Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Свободная вода, присутствующая в минеральных массах, характеризуется тем, что не принимает прямого участия в строении кристаллической решетки минералов. При нагревании она выделяется постепенно. Различают три вида свободной воды: а) цеолитную, б) коллоидную и в) гигроскопическую.
Цеолитная вода получила свое название от общего названия особой группы минералов — цеолитов, в которых наиболее ярко проявлены особенности ее нахождения. Установлено, что молекулы воды в этой группе минералов не занимают какого-либо строго определенного положения в кристаллической решетке, а располагаются лишь в свободных полостях в ней (вдоль каналов, в межслоевых пространствах и пр.). Поэтому «растворимость» воды в них существенно ограничена. Интересно, что количество воды в них может меняться без нарушения кристаллической однородности вещества с постепенным изменением физических свойств: степени прозрачности, показателя преломления, удельного веса и др. Это указывает на то, что вода находится как бы в состоянии твердого раствора. При нагревании она выделяется в интервале 80—400°. Любопытно, что обезвоженные осторожным нагреванием цеолиты вновь способны поглощать воду с восстановлением прежних своих физических свойств. В качестве примера можно привести минерал томсонит из группы распространенных в природе цеолитов: Ca2Na[Al5Si5O20] - 6H2O.
Коллоидная вода, как показывает само название, распространена в гидрогелях, где удерживается на поверхности дисперсных фаз (стр. 63) очень слабыми силами связи. Она, по существу, является адсорбционной водой, и ее наличие не зависит от решетки адсорбента (сам адсорбент, конечно, может содержать кристаллохимически связанную воду). Примером может являться опал (гидрогель кремнезема) — SiO2 - aq (aq— первые две буквы латинского слова аква — «вода»). Такое обозначение коллоидной воды, принимаемое некоторыми авторами, следует признать рациональным.
Гигроскопическая (капиллярная) вода удерживается в тонких трещинках, порах и порошковатых массах силами поверхностного натяже-
ния. В большей своей части она легко удаляется при нагревании до 100—110°. Резкой разницы между капиллярной и коллоидной водой провести нельзя.
3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ
Уже указывалось, что минералы как физические тела обладают широким разнообразием таких свойств, как цвет, твердость, блеск, удельный вес и др. В зависимости от химического состава и кристаллической структуры эти свойства у различных минералов проявляются по-разному. Каждый минерал характеризуется какими-либо особыми признаками, по которым его можно всегда отличить от других.
Очень многие минералы можно совершенно точно определить по комплексу характерных физических свойств, не прибегая к более трудоемким исследованиям, как например, к химическому анализу, рентгено-анализу и др. Нужно заметить, что для многих минералов существуют специфические, только каждому из них в отдельности свойственные тонкие особенности, которые при первом знакомстве нелегко схватить и передать словами. Особенно это относится к оттенкам цвета, к густоте окраски, к характеру излома, блеска и пр. Тем не менее уже при некотором опыте глаз настолько привыкает улавливать эти характерные свойства минералов, что в дальнейшем они служат решающими диагностическими признаками. Во времена далекого прошлого, когда люди еще не имели никакого представления ни о химии вообще, ни о химических элементах в частности, эти особые признаки минералов были хорошо известны и «рудознатцы» по ним безошибочно находили те полезные ископаемые, которые для них в то время представляли ценность.
Нельзя, конечно, думать, что таким путем могут быть определены все встречающиеся в природе минералы. Многие из них для окончательного установления требуют более детальных исследований, в частности — применения паяльной трубки, элементарных качественных химических реакций, более точного определения удельного веса, механических и прочих свойств. Тонкозернистые минеральные массы изучаются в специальных препаратах (шлифах) под микроскопом. Очень часто при установлении примесей таких ценных металлов, как кобальт, индий, кадмий, цезий и др., имеющих промышленное значение даже в случае совсем незначительного их содержания в минералах, приходится обращаться к спектральному и химическому анализам. При изучении редко встречающихся или новых минералов бывает необходимо прибегать также к рентгенометрическим исследованиям. Особые методы применяются при изучении радиоактивности минералов, пьезоэлектрических эффектов, магнитных свойств и других физических явлений в минералах.
Ниже мы остановимся на разборе главнейших свойств минералов,, которые имеют наибольшее диагностическое значение. К этим свойствам относятся следующие: морфологические особенности — облик кристаллов, двойники, штриховатость граней; оптически е1—прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск; механические — спайность, излом, твердость, хрупкость, ковкость, упругость, а также такие свойства, как удельный вес, магнитность, радиоактивность и др.
