Poznávání minerálů a hornin
Cvičení 2
Fyzikální vlastnosti minerálů
Jak poznáváme minerály?
Pouze oči a zkušenosti (bez přístrojů):
Může snadno dojít k omylu, určení je
pouze orientační
posouzení základních fyzikálních vlastností
posouzení minerální parageneze nebo
genetického typu vzorku
dosavadní zkušenosti – to co jsme již viděli
Pomocí jednoduchých zkoušek:
Zpřesníme určení, které je podložené
exaktní informací
některé fyzikální vlastnosti – tvrdost,
hustota
Pomocí přístrojových metod:
Zcela přesné a exaktní určení
RTG metody, chemická analýza
3
Forma výskytu minerálů - krystaly
Minerály se v přírodě vyskytují ve formě jednotlivých krystalů nebo
krystalových agregátů.
S krystaly minerálů se setkáváme mnohem
vzácněji a charakterizujeme je pomocí krystalového habitu a typu.
Na základě dokonalosti omezení krystalového tělesa
minerálu rozlišujeme krystaly:
• automorfní (idiomorfní)
• hypautomorfní (hypidiomorfní)
• xenomorfní (allotriomorfní)
Krystaly a krystalové srůsty Krystalové agregáty
4
Forma výskytu minerálů - agregáty
Nejčastější formou výskytu minerálů jsou krystalické agregáty. Jedná se o náhodné
srůsty velkého množství xenomorfně omezených krystalů, které obvykle beze zbytku
vyplňují prostor. Označování a popis agregátů nemusí být zcela jednoznačné,
používají se různé názvy a typy charakteristik.
agregáty zrnité – označení hrubě, středně a
jemně zrnitý závisí na velikosti jednotlivých
krystalových zrn v agregátu
agregáty stébelnaté – zpravidla soubor
sloupcovitých jedinců
agregáty celistvé (masivní) – jednotlivá zrna
(krystalky) nejsou viditelná pouhým okem
agregáty jehlicovité nebo vláknité – jsou
tvořeny tenkými jehličkami nebo vlákny
minerálu, např. azbesty
agregáty radiálně paprsčité – vlákna mají
koncentrickou stavbu
agregáty ledvinité – mají typickou morfologii
agregáty oolitické – složené z drobných
kuliček
agregáty lupenité – typické především
pro fylosilikáty
agregáty dendritické – vyskytující se na
puklinových plochách
agregáty krápníkovité – tvořící drobné
krápníčky nebo jim podobné tvary
agregáty drátkovité nebo plíškovité – jsou
typické především pro ryzí kovy
5
Určování minerálů - barva
Barva minerálu je jedním z prvních určovacích znaků, které vidíme.
Její vnímání může být za určitých okolností problematické, takže exaktní
reprodukovatelné posouzení barvy pouhým
okem pozorovatele je velice obtížné.
Dopadající světlo může být zčásti odraženo a částečně vstupuje do minerálu.
Dochází k několika fyzikálním jevům, jejichž výsledkem může být barevný vjem minerálu.
Výsledná barva minerálů je zpravidla kombinací několika jevů, které se
u jednotlivých minerálů uplatňují různou měrou.
Základní principy vzniku barvy viz. přednášky z Mineralogie
6
Určování minerálů – propustnost světla
Při dopadu světla na minerál se jeho část odráží a část vstupuje do minerálu.
Podle množství procházejícího a absorbovaného světla můžeme
minerály rozdělit do skupin.
Minerály průhledné: přes úlomek lze číst
Minerály průsvitné: přes úlomek prochází světlo,
někdy jen na hranách
Minerály neprůhledné: neprosvítá ani na hranách
Minerály opakní: neprůhledné s vysokým leskem
7
Určování minerálů – vryp
Jako barva vrypu se posuzuje barva jemného prášku minerálu, který za
sebou zanechá otíráním (rýpáním) na neglazurované porcelánové destičce.
Barva minerálu a barva jeho vrypu se nemusí shodovat.
8
Určování minerálů – lesk
Lesk je vlastnost povrchu minerálu, která vyjadřuje jeho chování v odraženém světle.
Dopadající světlo je zpravidla zcela pohlceno (opakní minerály), ale jeho podstatná část
je reemitována ve viditelné oblasti.
Výsledkem je lesk povrchu minerál, který označujeme jako kovový.
U minerálů průhledných nebo
průsvitných část světla minerálem
prochází, část je pohlcena a menší část
je reemitována ve viditelné oblasti.
Obecně se lesk takových minerálů
označuje jako nekovový.
diamantový – silný lesk minerálů
zpravidla s indexem světelného lomu
větším než 1,9
skelný – odpovídá lesku skla, je
typický pro většinu minerálů
mastný – připomíná lesk mastného
papíru
perleťový – zpravidla se objevuje na
plochách dokonalé štěpnosti
hedvábný – je typický pro vláknité
agregáty
9
Určování minerálů - štěpnost
Štěpnost je vlastnost minerálu lámat se paralelně s určitou rovinou
atomů, kterou lze charakterizovat Millerovými indexy.
Pokud chceme štěpnost definovat, musíme popsat
její kvalitu a krystalografický směr.
Směr štěpnosti udáváme buď Millerovým
indexem, např. (100), (111), (110), (001) nebo
opisem např. kubická, oktaedrická,
prizmatická nebo pinakoidální štěpnost.
Kvalitu štěpnosti určujeme subjektivně a
posuzujeme množství, délku a zřetelnost
štěpných trhlin na povrchu minerálu.
Nejčastěji se kvalita štěpnosti
vyjadřuje těmito termíny:
• velmi dokonalá
• dokonalá
• dobrá
• nedokonalá
• velmi nedokonalá
• chybějící
10
Určování minerálů - lom
V některých krystalech je pevnost vazeb ve všech směrech přibližně stejná,
neexistuje zde směr méně pevných vazeb (homodesmické struktury).
Působíme-li na takové krystaly dostatečně velkou silou tak, abychom překročili
mez plastické deformace, vzniknou lomné plochy, které nesledují žádný
krystalografický směr.
Podle vzhledu lomné plochy můžeme
rozlišit např. následující typy lomu:
• lom lasturnatý - hladký, zahnutý lom
ve tvaru lastury
• lom vláknitý nebo třískovitý
• lom hákovitý - rozeklaný lom s ostrými
hranami
• lom nerovný nebo nepravidelný - tvořen
je drsnými a nepravidelnými plochami
11
Určování minerálů - tvrdost
Tvrdost vyjadřuje míru odolnosti povrchu minerálu vůči pronikání
cizího předmětu (značí se H nebo T).
Relativní stupeň tvrdosti je založen na srovnávání, zda minerál rýpe do jiného,
nebo zda odolává rýpání např. nožem nebo drátem.
1. mastek 6. ortoklas
2. sádrovec (halit) 7. křemen
3. kalcit 8. topaz
4. fluorit 9. korund
5. apatit 10. diamant
Při určování relativní tvrdosti používáme čerstvý lom. Při každé zkoušce rýpání minerálem A do minerálu B
zkusíme tento postup obrátit. Ostré hrany minerálu jsou zpravidla o málo tvrdší než jeho plochy.
Při určování relativní tvrdosti můžeme použít některé pomůcky:
• rýpeme-li do minerálu nehtem má tvrdost nižší než 2
• nožem lze rýpat do minerálů s tvrdostí max. 5
• tvrdost běžného okenního skla je asi 5,5
• ocelovým drátem rýpneme do minerálu s max. tvrdostí 6,5.
12
Určování minerálů - soudržnost
Soudržnost je fyzikální vlastnost, vyjadřující odolnost minerálu vůči lámání,
trhání, ohýbání a drcení. Pro její vyjádření používáme následující termíny:
Křehký – minerál se velmi snadno poruší a rozpráškuje. Tato soudržnost
je charakteristická pro krystaly s převážně iontovou vazbou.
Kujný – minerál lze kovat do tenkých lístečků.
Řezatelný – minerál lze krájet nožem.
Tažný – minerál lze vytáhnout do formy drátu. Kujnost, řezatelnost a
tažnost jsou typické pro minerály s kovovou vazbou.
Ohebný – pokud minerál ohýbáme a nevrátí se do původního stavu
ani po odeznění působících sil. Např. vrstvy chloritu a mastku mají tuto
vlastnost díky skluzu ve strukturních vrstvách hydroxylových skupin.
Pružný – minerál se po deformaci opět vrátí do své původní pozice.
Příkladem mohou být slídy, kde je pružnost (elasticita) způsobena
iontovými vazbami mezi K+ iontem a Si-Al tetraedrickými vrstvami.
Určování minerálů – další vlastnosti
Hustota: lze přibližně odhadnout, přesnou hodnotu lze změřit nebo
vypočítat (pouze v nutných případech)
Elektrické vlastnosti: lze jednoduše vyzkoušet
Magnetické vlastnosti: snadná zkouška magnetem
Luminiscence minerálů: lze určit pomocí UV lampy