Imaginați-vă că sunteți afară și găsiți un mineral. Vreți să-l identificați, dar nu sunteți sigur cum. Nu-i nimic! Mineralogiștii folosesc o varietate de proprietăți fizice și optice pentru a ajuta la identificarea mineralelor fără ajutorul unor echipamente speciale. Aceste proprietăți includ culoarea mineralului, forma cristalului, duritatea, clivajul (modul în care un mineral se rupe), striația, strălucirea, magnetismul, capacitatea de a transmite lumina și densitatea specifică.
Proprietăți fizice
Forma cristalului
Forma cristalului se referă la forma comună sau caracteristică a cristalului unui mineral sau a unui agregat de cristale care sunt delimitate de un set de fețe plane care sunt legate între ele prin simetrie. Unele minerale prezintă forme recognoscibile, cum ar fi cuburile sau octogonii, care sunt utile în identificarea mineralelor. De exemplu, granatele formează adesea dodecaedre (12 fețe). Majoritatea mineralelor au o singură formă comună, dar există câteva care se pot dezvolta în mai multe forme. Galena se găsește în mod obișnuit sub formă de cub, dar poate forma și un obicei octaedric.
Garnetul prezintă forma cristalină de dodecaedru.
Două mostre de galenă – una care prezintă forma cubică (cu 6 fețe) și una care prezintă forma octaedrică (cu 8 fețe)
Tabelul următor enumeră unele dintre cele mai comune forme cristaline.
| Piramidale (5 fețe) |
sulfură |
| Cub (6 fețe) |
Galena . |
| Rhomboedru (6 fețe) |
Rhodochrosit – Exemplarul provine din Colecția Națională de Minerale de la Muzeul Național de Istorie Naturală, Institutul Smithsonian – Rhodochrosite-.NMNH_147520 https://geogallery.si.edu |
| Octaedru (8 fețe) |
fluorit |
| Dodecaedru (12 fețe) |
.
Garnet |
Hobiceiul cristalin
Tendința unui mineral de a crește în mod repetat în forme caracteristice se numește obicei cristalin. Spre deosebire de formele cristaline, obiceiurile cristaline nu sunt legate de fețele cristaline sau de simetrie. Obiceiul cristalin al unui mineral poate fi folosit pentru a diferenția mineralele. Condițiile și chimia mediului în care s-a format un mineral pot influența ce obicei se dezvoltă. Unele minerale, cum ar fi pirita, se pot forma în mai multe obiceiuri cristaline, inclusiv cubice (o formă și un obicei) sau radiante.
| Hobiceiul cristalin | Descriere | Imagine de mineral |
| Masiv | Mineralul lipsește fețe cristaline |
Sulfură |
| Granule | Granulele cristaline sunt aproximativ egale ca mărime; granulele au dimensiuni cuprinse între aproximativ 2 și 10 mm |
Mteoritul Pallasite |
| Lamellar | alcătuit din straturi |
Molibdenit |
| Micacee | cunoscută și sub denumirea de foliată; cristale care formează o structură în formă de foiță sau stratificată; adesea pot fi despărțite în foițe subțiri |
Mică |
| Cristale alungite | Cristale alungite care sunt mai lungi decât late, iar lățimea lor este mai mare decât adâncimea lor; seamănă cu o sabie dreaptă sau un cuțit |
Stibnitul |
| Fibros | se prezintă sub formă de fibre foarte fine…ca niște cristale |
Actinolit |
| Cristale radiante | agregate de cristale cresc spre exterior de la un punct central |
Thomsonit |
| Agregate cristaline oolitice | care sunt rotunjite și mai mici decât patru milimetri în dimensiune |
Ooizi |
| Bandate | minerale care au straturi sau benzi înguste de culoare și/sau textură diferită |
Agate Banded |
| Botrioidale | numite și globulare sau mamelonare; agregate cristaline care au o formă globulară sau rotunjită |
Hematită |
| Colunară | prisme lungi cu o lățime suficientă pentru ca denumirea de aciculară (ac-like) nu se aplică |
Gipsul |
| Geodic | grupuri de minerale formează un masă rotunjită prin cristalizare pe pereții interiori ai unei cavități |
Geodă (catedrală) |
| Rosete | cluster de cristale tabulare într-un aranjament radial care seamănă cu un trandafir sau o floare |
Rosete de barit |
Duritate
Scala Mohs de duritate a mineralelor se bazează pe dificultatea de a zgâria suprafața unui mineral. Creată pentru prima dată în 1812 de către geologul și mineralogistul german Friedrich Mohs, scara are 10 niveluri și este folosită pentru a compara duritatea diferitelor materiale sau minerale pentru a vedea care dintre ele se zgârie pe celălalt. De exemplu, talcul este cel mai frecvent utilizat pentru duritatea Mohs 1, iar diamantul, fiind cel mai dur mineral de pe Pământ, este utilizat pentru duritatea Mohs 10. Tabelul de mai jos ilustrează un mineral la fiecare nivel de duritate și câteva materiale comune care pot fi, de asemenea, folosite pentru a testa duritatea mineralelor.
| Numărul scării | Numele mineralului | Fotografia mineralului | Obiect comun |
| 10 | Diamant |  |
. |
| 9 | Corundum |  |
|
| 8 | Topaz |  |
Bucă de găurit pentru zidărie (8.5) |
| 7 | Quartz |  |
|
| 6 | Ortoclase |  |
Cuie de oțel (6.5) |
| 5 | Apatită |  |
Cuțit/Placă de sticlă (5.5) |
| 4 | Fluorit |  |
|
| 3 | Calcit |  |
Peniță de cupru (3.5) |
| 2 | Gips | |
Unghiul degetului (2.5) |
| 1 | Talc |  |
Tabel cu scara Mohs de duritate a mineralelor. Imaginile specimenelor pentru diamant, corindon, topaz și ortoclase provin din National Mineral Collection din cadrul National Museum of Natural History, Smithsonian Institute. https://geogallery.si.edu
Cleavarea
Când mineralele se sparg, au tendința de a se sparge într-un anumit mod. Acest lucru se numește clivaj. Clivajul are loc pe planuri care depind de structura cristalină a mineralului și unde mineralul are legături slabe care țin atomii împreună. Mineralele au tendința de a se rupe în aceste puncte de slăbiciune. Un mineral poate avea mai multe planuri de clivaj. Când vă uitați la un mineral, de obicei, forma este definită de planurile de clivaj. Uneori, cristalele individuale se sparg sau nu formează cristale bine definite, ceea ce face dificilă observarea planurilor de clivaj ale unui mineral.
Mica are un singur plan de clivaj, care este denumit clivaj bazal. Atunci când este divizat, planurile de clivaj ale mineralului pot fi „desprinse”, ca paginile unei cărți. Galena formează cel mai frecvent un clivaj cubic. Dacă ar fi să spargeți un cub de galenă, acesta se va sparge în cuburi din ce în ce mai mici. La fel ca și clivajul cubic, minerale precum calcitul care au un clivaj romboedric se pot sparge în cristale mai mici de romboedru, care, așa cum sugerează și numele, arată ca un romb.
Ilustrație a mai multor modele comune de clivaj mineral. Acest tabel prezintă definiții ale diferitelor modele de clivaj, forma mineralului cu un anumit model de clivaj, precum și diagrame și fotografii de exemplu. Imagine modificată după o imagine deținută de Pearson Prentice Hall, Inc, 2006.
Fracturare
Câteva minerale au legături chimice care sunt aproximativ aceleași în toate direcțiile și nu are un punct de slăbiciune previzibil. Atunci când un mineral nu se rupe de-a lungul unui plan de clivaj, se numește fractură. Atunci când un mineral se fracturează, majoritatea rezultă suprafețe inegale care sunt descrise ca fiind o fractură neregulată.
Obsidian (o varietate de cuarț) cu fractură concoidală – o proprietate fizică de diagnosticare a cuarțului. Sursă: „Sursa: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
Câteva minerale, cum ar fi cuarțul, se sparg în suprafețe netede, curbate, asemănătoare cu sticla spartă. Acest model de fractură se numește fractură concoidală.
Mineralele se pot fractura și în alte modele, inclusiv fibros, ascuțit, sau hackly. Fractura fibroasă și ascuțită are un aspect similar cu modul în care se rupe lemnul. Fractura hackly arată ca niște fracturi zimțate cu margini ascuțite.
Crizotilul prezintă un obicei fibros. Exemplarul provine din Colecția Națională de Minerale de la Muzeul Național de Istorie Naturală, Institutul Smithsonian – Chrysotile-NMNH_107854. https://geogallery.si.edu
Argintul prezintă o fractură hackly.
Streak
Când dentificați un mineral, puteți folosi „striația” acestuia pentru a ajuta la identificare. O dungă este culoarea pulberii de mineral care rămâne în urmă pe o farfurie de porțelan neacoperită. Această placă se mai numește și placă cu striații. Placa de dungă are o duritate de 7 pe scara de duritate Moh, astfel încât orice mineral cu o duritate mai mare de șapte nu va lăsa o dungă, cum ar fi corindonul cu o duritate de 9. În schimb, acesta va lăsa o formă de pulbere albă acolo unde a zgâriat placa. Atunci când mineralul are o duritate mai mică, dunga poate fi folosită pentru a-l identifica. Culoarea mineralului nu este întotdeauna culoarea dungii. Prin urmare, pentru minerale precum cuarțul care poate avea o varietate de culori, culoarea dungii rămâne aceeași.
- Mineralele cu un luciu metalic tind să aibă o dungă întunecată. Mineralele cu un luciu nemetalic tind să aibă o dungă de culoare deschisă.
- Hematita are o dungă roșie
Hematita produce o dungă roșie atunci când este testată pe o placă de dungă.
Magnetism
Majoritatea mineralelor nu sunt atrase de un magnet. Prin urmare, magnetismul este o proprietate utilă pentru identificarea mineralelor, deoarece există puține minerale magnetice. Mineralele care nu sunt magnetice sunt denumite minerale diamagnetice. Alternativ, cele câteva minerale care sunt magnetice se numesc minerale paramagnetice. Cele mai active minerale din punct de vedere magnetic sunt feromagnetice, cum ar fi magnetita (compusă din fier și oxigen; Fe3O4.)
Magnetită cu așchii de fier și cuie atrase de ea.
Magnetită cu obiceiul cristalin vizibil.
Mineralele feromagnetice sunt importante în înțelegerea câmpului magnetic al Pământului. Aceste minerale înregistrează direcția câmpului magnetic al Pământului și, prin urmare, îi ajută pe geofizicieni să reconstruiască mișcarea plăcilor tectonice ale Pământului (bucăți de crustă și manta). Geocronologia, care folosește mineralele feromagnetice pentru a măsura modul în care câmpul magnetic al Pământului s-a modificat de-a lungul timpului, este studiul vârstei rocilor și al evenimentelor geologice.
Efervescență
Când acidul clorhidric diluat este aplicat la suprafața unor minerale, mineralul va face bule sau va fi în efervescență. Această reacție este caracteristică mineralelor care conțin carbonat (CO3). Cantitatea de efervescență depinde de cât de solubile sunt mineralele. De exemplu, calcita (CaCO3) efervesce mai mult decât dolomita (CaMg(CO3)2).
Reacția chimică care are loc:
-
- CaCO3 + 2HCl → Ca2+ + H2O + 2Cl + CO2 (gaz)
- Când carbonatul de calciu și acidul clorhidric reacționează, se produce apă, și dioxid de carbon (gaz). Pe măsură ce dioxidul de carbon se eliberează, acesta face bule prin apă și acidul clorhidric rămas pe mineral.
Video care demonstrează testul acidului pentru calcite și dolomită. Creditat de RockTumbler.com pe YouTube.
Video care demonstrează testul acidului pentru calcite și dolomită.
Proprietăți optice
Culoare
Când identificăm minerale, este important să nu ne bazăm doar pe culoare, deoarece aceasta este adesea variabilă. Culoarea poate fi înșelătoare pentru minerale precum cuarțul și calcita. Impuritățile din cuarț îi pot da o varietate de nuanțe, inclusiv violet (ametist), galben (citrin) și negru (cuarț afumat). Aurul are o culoare caracteristică, însă pirita, cunoscută și sub numele de „Fool’s Gold”, are o culoare similară. Pentru a identifica între cele două, sunt necesare alte proprietăți optice și fizice ale mineralelor.
Aur. Exemplarul provine din Colecția Națională de Minerale de la Muzeul Național de Istorie Naturală, Institutul Smithsonian – Gold-NMNH_145644. https://geogallery.si.edu
Sulfură nativă – Pentru elementele native, culoarea mineralului este culoarea elementului.
Lustru
Lustru este aspectul luminii reflectate de suprafața unui mineral. Există două tipuri de luciu: metalic și nemetalic.
Metalic este strălucirea metalului lustruit – de exemplu, aspectul oțelului, al cuprului și al aurului. Acest luciu reflectă lumina ca și metalele și este opac la lumina transmisă.
Meteorit de fier – Meteorit tăiat și lustruit care prezintă un model încrucișat realizat de diferitele metale din interior.
Luciu nemetalic este prezentat de multe minerale care transmit lumina. Aspectul strălucirii nemetalice variază de la o suprafață de sticlă foarte lustruită până la un aspect de pământ mat. De exemplu, feldspatul are un luciu nemetalic care este mat și pământesc. Majoritatea mineralelor au un luciu nemetalic și sunt descrise în mod obișnuit cu adjective precum vitros, sticlos, mat, terros, pământiu, perlat sau mătăsos. În cazul mineralelor nemetalice, strălucirea este adesea cauzată de ruperea legăturilor chimice de-a lungul planurilor de clivaj.
-
- Strălucire vitroasă
Cuarț
-
- Strălucire sticloasă
Obsidian (o varietate de cuarț) cu fractură concoidală – o proprietate fizică de diagnosticare a cuarțului. Sursa: Sursa: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
- Strălucire mată
Ortoclasa
- Strălucire perlată
Mica
- Strălucire mătăsoasă
Gips
.
- Strălucire sticloasă
Capacitatea de a transmite lumina
Să țineți o cupă de sticlă transparentă și, observați cum trece lumina prin ea. Lumina care trece prin pahar poate fi descrisă ca fiind opacă, transparentă sau translucidă. Capacitatea unui mineral de a transmite lumina este folosită în mod obișnuit în procesul de identificare a unor minerale precum cuarțul. Mineralele opace nu transmit lumina. Mineralele translucide permit o anumită lumină, dar nu o imagine clară. Atunci când atât lumina, cât și o imagine pot fi transmise prin mineral, acesta este descris ca fiind transparent. O mostră mare de muscovit, la prima vedere, pare opacă Cu toate acestea, atunci când straturile sunt separate de-a lungul planurilor de clivaj, straturile individuale sunt transparente.
Transparent:
Translucid:
Opac:
Refracție dublă
Când lumina trece printr-un mineral transparent, ea nu trece întotdeauna ca o singură rază. Anumite minerale, cum ar fi calcitul, vor împărți lumina simplă, nepolarizată, în două raze. Atunci când o bucată de calcite este plasată peste un text imprimat, aceste raze de lumină divizate vor face ca textul să apară de două ori. Urmăriți videoclipul de mai jos pentru o demonstrație a calitului optic și a ceea ce se întâmplă atunci când lumina este polarizată de un filtru.
Creditat de AZ Geology pe YouTube.com
Fluorescență și fosforescență
Mineralele, cum ar fi gipsul,atunci când sunt iluminate cu lumină ultravioletă (UV), raze X și/sau fascicule de electroni, par să strălucească în culori vibrante care nu sunt prezente atunci când mineralul este privit cu lumină obișnuită. De exemplu, calcitul, care pare alb în lumina vizibilă, poate deveni fluorescent într-o varietate de culori, cum ar fi roșu, albastru, roz, verde și portocaliu. Culoarea fluorescentă este influențată de oligoelementele din mineral.
Rocă care conține willemite și calcit în lumină vizibilă.
Rocă care conține willemite și calcit în lumină ultravioletă. Willemita este mineralul verde, iar calcita este un mineral portocaliu.
Mineralele, cum ar fi fluoritul, pot continua să strălucească după ce lumina UV de activare inițială este îndepărtată. Apariția luminii emise de un mineral după ce lumina UV este îndepărtată se numește fosforescență. Urmăriți videoclipul de la Muzeul Sternberg pentru a afla mai multe despre cum și de ce strălucesc mineralele atunci când sunt iluminate cu lumină UV.
Episodul Lecții cu Ptara prezintă minerale fluorescente și fosforescente. Alăturați-vă doamnei Darrah și lui Penny Spinosaurus în timp ce explică cum și de ce strălucesc mineralele. Creditat la Muzeul Sternberg pe YouTube.
.