Képzeld el, hogy kint vagy a szabadban, és találsz egy ásványt. Szeretnéd azonosítani, de nem vagy benne biztos, hogyan. Nem baj! Az ásványtani szakemberek számos fizikai és optikai tulajdonságot használnak az ásványok azonosításához, speciális felszerelés nélkül. Ezek a tulajdonságok közé tartozik az ásvány színe, kristályformája, keménysége, hasadása (az ásvány törésének módja), csíkozottsága, csillogása, mágnesessége, fényáteresztő képessége és fajsúlya.
Fizikai tulajdonságok
Kristályforma
A kristályforma egy ásvány kristályának vagy kristályegyüttesének közös vagy jellegzetes alakjára utal, amelyet lapos, egymáshoz szimmetriával kapcsolódó felületek sora határol. Egyes ásványok felismerhető formákat, például kockákat vagy nyolcszögeket mutatnak, amelyek hasznosak az ásványok azonosításában. A gránátok például gyakran képeznek dodekaédereket (12 oldalúak). A legtöbb ásványnak csak egy közös formája van, de van néhány, amely többféle formát is kialakíthat. A gránát általában kocka alakban fordul elő, de képezhet oktaéderes formát is.
A gránát dodekaéderes kristályformát mutat.
Két minta galenitből – az egyik a kockaformát (6 oldalú), a másik az oktaéderes formát (8 oldalú)
A következő táblázat a leggyakoribb kristályformákat sorolja fel.
| Piramisok (5 oldal) |
kén |
| Kocka (6 oldal) |
Galena |
| Rhomboéder (6 oldal) |
Rhodokrozit – A minta a Nemzeti Természettudományi Múzeum Nemzeti Ásványgyűjteményéből származik, Smithsonian Institute – Rhodochrosite-NMNH_147520 https://geogallery.si.edu |
| Oktakéder (8 oldal) |
fluorit |
| Dodekaéder (12 oldal) |
Garnet |
Kristályos habitus
Kristályos habitusnak nevezzük azt a tendenciát, hogy egy ásvány ismételten jellegzetes alakzatokat vesz fel. A kristályformákkal ellentétben a kristályhabitusokat nem kötik kristályfelületek vagy szimmetria. Egy ásvány kristályhabitusa felhasználható az ásványok megkülönböztetésére. Az ásványt alkotó környezet körülményei és kémiai összetétele befolyásolhatja, hogy milyen habitus alakul ki. Egyes ásványok, mint például a pirit, többféle kristályszokásban is kialakulhatnak, beleértve a köböset (egy forma és egy habitus) vagy a sugarasat.
| Kristályos habitus | leírás | Ásvány képe | |
| Masszív | ásvány hiányzik. kristályfelületek |
Kén |
|
| Granuláris | a kristályszemcsék közel azonos méretűek; a szemcsék mérete kb. 2 és 10 mm között változik |
Pallasit meteorit |
|
| Lamelláris | Rétegekből felépülő |
Molybdenit |
|
| Mikazit | más néven is ismert; Lapszerű vagy réteges szerkezetet alkotó kristályok; gyakran vékony lapokra bontható |
Mica |
|
| Pengés | hosszúkás kristályok, amelyek hosszabbak, mint amilyen szélesek, és szélességük nagyobb, mint a mélységük; egyenes kardra vagy késre hasonlítanak |
Stibnit |
|
| Szálas | nagyon finom szálak formájában fordulnak elő | .kristályszerű kristályok |
Actinolit |
| Sugárzó | kristályaggregátumok nőnek kifelé egy központi pontból indulnak ki |
Thomsonit |
|
| Oolitos | kristályos aggregátumok, amelyek lekerekítettek és kisebbek, mint 0,5 mm. négy milliméteres méretűek |
Ooidok |
|
| Sávos | ásványok, melyek keskeny rétegek vagy sávok különböző színű és/vagy textúrájú |
Agate Banded |
|
| Botryoidal | más néven globuláris vagy mammilláris; gömbölyded vagy lekerekített alakú kristályegyüttesek |
Hematit |
|
| Columnar | hosszú prizmák, amelyek elég szélesek ahhoz, hogy az elnevezés acicular (tű-like) nem alkalmazható |
Gypsum |
|
| Geodikus | klaszterek alkotják az ásványok egy egy üreg belső falán kristályosodva lekerekített tömeget alkotnak |
Ametiszt geóda (katedrális) |
|
| Rozetta | Táblás kristályok fürtjei sugárirányú elrendezésben, amelyek rózsára vagy virágra hasonlítanak |
Barit rózsa |
Keménység
A Mohs-féle ásványkeménységi skála az ásvány felszínének megkarcolhatóságának nehézségén alapul. A skálát először 1812-ben a német geológus és mineralógus, Friedrich Mohs alkotta meg. 10 fokozatú, és különböző anyagok vagy ásványok keménységének összehasonlítására használják, hogy melyik karcolja meg a másikat. Például a talkumot leggyakrabban a Mohs-féle 1-es keménységhez használják, a gyémántot pedig, mint a Föld legkeményebb ásványát, a Mohs-féle 10-es keménységhez. Az alábbi táblázatban egy-egy ásványt mutatunk be az egyes keménységi szinteken, valamint néhány gyakori anyagot, amelyek szintén felhasználhatók az ásványok keménységének vizsgálatára.
| Skálaszám | Ásvány neve | Ásványfotó | Közönséges tárgy |
| 10 | Diamant |  |
|
| 9 | Korundum |  |
|
| 8 | Topáz |  |
Kőműves fúrófej (8.5) |
| 7 | Kvarc |  |
|
| 6 | Ortoklász |  |
Acélszög (6.5) |
| 5 | Apatit |  |
Kés/üveglap (5.5) |
| 4 | Fluorit |  |
|
| 3 | Kalcit |  |
Rézpénz (3.5) |
| 2 | Gipsz | |
Köröm (2.5) |
| 1 | Talk |  |
Az ásványi keménység Mohs-féle skáláját bemutató táblázat. A gyémánt, a korund, a topáz és az ortoklász mintaképei a Smithsonian Intézet Nemzeti Természettudományi Múzeum Nemzeti Ásványgyűjteményéből származnak. https://geogallery.si.edu
Törés
Az ásványok törésekor hajlamosak bizonyos módon törni. Ezt nevezzük hasadásnak. A hasadás olyan síkokban történik, amelyek az ásvány kristályszerkezetétől függnek, és ahol az ásványban gyenge kötések tartják össze az atomokat. Az ásványok hajlamosak ezeken a gyenge pontokon törni. Egy ásványnak több hasadási síkja is lehet. Ha megnézünk egy ásványt, általában a hasadási síkok határozzák meg az alakját. Néha az egyes kristályok törnek vagy nem jól meghatározott kristályokat alkotnak, ami megnehezíti az ásvány hasadási síkjainak megismerését.
A csillámnak egy hasadási síkja van, amelyet bazális hasadásnak nevezünk. Hasadáskor az ásvány hasadási síkjai “széthúzhatók”, mint egy könyv lapjai. A galenit leggyakrabban köbös hasadású. Ha egy galénkockát megtörnénk, az egyre kisebb és kisebb kockákra törne. A köbös hasadáshoz hasonlóan a romboéderes hasadású ásványok, mint például a kalcit, kisebb romboéderes kristályokra törhetnek, amelyek, ahogy a neve is mutatja, rombuszra hasonlítanak.
Illusztráció több gyakori ásvány hasadási mintázatáról. Ez a táblázat a különböző hasadási mintázatok definícióit, az adott hasadási mintázattal rendelkező ásvány alakját, valamint ábrákat és fényképeket mutat be például. A kép a Pearson Prentice Hall, Inc, 2006 tulajdonában lévő képből lett módosítva.
Törés
Egyes ásványok kémiai kötései minden irányban közel azonosak, és nem rendelkezik kiszámítható gyenge ponttal. Ha egy ásvány nem egy hasadási sík mentén törik, azt törésnek nevezzük. Amikor egy ásvány törik, a legtöbb esetben egyenetlen felületet eredményez, amelyet szabálytalan törésnek nevezünk.
Obsidián (a kvarc egyik fajtája) kúpos töréssel – a kvarc egyik diagnosztikus fizikai tulajdonsága. Forrás: A kvarcnak ez a jellemző tulajdonsága: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
Egyes ásványok, például a kvarc, sima, ívelt, törött üvegre emlékeztető felületekre törnek. Ezt a törésmintázatot kúpos törésnek nevezzük.
Az ásványok más mintázatban is törhetnek, például szálasan, szálkásan vagy hekkesen. A szálas és szálkás törés hasonlóan néz ki, mint ahogyan a fa törik. A szaggatott törés úgy néz ki, mint az éles szélű, cakkos törések.
A krizotil szálas habitusú. A minta a Smithsonian Intézet Nemzeti Természettudományi Múzeum Nemzeti Ásványgyűjteményéből származik – Chrysotile-NMNH_107854. https://geogallery.si.edu
Hasábos törést mutató ezüst.
csík
Az ásvány fogazása során a “csík” segíthet az azonosításban. A csík a porított ásvány színe, amely egy mázatlan porcelántányéron marad vissza. Ezt a lemezt csíkos lemeznek is nevezik. A csíkos lemez keménysége a Moh-féle keménységi skálán 7-es, így a hétnél nagyobb keménységű ásványok nem hagynak csíkot, mint például a 9-es keménységű korund, hanem fehér por alakot hagynak ott, ahol megkarcolták a lemezt. Ha az ásvány kisebb keménységű, a csík alapján azonosítható. Az ásvány színe nem mindig egyezik meg a csík színével. Ezért az olyan ásványok esetében, mint a kvarc, amelyek többféle színűek lehetnek, a csík színe ugyanaz marad.
- A fémes csillogású ásványok általában sötét csíkkal rendelkeznek. A nem fémes csillogású ásványok általában világos csíkkal rendelkeznek.
- A hematitnak vörös csíkja van
A hematit vörös csíkot produkál, ha csíklemezen vizsgáljuk.
Mágnesesség
A legtöbb ásványt nem vonzza a mágnes. Ezért a mágnesesség hasznos tulajdonság az ásványok azonosítására, mert kevés mágneses ásvány van. Azokat az ásványokat, amelyek nem mágnesesek, diamágneses ásványoknak nevezzük. A kevés mágneses ásványt pedig paramágneses ásványoknak nevezik. A legmágnesesebb ásványok ferromágnesesek, mint például a magnetit (vasból és oxigénből áll; Fe3O4.)
Magnetit, amelyhez vasforgács és szögek vonzódnak.
Magnetit, amelynek kristályos habitusa látható.
A ferromágneses ásványok fontosak a Föld mágneses terének megértésében. Ezek az ásványok rögzítik a Föld mágneses terének irányát, és ezért segítenek a geofizikusoknak rekonstruálni a Föld tektonikus lemezeinek (a földkéreg és a földköpeny darabjainak) mozgását. A geokronológia, amely ferromágneses ásványok segítségével méri, hogyan változott a Föld mágneses tere az idők folyamán, a kőzetek korának és a geológiai eseményeknek a tanulmányozása.
Pezsgés
Ha híg sósavat juttatunk egyes ásványok felületére, az ásvány buborékosodik, vagyis pezseg. Ez a reakció a karbonátot (CO3) tartalmazó ásványokra jellemző. A pezsgés mértéke attól függ, hogy az ásványok mennyire oldhatók. Például a kalcit (CaCO3) jobban pezseg, mint a dolomit (CaMg(CO3)2).
A lejátszódó kémiai reakció:
-
- CaCO3 + 2HCl → Ca2+ + H2O + 2Cl + CO2 (gáz)
- Amikor a kalcium-karbonát és a sósav reakcióba lép, víz és szén-dioxid (gáz) keletkezik. Ahogy a szén-dioxid felszabadul, a víz és a maradék sósav átbuborékol az ásványon.
A kalcit és a dolomit savpróbáját bemutató videó. Credited to RockTumbler.com on YouTube.
Video a kalcit és a dolomit savpróbájának bemutatásáról.
Optikai tulajdonságok
Szín
Az ásványok azonosításakor fontos, hogy ne hagyatkozzunk kizárólag a színre, mert az gyakran változó. A szín félrevezető lehet az olyan ásványok esetében, mint a kvarc és a kalcit. A kvarcban lévő szennyeződések különböző árnyalatokat adhatnak neki, beleértve a lilát (ametiszt), a sárgát (citrin) és a feketét (füstös kvarc). Az aranynak jellegzetes színe van, azonban a “bolondarany” néven is ismert piritnek is hasonló színe van. A kettő közötti azonosításhoz az ásványok egyéb optikai és fizikai tulajdonságaira van szükség.
Az arany. A minta a Smithsonian Intézet Nemzeti Természettudományi Múzeum Nemzeti Ásványgyűjteményéből származik – Gold-NMNH_145644. https://geogallery.si.edu
Natív kén – A natív elemek esetében az ásvány színe az elem színe.
csillogás
A csillogás az ásvány felületéről visszaverődő fény megjelenése. A csillogásnak két típusa van: fémes és nem fémes.
A fémes a polírozott fémek csillogása – például az acél, a réz és az arany megjelenése. Ez a csillogás a fémekhez hasonlóan visszaveri a fényt, és átlátszatlan az áteresztett fény számára.
Vasmeteorit – Vágott és csiszolt meteorit, amelyen a benne lévő különböző fémek által létrehozott keresztbe-kasul rajzolódó minta látható.
Nemfémes csillogást mutat számos ásvány, amely átereszti a fényt. A nemfémes csillogás megjelenése az erősen csiszolt üvegfelülettől a tompa, földszerű megjelenésig terjed. Például a földpát nemfémes csillogása tompa és földszerű. A legtöbb ásványnak nemfémes csillogása van, és általában olyan jelzőkkel írják le, mint üvegszerű, üveges, tompa, földszerű, gyöngyházfényű vagy selymes. A nemfémes ásványokban a csillogást gyakran a hasadási síkok mentén kialakuló kémiai kötések felbomlása okozza.
-
- Üveges csillogás
Kvarc
-
- Üveges csillogás
Obsidián (a kvarc egyik fajtája) kúpos töréssel – a kvarc egyik diagnosztikus fizikai tulajdonsága. Forrás: A kvarcnak ez a tulajdonsága a kvarcra jellemző tulajdonság: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
- Tompa csillogás
Ortoklász
- Gyöngyházfény
Mica
- Üveges csillogás
- Selymes csillogás
Gipsz
Fényáteresztő képesség
Tartsunk egy tiszta üvegpoharat és, figyeljük meg, hogyan hatol át rajta a fény. Az üvegen áthaladó fényt átlátszatlannak, átlátszónak vagy áttetszőnek nevezhetjük. Egy ásvány fényáteresztő képességét gyakran használják az olyan ásványok azonosítási folyamatában, mint a kvarc. Az átlátszatlan ásványok nem engedik át a fényt. Az áttetsző ásványok átengednek némi fényt, de nem adnak tiszta képet. Ha a fény és a kép is átjut az ásványon, akkor azt átlátszónak nevezzük. Egy nagy muskovitminta első pillantásra átlátszatlannak tűnik. Ha azonban a rétegeket a hasadási síkok mentén szétválasztjuk, az egyes rétegek átlátszóak.
Átlátszó:
Átlátszó:
Átlátszatlan:
Kettős fénytörés
Amikor a fény egy átlátszó ásványon áthalad, nem mindig egyetlen sugárként halad át. Bizonyos ásványok, mint például a kalcit, az egyszerű, nem polarizált fényt két sugárra osztják. Amikor egy kalcitdarabot nyomtatott szöveg fölé helyezünk, ezek a kettéosztott fénysugarak hatására a szöveg kétszeresen fog megjelenni. Nézze meg az alábbi videót, amely bemutatja az optikai kalcitot és azt, hogy mi történik, ha a fényt egy szűrővel polarizálják.
Az AZ Geology hitelesítette a YouTube-on.com
Fluoreszcencia és foszforeszcencia
Az ásványok, mint például a gipsz,ultraibolya (UV) fénnyel, röntgensugárral és/vagy elektronsugárral megvilágítva olyan élénk színekben tűnnek fel, amelyek nincsenek jelen, amikor az ásványt normál fényben nézzük. Például a látható fényben fehérnek tűnő kalcit többféle színben fluoreszkálhat, például vörös, kék, rózsaszín, zöld és narancssárga színben. A fluoreszcencia színét az ásványban található nyomelemek befolyásolják.
Willemitet és kalcitot tartalmazó kőzet látható fényben.
Willemitet és kalcitot tartalmazó kőzet ultraibolya fényben. A willemit a zöld ásvány, a kalcit pedig a narancssárga ásvány.
Az ásványok, például a fluorit, a kezdeti aktiváló UV-fény eltávolítása után is tovább világíthatnak. Az ásványból az UV-fény eltávolítása után kibocsátott fény megjelenését foszforeszcenciának nevezzük. Nézze meg a Sternberg Múzeum videóját, hogy többet megtudjon arról, hogyan és miért világítanak az ásványok, amikor UV-fénnyel megvilágítják őket.
A Lessons with Ptara epizódban fluoreszkáló és foszforeszkáló ásványokat mutatunk be. Csatlakozzatok Mrs. Darrah-hoz és Pennyhez, a Spinosaurushoz, akik elmagyarázzák, hogyan és miért világítanak az ásványok. A Sternberg Múzeumnak tulajdonítva a YouTube-on.