Geologia (Polski)

czym są minerały?

wszystkie skały z wyjątkiem obsydianu i węgla zbudowane są z minerałów. (Obsydian jest skałą wulkaniczną wykonaną ze szkła, a węgiel wykonany jest z węgla organicznego.) Większość skał zawiera kilka minerałów w mieszaninie charakterystycznej dla danego typu skał. Podczas identyfikacji skały musisz najpierw zidentyfikować poszczególne minerały, które składają się na tę skałę.

minerały to naturalnie występujące, nieorganiczne ciała stałe o określonym składzie chemicznym i strukturze sieci krystalicznej., Chociaż zidentyfikowano tysiące minerałów na ziemi, tylko dziesięć minerałów stanowi większość objętości skorupy ziemskiej-plagioklaz, kwarc, ortoklaz, amfibol, piroksen, oliwin, kalcyt, biotyt, granat i glina.

razem wzór chemiczny (rodzaje i proporcje pierwiastków chemicznych) oraz siatka krystaliczna (geometria ułożenia i połączenia atomów) określają fizyczne właściwości minerałów.,

wzór chemiczny i siatkę krystaliczną minerału można określić tylko w laboratorium, ale badając minerał i określając kilka jego właściwości fizycznych, można go zidentyfikować. Po pierwsze, musisz zapoznać się z fizycznymi właściwościami minerałów i jak je rozpoznać.

minerały można rozpoznać po ich właściwościach fizycznych. Właściwości fizyczne minerałów są związane z ich składem chemicznym i wiązaniem. Niektóre cechy, takie jak twardość minerału, są bardziej przydatne do identyfikacji minerałów., Kolor jest łatwo zauważalny i na pewno oczywisty, ale zwykle jest mniej niezawodny niż inne właściwości fizyczne.

jak rozpoznać minerały?

Mineralogowie to naukowcy badający minerały. Jedną z rzeczy, które mineralogowie muszą zrobić, jest identyfikacja i kategoryzacja minerałów. Choć mineralog może używać mikroskopu o dużej mocy do identyfikacji niektórych minerałów, większość z nich jest rozpoznawalna przy użyciu właściwości fizycznych.,

Sprawdź minerał na rysunku 1. Jaki jest kolor minerału? Jaki jest jego kształt? Czy poszczególne kryształy są błyszczące lub matowe? Czy przez minerały przebiegają linie (prążki)?

Kolor, Smuga i połysk

diamenty są popularnymi kamieniami szlachetnymi, ponieważ sposób, w jaki odbijają światło, sprawia, że są bardzo błyszczące. Turkus jest ceniony za uderzający zielonkawo-niebieski kolor. Zauważ, że do opisu wyglądu minerałów używane są konkretne terminy.

Kolor

kolor jest często przydatny, ale nie należy na nim polegać. Różne minerały mogą mieć ten sam kolor. Prawdziwe złoto, jak widać na rysunku 2, jest bardzo podobne w kolorze do pirytu na rysunku 1.

dodatkowo niektóre minerały występują w wielu różnych kolorach. Na przykład kwarc może być przezroczysty, biały, szary, brązowy, żółty, różowy, czerwony lub pomarańczowy. Tak więc kolor może pomóc, ale nie polegaj na Kolorze jako właściwości decydującej. Rysunek 3 pokazuje jedną próbkę kwarcu, który jest bezbarwny i inny kwarc, który jest fioletowy., Niewielka ilość żelaza sprawia, że kwarc jest fioletowy. Wiele minerałów jest zabarwionych zanieczyszczeniami chemicznymi.

połysk

połysk opisuje odbicie światła od powierzchni minerału. Mineralogowie mają specjalne terminy opisujące połysk. Jednym z prostych sposobów klasyfikacji połysku jest to, czy minerał jest metaliczny, czy niemetaliczny. Minerały nieprzezroczyste i błyszczące, takie jak Piryt, mają metaliczny połysk., Minerały takie jak kwarc mają niemetaliczny połysk.

blask to sposób, w jaki powierzchnia minerału odbija światło. Nie jest to to samo co kolor, dlatego ważne jest, aby odróżnić połysk od koloru. Na przykład minerał opisany jako „błyszczący żółty” jest opisywany pod względem połysku („błyszczący”) i koloru („żółty”), które są dwiema różnymi właściwościami fizycznymi. Standardowe nazwy dla połysk to metaliczny, szklisty, perłowy, jedwabisty, tłusty i matowy. Często warto najpierw ustalić, czy minerał ma metaliczny połysk. Metaliczny połysk oznacza błyszczący jak polerowany metal., Na przykład oczyszczone polerowane kawałki chromu, stali, tytanu, miedzi i mosiądzu wykazują metaliczny połysk, podobnie jak wiele innych minerałów. Z niemetalicznych połysk, szklisty jest najczęściej i oznacza, że powierzchnia minerału odbija światło jak szkło. Perłowy połysk jest ważny w identyfikacji felspary, które są najczęstszym rodzajem minerału. Perłowy połysk odnosi się do subtelnej irydescencji lub gry kolorów w świetle odbitym, w ten sam sposób perły odbijają światło. Jedwabisty oznacza odbijanie światła o jedwabistym połysku. Tłusty połysk wygląda podobnie do połysku zestalonego tłuszczu z bekonu., Minerały o matowym połysku odbijają bardzo mało światła. Identyfikacja blasku wymaga trochę praktyki. Pamiętaj, aby odróżnić połysk od koloru.

różne rodzaje połysku niemetalicznego opisano w tabeli 1.

Tabela 1. Sześć rodzajów niemetalicznego połysku.,
blask	wygląd
Adamantine	błyszczący
ziemisty	Matowy, gliniane
perłowe	perłowe
żywiczne	podobne do żywic, takich jak sok drzewny
jedwabiste	miękko wyglądające z długimi włóknami
szkliste	szklisty

czy można dopasować minerały na rysunku 4 z prawidłowym połyskiem z tabeli 1?,

Smuga to kolor pudru mineralnego. Streak jest właściwością bardziej niezawodną niż kolor, ponieważ streak nie różni się., Minerały tego samego koloru mogą mieć różną barwę. Wiele minerałów, takich jak kwarc na rysunku 3, nie ma smug.

aby sprawdzić smugę, zeskrobać minerał na nieszkliwionym porcelanowym talerzu (ryc. 5). Żółto-złoty Piryt ma czarniawą smugę, innym wskaźnikiem, że Piryt nie jest złotem, który ma złotą żółtą smugę.

ciężar właściwy

gęstość opisuje, ile materii znajduje się w określonej przestrzeni: gęstość = masa / objętość.

masa jest miarą ilości materii w obiekcie., Ilość miejsca zajmowanego przez obiekt jest opisana przez jego objętość. Gęstość obiektu zależy od jego masy i objętości. Na przykład woda w szklance do picia ma taką samą gęstość, jak woda w tej samej objętości basenu.

ciężar właściwy substancji porównuje jej gęstość do gęstości wody. Substancje, które są bardziej gęste mają wyższy ciężar właściwy.

twardość

twardość to wytrzymałość, z jaką minerał jest odporny na skrobanie lub przebicie jego powierzchni., W pracy z próbkami ręcznymi bez specjalistycznych narzędzi twardość mineralna jest określona w skali twardości Mohsa. Skala twardości Mohsa opiera się na 10 minerałach referencyjnych, od talku najdelikatniejszego (twardość Mohsa 1) po diament najtwardszy (twardość Mohsa 10). Jest to skala względna lub nieliniowa. Twardość 2,5 oznacza po prostu, że minerał jest twardszy niż gips (twardość Mohsa 2) i bardziej miękki niż kalcyt (twardość Mohsa 3). Aby porównać twardość dwóch minerałów, sprawdź, który minerał zadrapuje powierzchnię drugiego.,

Table 2. Mohs Hardness Scale
Hardness	Index Minerals	Common Objects
1	talc
2	gypsum	2.5-fingernail
3	calcite	3.5-pure, untarnished copper
4	fluorite
5	feldspar	5 to 5.5-stainless steel
		5.,Od 5 do 6-szkło
6	apatyt	6 do 6,5-twardy stal
kwarc
8	topaz
9	korund
10	diament

za pomocą skali mohsa każdy może przetestować nieznany minerał pod kątem jego twardości. Wyobraź sobie, że masz nieznany minerał. Okazuje się, że może drapać fluoryt lub nawet skalenie, ale apatyt go drapie. Wiesz wtedy, że twardość minerału wynosi od 5 do 6., Zauważ, że żaden inny minerał nie może zarysować diamentu.

rozszczepienie i złamanie

zerwanie minerału łamie jego wiązania chemiczne. Ponieważ niektóre wiązania są słabsze niż inne wiązania, każdy rodzaj minerałów może pęknąć tam, gdzie wiązania między atomami są słabsze. Z tego powodu minerały rozpadają się w charakterystyczny sposób.

Rysunek 6. Zbliżenie chlorku sodu w bańce wodnej na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.,

rozszczepienie jest tendencją minerału do pękania wzdłuż pewnych płaszczyzn, aby uzyskać gładkie powierzchnie. Halit rozpada się między warstwami sodu i chloru, tworząc kostki o gładkich powierzchniach (ryc. 6).

minerał, który naturalnie rozpada się na idealnie płaskie powierzchnie, wykazuje rozszczepienie. Nie wszystkie minerały mają rozszczepienie. Dekolt reprezentuje kierunek słabości w sieci krystalicznej. Powierzchnie dekoltu można odróżnić po tym, jak konsekwentnie odbijają światło, jakby były wypolerowane, gładkie i równe., Właściwości dekoltu minerału są opisane w kategoriach Liczby dekoltów i, jeśli jest ich więcej niż jeden, kątów między dekoltami. Liczba rozszczepów to Liczba lub kierunki, w których minerał rozszczepia się. Minerał może wykazywać 100 powierzchni rozszczepionych równolegle do siebie. Te reprezentują pojedynczy dekolt, ponieważ wszystkie powierzchnie są zorientowane w tym samym kierunku. Możliwe rozszczepienia minerału to 1,2,3,4 lub 6., Jeśli występuje więcej niż 1 dekolt, a urządzenie do pomiaru kątów nie jest dostępne, wystarczy podać, czy dekolty przecinają się pod kątem 90°, czy nie 90°.

aby zobaczyć rozszczepienie minerału, przytrzymaj minerał pod silnym światłem i przesuń go, przesuń jeszcze trochę, aby zobaczyć, jak różne boki odbijają światło. Kierunek dekoltu pojawi się jako gładki, lśniący, równomiernie jasny połysk światła odbijanego przez jeden zestaw równoległych powierzchni na minerale.

mika ma rozcięcie w jednym kierunku i tworzy arkusze (rys. 7).,

minerały mogą rozszczepiać się w wielokąty. Fluoryt tworzy ośmiościany (ryc. 8).

jednym z powodów, dla których kamienie szlachetne są piękne, jest to, że płaszczyzny dekoltu tworzą atrakcyjny kształt kryształu o gładkich twarzach.

złamanie

złamanie to złamanie w minerale, które nie znajduje się wzdłuż płaszczyzny rozszczepienia., Złamanie nie zawsze jest takie samo w tym samym minerale, ponieważ złamanie nie jest określone przez strukturę minerału.

minerały mogą mieć charakterystyczne złamania (ryc. 9). Metale Zwykle pękają na postrzępione krawędzie. Jeśli minerał drzazgi jak drewno, może być włóknisty. Niektóre minerały, takie jak kwarc, tworzą gładkie zakrzywione powierzchnie podczas pękania.

wszystkie minerały mają złamania. Złamanie to złamanie, które występuje w kierunkach, które nie są kierunkami rozszczepienia., Niektóre minerały, takie jak kwarc, nie mają żadnego rozszczepienia. Gdy minerał bez dekoltu zostanie rozbity młotkiem, pęknie we wszystkich kierunkach. Mówi się, że kwarc wykazuje złamanie konchoidalne. Złamanie konchoidalne to sposób, w jaki gruby kawałek szkła pęka z koncentrycznymi, zakrzywionymi grzbietami na złamanych powierzchniach. Jednak niektóre kryształy kwarcu mają tak wiele wad, że zamiast wykazywać złamanie konchoidalne, po prostu wykazują nieregularne złamanie. Złamanie nieregularne jest standardowym terminem złamań, które nie wykazują żadnych cech innych typów złamań., W geologii wstępnej kluczowe typy złamań do zapamiętania są nieregularne, które wykazują większość minerałów, i konchoidalne, widoczne w kwarcu.

kształt kryształu

wszystkie minerały są krystaliczne, ale tylko niektóre mają możliwość eksponowania kształtów swoich kryształów, ich kryształowych form. Wiele minerałów we wstępnym laboratorium geologicznym nie wykazuje swojej krystalicznej postaci. Jeśli minerał ma przestrzeń podczas wzrostu, może tworzyć naturalne kryształy, o kształcie kryształu odzwierciedlającym geometrię wewnętrznej sieci krystalicznej minerału. Kształt kryształu podąża za symetrią jego sieci krystalicznej., Kwarc, na przykład, tworzy sześcioboczne kryształy, pokazując sześciokątną symetrię swojej sieci krystalicznej. Istnieją dwa czynniki komplikujące, o których należy pamiętać: (1) minerały nie zawsze tworzą ładne kryształy, gdy rosną, oraz (2) Twarz kryształu różni się od powierzchni dekoltu. Podczas wzrostu minerału tworzy się Kryształowa twarz. Po rozbiciu minerału powstaje powierzchnia rozszczepialna.

inne cechy identyfikujące

istnieją pewne właściwości, które pomagają odróżnić tylko niewielką liczbę minerałów, a nawet tylko jeden minerał., Przykładem takiej specjalnej właściwości jest musująca reakcja kalcytu ze słabym roztworem kwasu solnego (5% HCl). Kalcyt gazuje lub musuje, ponieważ roztwór HCl rozpuszcza go i tworzy gaz CO2. Kalcyt jest łatwy do zidentyfikowania nawet bez badania reakcji z HCl, przez jego twardość, połysk i dekolt.

inną szczególną właściwością jest magnetyzm. Można to sprawdzić, sprawdzając, czy mały magnes reaguje na minerał. Najczęściej spotykanym minerałem, który jest silnie magnetyczny, jest magnetyt mineralny., Szczególną właściwością, która pojawia się w niektórych próbkach skalenia plagioklazowego, jest jego tendencja do wykazywania prążków na powierzchniach dekoltu. Prążki są idealnie proste, cienkie, równoległe linie. Powiększenie może być wymagane, aby zobaczyć prążki na powierzchniach dekoltu plagioklazy. Inne specjalne właściwości można napotkać na bazie mineralnej do mineralnej.

niektóre minerały mają inne unikalne właściwości, z których niektóre są wymienione w tabeli 3. Czy możesz wymienić unikalną właściwość, która pozwoli Ci natychmiast zidentyfikować minerał, który został opisany dość dużo w tym rozdziale?, (Wskazówka: najprawdopodobniej znajduje się na stole.)

Tabela 3. Niektóre minerały mają niezwykłe właściwości, które można wykorzystać do identyfikacji.,>Fluorite
Magnetism	Mineral is attracted to a magnet	Magnetite
Radioactivity	Mineral gives off radiation that can be measured with Geiger counter	Uraninite
Reactivity	Bubbles form when mineral is exposed to a weak acid	Calcite
Smell	Some minerals have a distinctive smell	Sulfur (smells like rotten eggs)
Taste	Some minerals taste salty	Halite