минералогия (1006435), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Давно уже былоподмечено, что в минералах, обладающих одинаковой кристаллическойструктурой, показатель преломления, как и удельный вес, обычно увеличивается с увеличением атомного веса катиона. Например, для MgO (уд. в. 3,64)N = 1,73, а для NiO (уд. в. 6,4) N = 2,23; или для Аl2О3 (уд. в. 4,0) N = 1,76,a для Fe2O3 (уд. в. 5,2) N = 3,01 и т. д. Известно также, что вхождение всостав соединений в виде изоморфных примесей высоковалентныхионов — Fe3+, Cr3+, Ti4+, V5+ и др.
— значительно повышает показатель преломления. В изоструктурных соединениях, например NaCl и КСl, увеличение размеров катиона (Na1+ 0,98 и К1+ 1,33) приводит к менее плотнойупаковке размеров и даже к понижению N (для КСl —1,490, тогда как дляNaCl — 1,544) в соответствии с понижением удельного веса, несмотря нато что атомный вес К (39,0) выше, чем Na (23,0). Обратная картина дляпоказателя преломления устанавливается в соединениях NaF и NaCl, гдеанион фтора (ат. вес 19,0) заменяется анионом хлора (ат.
вес 35,5): дляNaF N = 1,328, а для NaCl N = 1,544, т. е. у первого соединения значительнониже, чем у второго, хотя удельный вес NaF (2,79) выше, чем NaCl (2,16).88Общая частьОбъясняется это очень низкой рефракцией фтора. Само собой разумеется также, что изменение координационного числа катиона при перестройке кристаллической структуры сказывается, как это указывалось выше(см. полиморфизм), на удельном весе, а следовательно, и на показателепреломления кристаллического вещества.Вторым важным фактором (независимо от показателей преломленияи поглощения света), влияющим на результат отражения света, являетсяхарактер поверхности, от которой происходит отражение.Выше мы рассмотрели блески минералов, обусловленные зеркальногладкими поверхностями (т.
е. гранями кристаллов и плоскостями спайности). Но если минерал в изломе имеет не идеально гладкую, а скрытобугорчатую или ямчатую поверхность, то стеклянные, алмазные и другие блески приобретают чуть тусклый оттенок. Отраженный свет при этомчастично теряет свою упорядоченность, подвергаясь некоторому рассеиванию. Создается жировой, или, как чаще говорят, жирный блеск. В этомявлении мы можем наглядно убедиться, если проследим за изменениемблеска в свежем изломе каменной соли во влажном воздухе.
Через несколько дней блестящие поверхности нам будут казаться как бы покрытыми тончайшей пленкой жира. Особенно это будет заметно в сравнениис плоскостями свежих сколов. Наиболее типичными примерами жирного блеска могут служить блеск самородной серы в изломе или блеск элеолита (нефелина), подвергшегося едва заметному разложению.Поверхности с более грубо выраженной неровностью обладают воско'вым блеском. Особенно это характерно для скрытокристаллических масс итвердых светлоокрашенных гелей.
Таковы, например, часто встречающиесяблески кремней, колломорфных масс минералов группы галлуазита и др.Наконец, если тонкодисперсные массы вдобавок обладают тонкойпористостью, то в этом случае падающий свет полностью рассеивается всамых различных направлениях. Микроскопические поры являются своего рода «ловушками» для света. Поверхности такого рода носят название матовых. Примерами могут служить: мел, каолин (в сухом состоянии), различные охры, сажистый пиролюзит MnO2, тонкопористые массыгидроокислов железа и т. д.Для некоторых минералов, обладающих явно выраженной ориентировкой элементов строения в одном или двух измерениях в пространстве,наблюдается своеобразное явление, связанное с блеском, так называемыйотлив минерала.В минералах с параллельноволокнистым строением (асбест, немалит,селенит и др.) мы всегда наблюдаем типичный шелковистый отлив.
Прозрачные минералы, обладающие слоистой кристаллической структуройи в связи с этим резко выраженной совершенной спайностью, имеют характерный перламутровый отлив (примеры: мусковит, пластинчатыйгипс, тальк и др.). В том, что появление перламутрового отлива связаноГлава 2. Конституция и свойства минералов89именно со слоистостью, легко убедиться, если сложить в пачку тонкиепокровные или оконные стекла и взглянуть на них сверху.
Мы действительно увидим своеобразный отлив, совершенно похожий на блеск жемчужин.Спайность и изломСпайностью называется способность кристаллов и кристаллическихзерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим плоскостям, параллельным действительным или возможнымграням. Это свойство кристаллических сред связано исключительно свнутренним их строением и для одного и того же минерала не зависит отвнешней формы кристаллов (например, у ромбоэдрических, скаленоэдрических и призматических кристаллов или даже совершенно неправильных кристаллических зерен кальцита наблюдается всегда одна и та жеформа спайности по ромбоэдру).
Этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним изважных диагностических признаков, помогающих определить минерал.Не случайно многие минералы называются шпатами (полевые шпаты,тяжелый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д.)1.
Об этом жеговорят названия таких минералов, как ортоклаз (спайность под прямымуглом), плагиоклаз (под косым углом) и др.На практике важно различать степень совершенства проявления спайности. С этой точки зрения принята следующая пятиступенчатая шкала.1. Спайность весьма совершен'ная (например, в слюдах и хлоритах). Кристалл способен расщепляться на тонкие листочки (рис. 28).Получить излом иначе, чем по спайности, весьма трудно.2. Спайность совершенная (например, в кристаллах кальцита, галенита, каменной соли и др.). ПриРис.
28. Весьма совершенная спайностьударе молотком всегда получаютслюдыся выколки по спайности, внешнеочень напоминающие настоящиекристаллы. Например, при разбивании галенита получаются мелкие правильные кубики (рис. 29), при раздроблении кальцита — правильныеромбоэдры и т. п. Получить излом по другим направлениям (не по спайности) довольно трудно.1К шпатам (от греч. спате — пластина) издавна относят те не имеющие металлического блеска минералы, которые обладают хорошей спайностью в нескольких направлениях.90Общая часть3. Спайность средняя (например,в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок и др.). На обломкахминералов отчетливо наблюдаютсякак плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям.4.
Спайность несовершенная (например, у апатита, касситерита, самородной серы и др.). Она обнаруРис. 29. Совершенная спайность в трехживается с трудом, ее приходитсянаправлениях и ступенчатый изломгалитаискать на обломке минерала. Изломы, как правило, представляют собой неровные поверхности.5. Спайность весьма несовер'шенная, т. е. практически отсутствует (например, у корунда, золота, платины, магнетита и др.). Онаобнаруживается в исключительныхслучаях. Такие тела обычно имеютраковистый излом, подобный тому,что наблюдается в изломе шлакаили вулканического стекла — обсидиана (рис. 30). Мелкораковистыйизлом характерен для многих сульфидов. Для некоторых самородныхРис.
30. Раковистый излом обсидианаметаллов (меди, серебра и др.) характерен занозистый, крючковатый излом.В различных минералах, обладающих спайностью, плоскости последней ориентированы неодинаково для различных типов кристаллическихструктур: в координационных структурах с ионной связью, например галенита (PbS) и галита (NaCl) — по кубу; у кальцита (Са[СО3]) — по ромбоэдру; в силикатах, комплексные анионы которых представлены вытянутыми в одном направлении цепочками, например в пироксенах ироговых обманках, — по призме; в силикатах, характеризующихся анионными слоями, например в слюдах и хлоритах, — по пинакоиду и т. д.Согласно прежним представлениям, развитым Браве, плоскости спайности проходят параллельно наиболее удаленным друг от друга плоскимсеткам пространственной решетки.
Г. В. Вульф, основываясь на данныхкристаллохимии, показал, что явление спайности в кристаллах с ионнойсвязью обусловлено анизотропией сил сцепления структурных единиц вразличных направлениях в кристаллических средах. Так, например, в кристаллической структуре сфалерита (ZnS) наиболее удаленные друг от другаГлава 2. Конституция и свойства минералов91плоские сетки ионов устанавливаются параллельно граням октаэдра, а следовательно, согласно правилу Браве, и спайность должна была бы проходить по {111}. На самом деле спайность в сфалерите проявляется параллельно плоскостям ромбического додекаэдра {110}, хотя здесь расстояниямежду плоскими сетками короче.
Дело в том, что в первом случае каждаяиз удаленных друг от друга плоских сеток сложена одноименными, но разными по заряду ионами (либо Zn2+, либо S2–), что и обусловливает химическую связь между сетками, тогда как во втором случае каждая сетка состоит из взаимно компенсирующих ионов цинка и серы и потому, несмотряна более короткое расстояние, эти плоские сетки слабо связаны между собой. Однако алмаз, обладающий той же кристаллической структурой, чтои сфалерит, но состоящий только из атомов углерода, обладает спайностью по октаэдру (т.
е. согласно правилу Браве).Нередко различно ориентированные плоскости спайности в одноми том же минерале имеют различную степень совершенства. Например, укристаллов гипса, относящихся к моноклинной сингонии, наблюдаются следующие спайности: по второму пинакоиду {010} — весьма совершенная, поромбической призме {111} — средняя и по первому пинакоиду {100} — несовершенная. Количество направлений спайности в ряде случаев такжеявляется важным диагностическим признаком. Например, такие весьмапохожие друг на друга по ряду внешних признаков (цвету, твердости, блеску и др.) минералы, как сфалерит — ZnS и вольфрамит — (Fe, Mn)WO4,отличаются друг от друга тем, что в кристаллах или зернах сфалеританаблюдается несколько (шесть) плоскостей спайности по {110}, тогда каку вольфрамита совершенную спайность мы всегда находим только в одной плоскости по {010}, вдоль вытянутости и поперек уплощения кристаллов или зерен.Кроме спайности, в кристаллах могут наблюдаться также плоскостиотдельности, обусловленные, по предположению Н.
В. Белова, «прокладками» субмикроскопических веществ иного состава, закономерноориентированных вдоль плоскостей плотнейшей упаковки. В отличиеот спайности, они не являются строго плоскими и обычно ориентированы в одном направлении. Причиной проявления отдельности могутбыть также внутренние напряжения в кристаллических индивидах, обусловленные внешней механической деформацией или связанные с зональным распределением изоморфных примесей, вызывающим несоразмерность кристаллических решеток в смежных участках кристаллов.Отдельность, в отличие от спайности, не относится к числу обязательных свойств того или иного минерала, так как не определяется его конституцией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
