Раздел 4. Основные свойства каменных пород

4.1. Физические свойства минералов

Каждый минерал имеет свои характеристики, которые отличают его от других минералов, многие из них являются физическими. Как все вещества, минералы обладают своими физическими характеристиками – от температуры плавления до способности проводить электрический ток и тепло, отражать или поглощать свет. Изучив свойства можно многое узнать о минерале и найти ему должное применение.

4.2. Твердость минералов и шкала Мооса

Под твердостью минералов мы обычно понимаем, насколько легко его расколоть, распилить, отшлифовать или проделать в нем отверстие. В действительности, если проделать соответствующие опыты, то можно на практике убедиться, что одни каменные породы обрабатываются легко, другие труднее, а третьи для обработки требуют специальных инструментов и оборудования. Долгое время все камни делили на твердые и мягкие. Лишь позднее стали выделять редкие, драгоценные камни, из которых изготавливались ювелирные изделия. Эти камни отличались своей прозрачной красотой и твердостью. Мастера по обработке камня, как правило, специализировались по этому принципу.

Для более точного разграничения каменных пород по твердости немецкий минеролог Фридрих Моос в 1812 году предложил десять эталонных минералов, расположив их от 1 до 10. Одним из самых мягких он предложил тальк и присвоил ему номер 1, далее гипс – 2, кальцит – 3, флюорит – 3, апатит – 5, полевой шпат– 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд –9, алмаз – 10. У каждого из десяти перечисленных камней существуют собратья по твердости и их можно отыскать простым способом даже в полевых условиях.

Тальк и гипс можно легко процарапать ногтем, кальцит – медной монетой, флюорит – железным гвоздем, апатит – оконным стеклом, полевой шпат – перочинным ножом, кварц – стальным напильником, топаз – наждачной бумагой, корунд – точильным бруском, а алмаз – только алмазом, – лучше искусственным, так как он прочнее природного.

Рис.9. Твердость и шкала Мооса.

4.3. Спайность

Спайность – это способность минералов раскалываться по направлениям, слоям в местах наименьшей прочности. При формировании минерала кристаллы складываются из атомных решеток. Между решетками образуются грани, которые в меньшей степени соединены между собой. У большинства минералов эти плоскости ярко выражены. Их называют плоскостями спайности. Некоторые минералы раскалываются по определенным направлениям. Слюда, например, раскалывается только по одному направлению, а флюорит раскалывается по четырем направлениям и образует восьмигранные кусочки.

Минерологи характеризуют спайность по разным признакам: хорошую, ясную, плохую и отсутствующую. Спайность подразделяют также и по степени совершенства на пять степеней: весьма совершенную, совершенную, среднюю, не совершенную, весьма не совершенную. Весьма совершенная спайность и совершенная означают, что минералы легко раскалываются по плоскостям спайности, а несовершенная спайность означает практически ее отсутствие, т.е. минералы не имеют плоскостей раскола. Такие камни колются без определенных закономерностей по любым направлениям. Классическим раковинистым изломом обладают стекла: как обычное, так и вулканическое – обсидиан.

Знания о спайности минералов важны при разработке горных пород и при изготовлении изделий из поделочного материала.

Лини разделения каменных кусков на части можно сформировать и искусственным путем. Для этого при заготовке больших кусков в горных породах просверливают глубокие отверстия (бурят шпуры) по определенным направлениям и забивают в них стальные клинья. После последовательного углубления клиньев каменная глыба откалывается.

4.4. Строение камня

Для того, чтобы узнать о камне больше, необходимо определить его минералогический состав, изучить закономерности образования структуры и текстуры, почему отдельные породы камней пористые и от чего в них образуются трещины.