманки. Каждое из волокон хризотил-асбеста представляет собой свёрнутый в трубочку листик, который
заставляет искривляться особенности химической связи в слое (а именно, различия в силе водородной и ковалентной
связи). Главными достоинствами асбеста являются его огнестойкость и гибкость. Известно, что Петру I была подарена
сшитая из асбеста скатерть, которую можно было почистить, бросив в огонь. Главные же недостатки этого материала -
он является канцерогенным, способствует развитию лёгочных заболеваний. Из волокон асбеста изготовляют фильтры,
брезенты, защитные костюмы (для пожарных), бумагу, картон, асбоцементные строительные материалы и др.
Крупнейшие месторождения минерала находятся в Канаде, ЮАР и России — на Урале (Баженовское и Киембаевское
месторождения, город Асбест), в Восточном и Западном Саянах, а также на Северном Кавказе и в Туве (Ак-Довуракское),
на западе Казахстана (Джетыгаринское), в Китае, США, Италии, Франции, Финляндии, в Японии, Австралии, на Кипре.
Хризотил-асбест из Шабани \ Shabani, Зимбабве.
Биоморфо́за (рос. Биоморфоза, англ. Biomorph, нем. Biomorphose) - псевдоморфозa минералов и их агрегатов по
органическим остаткам животных (зооморфозa) и растений (фитоморфозa). Понятие "биоморфоза" может толковаться и
в более широком смысле. Органические остатки в осадочных породах могут не только целиком и в буквальном смысле
замещаться минеральным веществом, но также служить своего рода активной затравкой, вокруг которой происходит
концентрация и избирательное оcаждение некоторых минералов. Так, широко распространены пиритовые и сидеритовые
биоморфозы в юрских отложениях центральной России, пиритизированные раковины моллюсков, в частности
аммониты, ростры белемнитов и др. В таком расширенном толковании термина к биоморфозам следует относить также
минеральные агрегаты в форме конкреций, формирующиеся вокруг некоторого биогенного образования, которое
создает вокруг и в пределах себя геохимическую среду, способствующую осаждению минералов. Например, само по себе
наличие пирита в осадочных породах является верным признаком присутствия органики. Сероводород осаждает железо
почти полностью, поэтому обычными спутниками, в частности, угленосных пород или бокситов, являются сульфиды
(пирит и марказит).
Биоморфоза кальцита по аммониту. Коллекция Страны Минералов.
Геликтиты (от греч. helictós - извивающийся) - одна из форм роста кальцита и арагонита в карстовых пещерах. К ним
относятся своеобразные агрегаты в виде причудливо изгибающихся цилиндрических и конических веточек, ветвящихся
пушистых конусов, сложной спирали, и т.д., имеющие тонкий внутренний осевой капилляр. Через этот капилляр
происходит поступление питающего раствора к кончику геликтита, раствор растекается по его поверхности и
осуществляет питание растущего агрегата за счёт осаждения растворённого в нём карбоната кальция. Геликтиты
встречаются в слабообводненных участках пещер и располагаются группами, протягивающимися вдоль трещин породы.
Направление роста геликтита не зависит от направления действия силы тяжести. Но сильно зависит от направления
"пещерного ветра", если таковой имеется.
Геликтиты арагонита. Коллекция Страны Минералов.
Двойниковые кристаллы, двойники - это закономерное непараллельное срастание кристаллических индивидов одного
минерала. Образование двойников определяется свойствами кристаллической решетки кристалла, и происходит по
строго определенным законам.
Помимо единичных индивидов минералы часто образуют сростки из двух или более кристаллов. В подобных сростках
кристаллы имеют закономерную или неправильную взаимную ориентировку. В первом случае сростки называются
двойниками, во втором - кристаллическими срастаниями или агрегатами. Двойникование обычно происходит на ранних
этапах кристаллизации, при срастании двух или более кристаллических индивидов на стадии их зарождения. При этом их
закономерная ориентировка относительно главных кристаллографических направлений (плоскостей решетки) обычно
сохраняется. Два индивида, составляющие двойник, могут быть мысленно получены один из другого путем отражения в
плоскости (двойниковая плоскость) или при повороте на 180 градусов вокруг оси (двойниковая ось). Таких осей и
плоскостей симметрии нет в одиночных кристаллах. Благодаря этому двойники обладают повышенной
кристаллографической симметрией. Среди двойниковых срастаний можно выделить три типа двойников - двойники
срастания, прорастания и полисинтетические двойники. В некоторых случаях двойникование приводит к имитации
кристаллов более высокой симметрии.
Полисинтетический двойник альбита.
Полисинтетические двойники представляют собой срастания нескольких, (иногда множества) параллельных друг другу
пластинок минерала, находящихся друг относительно друга в перевернутом положении (наподобие ладоней, сложенных
пальцами к запястьям). Срастание может состоять как из двух или нескольких кристаллов, так и из пачек множества
тонких пластинок. У некоторых минералов, в частности у плагиоклазов, пластинки эти имеют микроскопическую
толщину и с плоскостями их срастаний связан характерный оптический эффект -иризация.
"Двойники срастания" бывают, например, - у кальцита, халькопирита, титанита, "японский двойник" у кварца, а
"двойники прорастания" - у ставролита, киновари, флюорита. Самыми характерными двойниками обладает ставролит -
это знаменитые "кресты", а также гипс - двойники под названием "ласточкин хвост". В двойниковании могут
участвовать больше чем два индивида. Тогда говорят о тройниках, четверниках, множественных двойниковых сростках
(хризоберилл, александрит).
Двойник рутила.
Дендриты - это расщепленнные скелетные кристаллы. До сих пор разные авторы не всегда
придерживаются достаточно четкого разделения между кристаллами скелетными и дендритными, и эти термины часто
используются как идентичные. В тонких трещинах развиваются плоские "двумерные" дендриты. Дендрит (от греч.
"древовидный") представляет собой ветвящееся и расходящееся в стороны образование, возникающее при ускоренной
или стесненной кристаллизации. Они ветвятся и разрастаются в направлении наиболее интенсивного массопереноса
(поступления питающего материала к их поверхности), кристаллографическая закономерность изначального кристалла в
процессе развития из него дендрита всё более утрачивается по мере его роста. В качестве примера кристаллодендритов
можно привести ледяные узоры на оконном стекле, живописные окислы марганца в тонких трещинах, самородную медь
в зонах окисления рудных месторождений, дендриты самородных серебра и золота, решетчатые дендриты самородного
висмута и ряда сульфидов.
Пиролюзит, плоские дендриты в трещине. Германия
Дендриты гётита в слое агата. Ширина поля 1,5см, Бразилия.
Друза. От нем. "щетка" - агрегат кристаллов, наросших на общее основание. Друзы выстилают жеоды, нарастают на
стенках открытых трещин. Характерна для кварца, кальцита, целестина, барита и других минералов.
Друза кристаллов дымчатого кварца. Коллекция Страны Минералов.
Жеоды (от греч. "геодес" - земляной) - малые минеральные тела, - округлые, овальные или любой иной формы пустоты
в горных породах, на стенках которых кристаллизовались минералы. Стенки полости обычно сложены друзами
кристаллов или (и) сферолитовой коркой. Маленькие жеоды называются миндалины (минимальная величина - менее
одного сантиметра), а самые большие жеоды могут достигать в поперечнике более 1 метра.
По смыслу термин "жеода" означает примерно то же, что и секреция.
Жеоды аметиста с обработанной в виде шара агатовой жеодой. Коллекция Страны Минералов.
Происхождение жеод
Жеоды и миндалины аметиста, агата, ониксов и других минералов кремнезёма образуются в пустотах эффузивных пород
на поствулканической стадии их развития. В процессе магматического извержения вместе с расплавом в потоке
увлекаются и пузырьки газа. При застывании потока газ улетучивается по образовавшимся трещинам остывания или
ещё до затвердения прорывает вязкую лаву. В результате в вулканической породе образуются округлые пустоты (от
газовых пузырей) и трещины разного размера (они могут быть как микроскопическими, так и довольно крупными).
Округлые пустоты, которые заполнились позже минеральным веществом, называют миндалинами, или секрециями.
Секреция - это минеральное образование, где вещество нарастает от периферии к центру, в отличие от конкреции, для
которой характерен рост минерала из центра в разные стороны.
Агаты и ониксы в виде секреций (миндалин) самых различных форм и размеров широко распространены во многих
эффузивных горных породах - базальтах, андезитах и других пузыристых лавах. При остывании излившихся потоков в
заключительный этап гидротермальной деятельности (промывания горячими водными растворами толщи пород) в
трещины и миндалины поникают коллоидные растворы кремнезёма (оксида кремния), который оседает на стенках, как
на фильтрах. То же касается и жильного кварца, который также образуется по трещинам в породах разного генезиса.
Такой кварц называется гидротермальным. Часто он содержит микроскопические включения газов, жидкостей и
частицы твёрдых минеральных веществ, унаследованные от материнских коллоидных растворов. В жильных
образованиях минералы кремнезёма ассоциируют с касситеритом, золотом, молибденитом, пиритом, пиритом,
халькопиритом, турмалином, кальцитом, хлоритами. Для эффузивных пород наиболее частыми спутниками являются
кальцит и минералы группы цеолитов, образующиеся на ещё более поздних стадиях гидротермальных процессов в
миндалинах.
Жила - протяжённое в двух направлениях плитообразное геологическое тело, образовавшееся либо в результате
заполнения минералами открытой трещины (жилы выполнения), либо вследствие метасоматического замещения
минеральными веществами горной породы вдоль трещин (жилы замещения или метасоматические жилы). Различают
жилы пластовые и жилы, секущие вмещающие их горные породы. По составу и генезису выделяют жилы пегматитовые,
гидротермальные, альпийские и др. Все жилы, сложенные магматическими горными породами, следует называть
дайками. Мелкие жилы называют прожилками. Жилы - это всегда более молодые образования, чем вмещающие их
породы.
Конкреции (стяжения) - минеральные тела, резко отличающиеся от вмещающих пород по физическим свойствам,
структуре и составу, формирующиеся за счет диффузионной концентрации рассеянных компонентов вмещающей среды
или раскристаллизации коллоидных сгустков. Рост минеральных зёрен происходит во всех направлениях от одного или
многочисленных центров. Центрами роста иногда оказываются посторонние тела. По форме чаще округлые, но в
зависимости от условий роста могут иметь и самые разнообразные очертания.
Понятия "конкреция" и "стяжение" ("желвак") обычно используются как синонимы. В качестве ядра могут выступать
скопления минералов другого состава или органические остатки.
Конкреции бывают также первичные и вторичные. Примером вторичных конкреций могут служить широко
распространенные в осадочных породах конкреции лимонита, обычно являющиеся продуктом окисления первичных
конкреций пирита либо окисления и псевдоморфного замещения ярозитовых и сидеритовых стяжений (иногда с
образованием гётитовых жеод). Описаны конкреции кварца разнообразной структуры, образовавшиеся при
метасоматическом замещении более ранних конкреций кальцита, и конкреции бирюзы, выросшие внутри конкреций
фосфорита. По своей структуре конкреции бывают зернистые (кристаллические - пирит, кальцит;
скрытокристаллические - кремни, бирюза), и радиально-лучистые и сферолитовые (пирит, марказит, гипс, кальцит,
целестин, азурит и тд.)
Конкреция арагонита радиально-лучистого строения. Коллекция Страны Минералов.
Кристалликтитовая (кораллитовая) кора является продуктом кристаллизации из неподвижных капиллярных
плёнок, покрывающих стенки карстовых пещер выше горизонтального уровня водоемов. Это могут быть в одних
случаях агрегаты кристаллов и кристаллических дендритов (кристалликтиты), в других - агрегаты, сложенные
асимметричными сферолитами и их агрегатами - сфероидолитовыми дендритами (кораллиты). Аналогичное строение
имеют агрегаты дендритов льда, возникающие за счет непосредственной конденсации Н20 из воздуха.
Кораллиты арагонита. Коллекция Страны Минералов.
Параллельно-шестоватый агрегат - минеральный агрегат, образованный плотным срастанием удлинённых в одном
направлении минеральных индивидов. Индивиды расположены параллельно друг другу и перпендикулярно подложке или
стенкам трещины. Хорошо известные примеры: селенит, асбест. Также известны для кальцита, целестина, графита.
Селенит, тонковолокнистая разновидность гипса. Образец 11см. Правобережье верхнего теч. р. Сох, Ср. Азия.
Присыпки - нарастание большого числа мелких кристаллов на обращённые кверху поверхности кристаллов, агрегатов
или породы. Образование присыпок связано с массовым возникновением в маточном растворе взвешенных в нём
зародышевых кристаллов и их оседанием под действием силы тяжести. При скорости их роста, соизмеримой со
скоростью оседания, они успевают до прирастания к подложке приобрести видимый размер. По расположению присыпок
можно с достаточной уверенностью судить об ориентации покрытых ими кристаллов (агрегатов) относительно
направления дейтвия силы тяжести в момент роста.
Присыпки пирита на обращённых кверху гранях ромбоэдров кальцита, образец 12см. Дальнегорск, Приморье.
Псевдоморфоза (от греч. "псевдо" - ложь, и "формос" - форма) - в минералогии - ложные кристаллы, форма которых
не отвечает структуре слагающего их минерала. Например, распространены псевдоморфозы лимонита по пириту,
каолиниту, по полевому шпату. Псевдоморфоза образуется в результате замещения одного минерала другим с
сохранением внешних форм кристаллов или при последующем заполнении пустот, образовавшихся при растворении
минералов. Распространены также псевдоморфозы по дереву, раковинам моллюсков и другие (т.н. "биоморфоза").
Псевдоморфозы малахита по кристаллам азурита, шт. Аризона (Bisbee, Arizona).
Секреции (приблизительный синоним - жеода ) результат постепенного заполнения замкнутых пустот в горных породах
минеральным веществом, отлагающимся на их стенках по направлению от стенок к центру. Когда заполнение полости
происходит послойно, образуются концентрически-зональные слоистые малые минеральные тела (агаты), и их
концентрическое строение отражает стадийность кристаллизации. Внутри полости могут находиться также друзы
кристаллов, её стенки могут быть покрыты кристаллической щёткой или сферолитовой коркой (иногда с
псевдосталактитами). Секреции, полностью заполненные минеральным веществом, обычно называются миндалинами.
Секреции с оставшейся пустотой (занорышем) внутри – жеоды.
Секреция с крупными кристаллами целестина. Коллекция Страны Минералов.
Скелетными называют пустотелые или искаженные формы кристаллов, являющиеся как бы каркасом кристалла,
выросшего параллельно ребрам, граням, или по направлениям вершин правильного многогранника. При резкой разнице
скоростей роста по различным направлениям реальный кристалл заполняет не все тело воображаемого многогранника, а
только часть его. Бывают "одномерные" (тонкие иглоподобные или обелископодобные вершинники), "двумерные"
(плоские, например - снежинка), и "трёхмерные" - объёмные всесторонние вершинники и реберники (см.рис.). По форме
могут быть звездообразные, скипетровидные, ступенчатые, каркасные, воронкообразные, трубчатые, коробчатые,
рамочные и тд.
Скелетньй кристалл висмута (выращен в лаборатории). Коллекция Минералов Страна ООО.
Сферолит - форма роста кристалла, возникшая в результате его расщепления в начальной стадии роста
и последующего совместного разрастания образовавшихся при расщеплении многочисленных мелких субиндивидов по
радиальным направлениям. Сферолиты - близкие к сферическим сложные минеральные индивиды, сложенные
волокнистыми, игольчатыми, столбчатыми или пластинчатыми субиндивидами, расположенными по радиусам вокруг
расщепленного ядра (сферокристалла). В условиях свободного развития их поверхность образована видимыми или
микроскопическими гранями или вершинками субиндивидов. Структура радиально-лучистая, текстура как правило
концентрически-зональная. По преимуществу имеют полусферический вид, так как обычно нарастают на подложку.
Срастаясь между собой, образуют агрегаты в виде сферолитовых корок.
Сферолиты хризоколлы. Коолекция Страны Минералов.
Кристаллическая щетка - 1) параллельно-шестоватый агрегат в начальной фазе образования из друзы; 2) свободная
поверхность параллельно-шестоватого агрегата, сложенная вершинами кристаллов. Является, как правило, результатом
совместного одновременного роста многих кристаллов, ориентированных перпендикулярно или почти перпендикулярно
к поверхности трещин, стенке жилы или полости в горной породе.
Щётка кристаллов самородной серы. Коллекция Страны Минералов.
Использовались книги: Вальтер Шуман "Драгоценные и полудрагоценные камни"; "Минералогия с основами
кристаллографии: Учебник для вузов", А.Г. Булах; а так же сервер "Всё о геологии" (Открытая русскоязычная
энциклопедия по Наукам о Земле) http://wiki.web.ru.
ОСНОВЫ МИНЕРАЛОГИИ
 |  |  |  |  |  |
