Отличие спайности от излома кратко

Обновлено: 30.06.2024

Очень важное свойство для диагностики минералов, которое позволяет отличать похожие, но имеющие разный тип спайности, минералы даже в небольших образцах и в массе горных пород. Спайность – это свойство минерала раскалываться по определенным направлениям, параллельным возможным граням кристалла. По направлению спайности можно делать выводы о сингонии минерала, если отсутствуют кристаллографические формы. Например, если минерал имеет только одно направление спайности, то он не может относиться к кубической сингонии, т. к. любая из простых форм в этой сингонии состоит более чем из двух не параллельных граней.

Минерал с тремя направлениями спайности разного качества, относится. Вероятнее всего, к ромбической, моноклинной или триклинной сингонии. Если эти три направления располагаются под прямым углом друг к другу, то минерал должен быть ромбической сингонии.

В случае если имеются три направления спайности одинакового качества, то принадлежность этой спайности к кубу, гексагональной призме или ромбоэдру определяется по угловым соотношениям между ее направлениями (если все три направления располагаются под углами 90º друг к другу, то спайность кубическая, если они составляют 60º, то спайность гексагонально-призматическая, в остальных случаях она ромбоэдрическая – тригональная, как, например, у кальцита, доломита, сидерит, магнезита).

Четыре одинаковых направления свидетельствуют об октаэдрической, тетраэдрической спайности, например, флюорита.

Шесть одинаковых направлений характерны для додекаэдрической спайности, например, сфалерита.

Во многих минералах сравнительно часто проявляется отдельность, которую на первый взгляд нелегко отличить от спайности. Отдельность подобно спайности часто параллельна возможным граням кристалла. Однако, в отличие от спайности при отдельности число плоскостей конечно, и между ними существуют довольно широкие интервалы. Многие сдвойникованные кристаллы раскалываются вдоль плоскостей срастания двойниковых индивидов.

Характерными чертами обладают кристаллы без спайности и плотные массы тонкозернистых минералов со спайностью. Характер излома может быть очень характерным. Раковистый – гладкий с искривленными поверхностями. Ровный – более или менее плоский. Занозистый – шершавый, зазубренный, с острыми краями. Неровный – шероховатый. Часто между изломом и неясной спайностью нельзя провести четкой границы, поэтому интерпретация данного свойства индивидуальна.

Прочность

Это сопротивление минерала действию механическому разрушению или деформации при изгибе, разламывании, растирании или резании. Минералы делят на хрупкие (легко рассыпающиеся в порошок) или ковкие (которые можно расплющивать молотком). Кроме того, выделяют режущиеся минералы (которые можно резать ножом, например, антимонит), гибкие, если они легко гнутся (например, тонкие пластинки гипса), и упругие, если после изгиба они возвращаются в исходное положение (например, пластинки слюды). Некоторые минералы называют также вязкими, если их трудно сломать или разбить (например, массивные образцы нефрита или жадеита).

Специальные физические тесты

Существует ряд специальных тестов, проводимых при макроскопическом исследовании, каждый из которых применим лишь к некоторым минералам. Рассмотрим самые распространенные.

Люминесценция

Вообще это вспомогательный метод, который сам по себе не может служить для целей определения минерала, а является дополнительным к проведенным ранее наблюдениям. Некоторые минералы излучают свет при возбуждении различными видами энергии (за исключением накаливания). Люминесценция обычно наблюдается макроскопически, когда минерал облучается длинноволновым (около 365 нм) или коротковолновым (около 253 нм) ультрафиолетовым светом. Под действием этих двух видов излучения минерал может вести себя как одинаково, так и по-разному. Некоторые минералы излучают свет только в одном из этих диапазонов, а другие светятся различным светом в зависимости от длины волны падающего света. Рассмотрим наиболее типичные примеры флюоресценции.

2. Другим минералом, который обычно флюоресцирует, является кальцит. Его красная, розовая или желтая флюоресценция обусловлена главным образом присутствием марганца, но в некоторых случаях она вызвана присутствием органических примесей (порфиринов).

3. Большая часть шеелитов (CaWO₄, часто содержит примесь молибдена) флюоресцирует белым или голубовато-белым светом; но цвет их флюоресценции постепенно переходит в желтоватый по мере замещения ионов Mo 6+ ионами W 6+ . Поэтому цвет флюоресценции может использоваться для полуколичественного определения степени замещения молибдена вольфрамом.

4. Хромсодержащие минералы: рубин, изумруд, хромсодержащий кианит и шпинель имеют красную флюоресценцию, особенно если смотреть на них через красное или оранжево-красное стекло.

5. Некоторые вторичные урановые минералы, а также урансодержащий опал проявляет зеленую, ярко-зеленую или желто-зеленую флюоресценцию. Этот быстрый и высокочувствительный метод используют для определения присутствия в минералах урана.

Однако флюоресценцию надо рассматривать как непредсказуемое и непостоянное явление, имея в виду следующее:

а) Для многих месторождений характерны определенные флюоресцирующие минералы. Например, обычно не флюоресцирующий скаполит из Онтарио имеет яркую оранжево-желтую флюоресценцию в ультрафиолетовых лучах. Причиной ее считается небольшое количество серы в составе скаполита. Также примером может служить виллемит (силикат цинка Zn₂(SiO₄)) с яркой зеленой флюоресценцией из месторождения Франклин-Фернес. Его зеленое свечение обусловлено следами марганца. Характерная флюоресценция какого-либо минерала из одного месторождения не обязательно будет наблюдаться у того же минерала из других месторождений.

б) В одном и том же месторождении типичный флюоресцирующий минерал может образовывать также не флюоресцирующие разности. Например, флюоресценция алмаза довольно типичное явление. Цвет ее может быть голубым или желтовато-зеленоватым. Кроме того, наряду с флюоресцирующими алмазами в одном месторождении встречаются и не флюоресцирующие.

Магнетизм

При макроскопических испытаниях можно установить только притягивается минерал ручным магнитом или нет. Из обычно встречающихся минералов магнитом притягивается самородное железо, магнетит и некоторые пирротины. Однако многие железосодержащие минералы становятся магнитными после их сильного прокаливания на воздухе; поэтому такие испытания полезны для определения железа в минерале.

Спайностью минералов называется способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим плоскостям, параллельным действительным или возможным граням. Явление возникает при механическом воздействии удар, давление, растяжение. Возникшие таким образом геометрически правильные тела называют спайными выколками Это свойство кристаллических сред связано исключительно с внутренним их строением и для одного и того же минерала не зависит от внешней формы кристаллов (например, у ромбоэдрических, скаленоэдрических и призматических кристаллов или даже совершенно неправильных кристаллических зерен кальцита наблюдается всегда одна и та же форма спайности по ромбоэдру).

Совершенная спайность. Выколотки кальцита

Этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. Не случайно многие
минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжелый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д. Об этом же говорят названия таких минералов, как ортоклаз (спайность под прямым углом), плагиоклаз (под косым углом) и др. Слюды и слюдистые минералы обладают весьма совершенной спайностью, перпендикулярной главной оси (оси с); около 50% рудных минералов имеют спайность по кубу, октаэдру или ромбододекаэдру.На практике важно различать степень совершенства проявления спайности (качество спайности). Существуют минералы с совершенной (очень хорошей), превосходной, менее отчетливой (хорошей) и плохой спайностью.

С точки зрения качества спайности принята следующая пятиступенчатая шкала:

весьма совершенная
совершенная
средняя
несовершенная
весьма несовершенная
отсутствует

Виды спайности

Спайности весьма совершенная. Флогопит

Спайность весьма совершенная

Кристалл способен расщепляться на тонкие листочки. Получить излом иначе, чем по спайности, весьма трудно. Такую спайность имеют минералы в строении которых принимают крупные пакеты, по сути гигантские молекулы с плоскостной структурой и соединенные между собой вандервальсовсними водородными связями. Например, в слюдах и хлоритах.

Спайность совершенная

Совершенная спайность Галенит

При ударе молотком всегда получаются выколки по спайности, внешне очень напоминающие настоящие кристаллы. Например, при разбивании галенита получаются мелкие правильные кубики, при раздроблении кальцита - правильные ромбоэдры и т. п. Получить излом по другим направлениям (не по спайности) довольно трудно. Такое качество спайности характерно для соединений с ионным типом связи.

Спайность средняя

На обломках минералов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям. Характерна в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок и др.

Спайность несовершенная

Она обнаруживается с трудом, ее приходится искать на обломке минерала (например, у апатита, касситерита, самородной серы и др. . Изломы, как правило, представляют собой неровные поверхности.

Спайность весьма несовершенная

Совершенная спайность Кальцит

То есть практически отсутствует (например, у корунда, золота, платины, магнетита и др.). Она обнаруживается в исключительных случаях. Такие тела обычно имеют раковистый излом, подобный тому, что наблюдается в изломе шлака или вулканического стекла — обсидиана. Данное качество спайности определяется ковалентным типом свези природных вешеств или аморфным состоянием.

Излом

Минералы не имеющие спайности вообще или в отдельный направлениях раскалываются по поверхностям имеющим неправильную форму - излом. Они описываются обычно в следующих терминах:

Мелкораковистый излом характерен для многих сульфидов. Для некоторых самородных металлов (меди, серебра и др.) характерен занозистый, крючковатый излом.

Расщепление Абест

В различных минералах, обладающих спайностью, плоскости последней ориентированы неодинаково для различных типов кристаллических структур: 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 и роговых 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 плоским сеткам пространственной решетки. Г. В. Вульф, основываясь на данных кристаллохимии, показал, что явление спайности в кристаллах с ионной связью обусловлено анизотропией сил сцепления структурных единиц в различных направлениях в кристаллических средах. Так, например, в кристаллической структуре сфалерита (ZnS) наиболее удаленные друг от друга плоские сетки ионов устанавливаются параллельно граням октаэдра, а следовательно, согласно правилу Браве, и спайность должна была бы проходить по . На самом деле спайность в сфалерите проявляется параллельно плоскостям ромбического додекаэдра , хотя здесь расстояния между плоскими сетками короче. Дело в том, что в первом случае каждая из удаленных друг от друга плоских сеток сложена одноименными, но разными по заряду ионами (либо Zn 2+ либо S 2– ), что и обусловливает химическую связь между сетками, тогда как во втором случае каждая сетка состоит из взаимно компенсирующих ионов цинка и серы и потому, несмотря на более короткое расстояние, эти плоские сетки слабо связаны между собой. Однако алмаз, обладающий той же кристаллической структурой, что и сфалерит, но состоящий только из атомов углерода, обладает спайностью по октаэдру (т. е. согласно правилу Браве).

Нередко различно ориентированные плоскости спайности в одном и том же минерале имеют различную степень совершенства. Например, у кристаллов гипса, относящихся к моноклинной сингонии, наблюдаются следующие спайности: по второму пинакоиду — весьма совершенная, по ромбической призме — средняя и по первому пинакоиду — несовершенная. Количество направлений спайности в ряде случаев также является важным диагностическим признаком. Например, такие весьма похожие 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 сфалерита наблюдается несколько (шесть) плоскостей спайности по , тогда как у вольфрамита совершенную спайность мы всегда находим только в одной плоскости по , вдоль вытянутости и поперек уплощения кристаллов или зерен.

спайность кварца
спайность алмаза
лимонит спайность
спайность серы
спайность золота
спайность гранита
спайность графита
флюорит спайность
гипс спайность
пирит спайность
спайность апатита
корунд спайность
спайность кальцита
халькопирит спайность
гематит спайность
спайность железа
боксит спайность
каолинит спайность
спайность серебра
оливин спайность
кремень спайность
опал спайность
сфалерит спайность
спайность известняка
исландский шпат спайность
киноварь спайность
спайность у диорита

Свойство камней раскалываться или расщепляться по равным плоским поверхностям называется спайность.

Спайность

Спайность минералов может существовать только в кристаллических веществах. Она зависит от строения в камнях кристаллической решётки и от сил сцепления между атомами. В кристаллах совершенной формы плоскости спайности всегда параллельны какой-нибудь грани кристалла. В некоторых камнях имеющих свойство спайности не всегда можно определить направление пластов. Например в камнях имеющую микроскопическую или поликристаллическую структуру можно увидеть спайность только в одиночном кристалле. Спайность в камне появляется из-за того, что атомы в плоскости расположены очень близко к друг к другу, а атомы между плоскостями расположены дальше друг от друга, в связи с этим химические сцепления в плоскости намного сильнее химического сцепления между плоскостями.

Параллельная спайность минералов

В зависимости от лёгкости при которой раскалываются камни, спайность может быть совершенной, хорошей, отчётливой и несовершенной. Совершенной спайностью обладает алмаз, флюорит, топаз, хорошей обладает полевой шпат, отчётливой обладает андалузит, сфен, а весьма несовершенной спайностью обладает корунд, кварц.
В некоторых случаях спайность можно использовать для идентификации камня и этим индикатором являются интерференционные окраски которые видны внутри камня или на его поверхности. Очень часто такие окраски видны в кристаллах кальцита, флюорита и топаза. Для идентификации при наличии окраски необходимо знать направления спайности. Эти направления в соотношении с гранями кристалла могут выглядят по разному:

Октаэдрические — это когда плоскости параллельны граням или плоскостям октаэдра в кубическом кристалле. К таковым относится алмаз.
Призматические — это когда спайность параллельна граням призмы. К таковым относится сподумен.
Базальные — это когда плоскости параллельны пинакоиду. К таким можно отнести топаз.
Ромбоэдрические — это когда плоскости параллельны граням ромбоэдра. К таковым относится кальцит.

У некоторых камней таких как кварц вообще отсутствует спайность, а имеется способность раскалываться по определённым ослабленным плоскостям. Эта способность называется отдельностью.
Наличие свойства спайности нужно учитывать при шлифовке и огранке камней и при вставке этих камней в оправу потому, что механическое воздействие может вызвать раскол или образовать трещину. Произойти раскол или образоваться трещина может даже при определении твёрдости при сильном надавливании или от лёгкого удара по камню. Также нужно учитывать свойства спайности при пайке газовой горелкой которая вызывает термические напряжения, а они в свою очередь могут привести к образованию трещин в камне. Эти трещины не только снижают ценность камней но и могут развалить камень. Раньше свойства спайности использовали для аккуратного разлома камней на части или для отделения от них дефектных участков. Например в 1908 году был расколот с использованием свойств спайности самый большой алмаз который назывался Куллинан и весил 3106 карат. Этот алмаз раскололи на 3 крупных камня и множество мелких. В нынешнее время в основном камни распиливают и тем самым избегают появления нежелательных трещин и расколов, тем более поверхность спайности ни тем более поверхность отдельности не будет такой плоской и ровной как после распиливания.

Излом

Изломом называют форму поверхности камней после распада на части в результате резкого удара. Виды изломов бывают различные и называются в зависимости от формы излома: раковистые, землистые, ровные, неровные, ступенчатые, волокнистые, занозистые, крючковатые, зернистые, оскольчатые, эластичные, шероховатые, рыхлые. Например раковистый излом наблюдается у всех разновидностей кварца и у всех горных стекло образовавшихся пород.

Раковистый излом минералов

В основном изломом нужен только для определения характера разлома у камней которые не обладают свойством спайности, а в некоторых случаях излом используют для отличия между схожими по внешнему облику камней.

Если ударять по кристаллическому зерну или раздавливать его, зерно расколется. Оно раскалывается вдоль плоских поверхностей, закономерно ориентированных по отношению к кристаллической структуре.

Спайность – это способность кристаллов раскалываться параллельно определенным сеткам пространственной решетки с образованием разных поверхностей скола. Раскол происходит между теми плоскими сетками, где действуют самые слабые силы связи. Это очень характерное, диагностическое свойство минерала, т. к. она позволяет, в частности, судить о симметрии минералов (рис. 14). Лучше всего она проявляется в больших кристаллах.

Рис. 14 Спайность по кубу (а); по октаэдру (б); по ромбододекаэдру (в);

по призме и пинакоиду (г); по ромбоэдру (д); по пинакоиду (е)

(по А. Г. Булаху, 1999).

Для того, чтобы определить спайность указывают степень совершенства и простую форму, по которой кристалл раскалывается. Надо научиться отличать плоскости спайности от граней кристалла, на которых всегда есть какие-то углубления, микрорельеф роста. Качество спайности определяется по следующей условной шкале:

спайность весьма совершенная – минерал легко раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (слюды, тальк, гипс);

спайность совершенная – кристаллы колются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит);

спайность средняя (ясная, хорошая) – поверхность скола не всегда ровная и блестящая (флюорит, полевой шпат);

спайность плохая (неясная), или несовершенная (берилл).

В зависимости от простой кристаллографической формы кристалл может раскалываться по одному (биотит), двум (пироксен), трем (галенит) и более (флюорит – четырем, сфалерит – шести) направлениям.

Кристалл колется по следующим направлениям в зависимости от простых кристаллографических форм, по граням которых проходит спайность:

1) спайность по пинакоиду – одно направление (мусковит, биотит, серпентин, тальк);

2) спайность по ромбической или тетрагональной призме – два направления (пироксен, амфибол);

3) спайность по ромбоэдру и кубу – три (галит, галенит, кальцит);

5) спайность по октаэдру – четыре (флюорит),

6) спайность по ромбододекаэдру – шесть (сфалерит).

Говоря о спайности по нескольким направлениям, мы не имеем в виду, что кристалл при ударе должен обязательно расколоться на идеальные многогранники. В зависимости от удара поверхность скола и форма осколков могут быть разными. Минералы с весьма совершенной и совершенной спайностью обычно очень трудно расколоть по другим направлениям (например, тальк, биотит и мусковит). Минералы со средней (ясной) спайностью легко раскалываются по спайности, но их можно расколоть и по другим направлениям (например, полевой шпат). Минералы с плохой (неясной) спайностью раскалываются как по спайности, так и по другим направлениям; в этих случаях спайность трудно обнаружить (например, берилл).

При первом изучении минерала и когда нет его больших кристаллов, ограничиваются неполными наблюдениями, отмечая лишь, есть или нет спайность, каково ее качество, как она проходит (вдоль или поперек кристалла), каков угол спайных выколков. Это важно для диагностики минералов.

Часто в кристаллах спайность проходит по граням не по одной, а двух и более кристаллографических форм. Степень совершенства спайности по ним всегда различна. Например, полевые шпаты раскалываются по двум разным пинакоидам, на одних плоскостях блеск сильный, поверхности ровные, на других – блеск слабый, поверхности менее совершенные.

Спайность является чрезвычайно важным свойством с точки зрения технического использования минерала; нередко его применение в промышленности целиком определяется спайностью. Способность мусковита раскалываться по спайности на очень тонкие слои в сочетании с диэлектрическими свойствами этого минерала позволяет использовать его в электротехнике. Карандаш так хорошо пишет по бумаге благодаря совершенной спайности графита, которая приводит к отслоению тонких чешуек этого минерала и их прилипание к бумаге. Смазывающие свойства графита и талька определяются их мягкостью и той легкостью, с которой они раскалываются вдоль поверхностей спайности.

В тех направлениях, где нет спайности, кристаллы раскалываются по сложным поверхностям. Ведут речь об изломе. Различают ровный, ступенчатый, неровный, занозистый, крючковатый и раковистый изломы. Вид излома иногда является характерной особенностью некоторых минералов (раковистый излом у кварца), что помогает в их диагностике.

Рис. 15 Базальная отдельность пироксена (а);

ромбоэдрическая отдельность корунда (б) (по А. Г. Булаху, 1999).

Например, отдельность кристаллов корунда, она проходит по ромбоэдру и пинакоиду и вызвана мельчайшими пластинчатыми включениями слюды (мусковита) и других минералов.

Читайте также: