Лабораторная работа №1. Определение физических свойств минералов (цвет, блеск, твердость и др.) Задача работы

Механические свойства
Твердость – устойчивость минерала к царапанию. Является одним из главных и наиболее 
надежных диагностических признаков минералов. По твердости все минералы условно 
разделяются на 10 групп, в соответствии с предложенной австрийским минералогом 
Фридрихом Моосом шкалой твердости. Набор условных эталонов твердости, состоящий из 
10 минералов, в его честь получил название шкала Мооса. Минералы в ней подобраны 
таким образом, что каждый последующий минерал в ней оставляет царапину на 
предыдущем. Причем получается углубленная царапина, не исчезающая при легком 
стирании пальцем. Относительная твёрдость выражается условными единицами твёрдости 
от 1 до 10, соответствующими номеру эталонного минерала шкалы Мооса (от самого 
мягкого до самого твёрдого). Исследование твердости минералов шкалы Мооса 
количественными методами показало, что их твердость достаточно закономерно 
изменяется в геометрической прогрессии со знаменателем, близким к 2, однако твердость 
алмаза превышает твердость корунда значительно более, чем вдвое. 
Минерал-эталон, который оставляет на другом царапину, считается более твёрдым. Если 
минерал оставляет на другом минерале черту (пишет), то он является более мягким. 
Главное достоинство шкалы Мооса заключается в простоте ее использования. 
Таблица 1 
Шкала твердости Мооса и возможная замена минералов-эталонов 
Твердость Минерал шкалы Мооса 
Возможная эамена 
1 
Тальк 
Грифель мягкого простого карандаша 
2 
Гипс 
Ноготь 
3 
Кальцит 
Медная монета (проволока) 
4 
Флюорит 
Железный гвоздь 
5 
Апатит 
Стекло 
6 
Полевой шпат (ортоклаз) 
Стальное лезвие хорошего ножа или 
стальная швейная игла 
7 
Кварц 
Напильник из твердых сплавов 
8 
Топаз 

---

9 
Корунд 
Наждак 
10 
Алмаз 
Алмазная пилочка для ногтей, 
алмазный стеклорез 
При определении твердости выбирают небольшую гладкую поверхность на испытуемом 
минерале, проводят по ней, слегка надавливая, острым углом минерала из шкалы твердости 
Мооса и наблюдают полученную черту. Если на испытуемом минерале остается 
царапина, значит он имеет меньшую твердость, чем минерал-эталон. В этом случае берут 
из шкалы Мооса минерал-эталон с меньшим номером и повторяют испытание до тех пор 
пока не найдут минерал-эталон, на котором оставляет царапину испытуемый минерал. 
Чтобы убедиться, что след – действительно царапина, а не оставленная минералом черта, 
пробуют стереть ее пальцем и рассматривают в лупу. Твердость определяемого минерала 
принимают промежуточной между твердостью двух минералов-эталонов – более мягкого и 
более твердого по сравнению с испытуемым минералом. 
Например, если определяемый минерал царапается кварцем (7), а сам оставляет царапину 
на полевом шпате (6), то его твердость - 6,5 (или 6-7). Минералы с равными значениями 
твердости не оставляют царапин друг на друге. 
При практическом определении твердости минералов редко пользуются всеми минералами 
шкалы твердости. Алмаз является самым твердым из минералов в природе. Корунд также 
единственныминерал, имеющий твердость 9. Сравнительно немногие минералы имеют и 
очень низкую твердость – 1. Наиболее широко используются эталоны твердости в 
диапазоне от 2 до 8. В полевых условиях для практических целей можно пользоваться 
примерной шкалой твердости, составленной из следующих предметов – заменителей 
минералов шкалы Мооса (табл. 1): грифель мягкого карандаша (1), медная монета или 
проволока (3), железный гвоздь (4-4,5), кусочек оконного стекла (5-5,5), складной нож или 
швейная игла (5,5-6,5), напильник (7). Лезвие стального ножа (или швейная игла), имеющие 
твердость более 5,5, будут давать углубленную черту на минералах с твердостью меньше 5. 
Минералы же, имеющие твердость 6,5 и выше, будут давать углубленную черту на лезвии 
ножа. Минералы, имеющие твердость 1, жирны на ощупь; минералы, имеющие твердость 
2 и меньше, легко чертятся ногтем. 
Для минералов, вкрапленных в породу, или находящихся в тесном срастании друг с другом, 
очень важно следить за тем, чтобы испытанию на твердость подвергся именно исследуемый 
минерал, а не соседний с ним, что очень легко может случиться при недостаточно 
внимательной работе. 
Спайность и излом. Спайностью называется способность кристаллов раскалываться 
(расщепляться) по определенным кристаллографическим направлениям параллельным 
действительно наблюдаемым или возможным граням кристалла, с образованием ровных 
блестящих плоскостей скола. Блеск спайных плоскостей особенно хорошо заметен в 
отраженном свете, если образец медленно поворачивать под разными углами к источнику 
света. В зависимости от того, насколько легко раскалываются минералы по определенным 
плоскостям, различают следующие степени совершенства спайности (в порядке убывания): 
Весьма совершенная – спайность в одном направлении, когда минерал очень легко (иногда 
даже руками) разделяется на все более тонкие пластинки или листочки. При этом 

---

получаются ровные зеркально блестящие плоскости спайности. Получить излом иначе как 
по спайности весьма трудно. Характерна для минералов слоистой структуры. Примеры: 
слюды, тальк, графит. 
Совершенная – при любом ударе молотком по минералу он рассыпается на обломки, 
ограниченные ровными спайными плоскостями (кубики, ромбоэдры, октаэдры и т.д.). 
Неровные поверхности излома получаются очень редко. Примеры: кальцит, галит, 
флюорит, галенит. 
Средняя – при раскалывании минерала с одинаковой частотой образуются как ровные 
спайные поверхности, так и неправильные поверхности излома по случайным 
направлениям. Примеры: полевые шпаты, роговая обманка. 
Несовершенная и весьма несовершенная (т.е. отсутствует) – при раскалывании минерала 
подавляющая часть обломков ограничена неправильными неровными поверхностями 
излома. Примеры: кварц, апатит, берилл. 
Таким образом, спайность может наблюдаться по одному (слюды), двум (полевые шпаты), 
трем (кальцит, галит), четырем и более (флюорит, сфалерит) направлениям. Степень 
совершенства спайности зависит от строения кристаллической решетки каждого минерала, 
так как разрыв по некоторым плоскостям (плоским сеткам) этой решетки из-за более слабых 
связей происходит гораздо легче, чем по другим направлениям. В случае одинаковых сил 
сцепления между частицами кристалла, спайность отсутствует (кварц). 
Неровная 
поверхность, 
получающаяся 
при 
раскалывании 
таких 
минералов, 
называется излом. Другими словами излом – это способность минералов раскалываться не 
по плоскостям спайности, а по сложной неровной поверхности. Различают следующие 
виды излома: 
Раковистый – похожий на внутреннюю поверхность раковины (кварц, халцедон, обсидиан). 
С раковистым изломом кремня человек познакомился в каменном веке – ведь именно этот 
тип излома дает такие острые режущие края. 
Занозистый - напоминает поперечный излом древесины и свойственен волокнистым 
минеральным агрегатам – (асбест, амфиболы) 
Крючковатый – поверхность излома как бы покрыта мелкими крючочками (самородная 
медь, серебро и другие ковкие металлы). 
Землистый – поверхность излома матовая и как бы покрыта мелкой пылью (каолин) 
Ровный – свойственен очень мелкозернистым агрегатам, например, яшмам. 
Ступенчатый – возникает у минералов с хорошей спайностью или отдельностью. 
Отдельность – свойство некоторых минералов раскалываться с образованием 
параллельных, хотя, чаще всего, не совсем ровных плоскостей, не обусловленных 
строением кристаллической решетки, которое иногда принимают за спайность. Чаще всего 
отдельность возникает из-за ориентированного распределения включений или из-за 
полисинтетического двойникования. В отличие от спайности отдельность – свойство лишь 
некоторых экземпляров (индивидов) данного минерала, а не минерального вида в 
целом. Главным отличием отдельности от спайности является то, что получившиеся 
осколки невозможно расщепить далее на более мелкие обломки с ровными параллельными 
сколами. 

---