Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

Die physikalischen Eigenschaften der Mineralien umfassen verschiedene messbar und erkennbaren Attribute, einschließlich Farbe, Streifen, magnetische Eigenschaften, Härte, Kristall Wuchsform und Kristall Dekolleté. Jede dieser Eigenschaften sind Mineral-spezifisch, und sie beziehen sich grundsätzlich auf einer bestimmten Minerals chemische Zusammensetzung und Atomstruktur.

Dieses Experiment untersucht zwei Eigenschaften, die in erster Linie aus symmetrischen Wiederholung grundlegende, strukturelle Atom-Gruppierungen, Einheit-Zellen in einem Kristallgitter, Kristall Wuchsform und Kristall Spaltung genannt.

Crystal Wuchsform ist der makroskopischen Ausdruck der atomaren Ebene Symmetrie, erzeugt durch die natürlichen Wachstumsprozess einer wachsenden Kristallgitter Einheit Zellen (die molekularen Bausteine von Mineralien) hinzufügen. Zonen der schnellen Einheit-Zelle-Zusatz werden die Kanten zwischen den planaren Flächen, d. h. Flächen des Kristalls.

Es ist wichtig zu erkennen, dass Felsen Gesteinskörnungen mineralischen Körner sind. Die meisten Felsen sind Polymineralic (mehrere Arten von mineralischen Körner), aber einige sind effektiv Monomineralic (bestehend aus einem einzigen Mineral). Da Felsen Kombinationen von Mineralien sind, Felsen nicht gekennzeichnet als kristalline Form. In einigen Fällen beziehen sich Geologen auf Felsen mit einer allgemeinen Spaltung, aber hier wird der Begriff einfach verweisen auf sich wiederholende brechen taucht auf und ist kein Spiegelbild der atomaren Kristallstruktur. Also, im Allgemeinen sind in Bezug auf mineralischen Proben und nicht Gesteinsproben die Begriffe Kristall Form und Kristall Spaltung verwendet.

Alle Mineralien, die physischen Eigenschaften besitzen, aber spezifische und leicht erkennbare Funktionen zugeordneten Eigenschaften werden nicht immer in einem einzelnen Kristalls ausgedrückt. Zum Beispiel Quarz-Kristalle haben eine charakteristische sechseckige Form, sondern tritt Kristallwachstum in einem Umfeld, wo andere Mineralien zu blockieren oder beeinträchtigen die natürlichen Wachstums-Form (was häufig der Fall in den meisten Felsen ist) dann die sechseckige Form, bildet keine. Also, mit diesem im Verstand ist es wichtig, eine geeignete Gruppe von Proben für Kristallwachstum oder Kristall Spaltung Analyse sorgfältig auszuwählen, da nicht alle Proben diese wichtigen Funktionen zeigen.

Darüber hinaus obwohl Kristall Spaltung relativ leicht ist zu testen – durch eine Probe mit einem Hammer zu brechen – verschiedene Mineralien zeigen eine Reihe von Spaltung Qualität, so dass die planaren Flächen erzeugt durch das brechen zerlumpt und rau sein können (genannt "Armen-Spaltung") oder extrem glatt (genannt "gut" oder "ausgezeichnet-Spaltung"). In einigen Fällen (z.B. Quarz) kristallographischen Klebkräfte sind gleichmäßig in alle Richtungen, und dadurch ein Mineral mit einem Mangel an erkennbaren Spaltung Flugzeuge.

1. Stellen Sie eine Gruppe von mineralischen Proben

1. Möglichst viele der folgenden wie möglich umfassen: Quarz, Halit, Calcit, Granat, Biotit und Muskovit. Einige sind für Kristall Wachstum Features und andere für Kristall Spaltung Features ausgewählt.

2. beobachten Sie und analysieren Sie Kristallform

1. Legen Sie eine Probe auf die Beobachtung Oberfläche.
2. Drehen Sie, um alle Seiten zu beobachten. Suchen Kristallflächen, Kristall Kanten (Linien treffen sich Gesichter) und Kristall Scheitelpunkte (Punkte dem Kanten treffen).
3. Soweit möglich, Messen Sie die Grenzflächen Winkel mit dem Winkelmesser. Dies geschieht durch einen bestimmten Kristall Gesicht, die andere Seite des Goniometers auf einer angrenzenden Fläche einfach eine Seite des Goniometers Handauflegen und lesen dann den Winkel.
4. Vergleichen Sie mit den charakteristischen kristallinen Polyeder.
5. Wiederholen Sie die Schritte 2.1-2.4 für Quarz (Hinweis sechseckigen Dipyramidal Form (Abbildung 1)), Calcit (Hinweis Scalenohedron Form (Abbildung 2)), Halit (Hinweis kubischen Kristallform (Abbildung 3)), Granat (Hinweis Dodekaeder Form (Abbildung 4)) und Biotit (Hinweis Pseudo-sechseckige Form (Abbildung 5)).

Abbildung 1. Quarz sechseckigen Dipyramidal Formular anzeigen.

Abbildung 2: Anzeige Scalenohedron Form Calcit. Beachten Sie, wie mehrere Kristallflächen schneiden Form Kristall Kanten und die Kombination von Kanten Formen Punkte bekannt als "Scheitelpunkte." Symmetrische Kristallformen Wachstum entstehen durch Wiederholung der grundlegenden Atomstrukturen (Einheit Zellen) innerhalb des Kristallgitters. In diesem Fall generiert Calcit Kristallwachstum spezifische Polyeders als ein Scalenohedron bekannt.

Abbildung 3. Halit kubischen Kristallform anzeigen.

Abbildung 4. Granat Dodekaeder Formular anzeigen.

Abbildung 5. Biotit Anzeige Pseudo-sechseckige Form.

(3) beobachten und analysieren der Spaltung

1. Schutzbrille aufsetzen.
2. Legen Sie ein Stück Quarz auf brechen Oberfläche.
3. Mit einem Hammer, brechen Sie das Stück des Quarzes in zwei Hälften.
4. Mit einem Hand-Objektiv, gebrochene Stück Quarz für Spaltung Oberflächen beobachten. Beachten Sie, dass Quarz keiner hat. Quarz zeigt muscheligem Bruch, aber keine klar definierten Spaltung Oberflächen (Abbildung 6). Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Einheit Zellen in das Kristallgitter Quarz (SiO₄ Gruppen, Kieselsäure Tetraeder genannt) vergleichsweise gleich Klebkräfte in alle Richtungen. Diese Einheitlichkeit der Klebkräfte resultiert in einem Kristall ohne bevorzugt Flugzeuge zu brechen.
5. Wiederholen Sie die Schritte 3.2-3.4 für Calcit (rhombohedral Spaltung (Abbildung 7) sollte angezeigt werden), Halit (kubische Spaltung (Abbildung 8) sollte angezeigt werden), Biotit und Muskovit (jeweils angezeigt werden sollen planar Spaltung (Abbildung 9)).
6. Verwenden Sie eine Lupe, um verschiedene Spaltung Qualitäten zu bewerten. Spaltung kommt es bei einer Vielzahl von Ebenen. Wann gibt es ein dramatischer Unterschied in Klebkräfte in einer bestimmten Ausrichtung, wie z. B. zwischen den Blättern der SiO₄ Gruppierungen im Falle von Glimmer, eine nahezu perfekte Spaltung zwischen diese Blätter entsteht. Wie bereits erwähnt, stellt Quarz eine fast völlige Fehlen der Spaltung. Zwischen diesen extremen (der perfekte Dekolleté und mangelnder Spaltung) sind Mineralien, die gute Spaltung (z. B. Feldspat) und schlechte Spaltung (bestimmte Gesichter auf Amphibol Kristalle) haben.

Abbildung 6. Quarz mit muscheligem Bruch, ohne Spaltung Oberflächen.

Abbildung 7. Calcit anzeigen rhombohedral Dekolleté. Symmetrische brechen und Fraktur Oberflächen entstehen durch Zonen der relativen Schwäche in atomare Bindung innerhalb des Kristallgitters. Calcit-Spaltung führt die spezifischen Polyeder als Rhombohedron bekannt.

Abbildung 8. Halit anzeigen kubische Spaltung.

Abbildung 9. Biotit anzeigen planar Spaltung.

Historisch, wurde bewerten die physikalischen Eigenschaften der Mineralien ein wichtiger Schritt zuerst in mineralischen Identifikation. Auch heute noch, wenn fehlt mikroskopische und modernen analytischen Instrumenten (z.B. petrographische Mikroskopie, x-ray Diffraction, Röntgenfluoreszenz und Elektronenstrahl-Mikrosonde-Techniken), physische beobachtet sind Eigenschaften immer noch sehr nützlich, als Diagnose-Tools für mineralische Identifikation. Dies gilt insbesondere für geologische Feldstudien.

Bewertung und beobachten die physikalischen Eigenschaften der Mineralien ist ein ausgezeichnetes Mittel um die kritische Abhängigkeit der makroskopischen Eigenschaften auf atomarer Ebene Struktur und Anordnung zu demonstrieren.

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Mineralien sind nicht immer in bestimmten Proben ausgedrückt. Wirklich in der Lage zu erkennen und verwenden Sie diese Eigenschaften als diagnostische Hilfsmittel zu sein erfordert daher eine Kombination aus Handwerk, Wissenschaft und Erfahrung. Oft muss der Geologe eine Lupe um relativ kleine Mineralkristalle oder Körner innerhalb der Matrix eines größeren Felsen bewerten nutzen. In solchen Fällen kann es eine deutliche Herausforderung, die nützliche Aspekte der Kristallform und Kristall Spaltung zu identifizieren werden.

In einem akademischen oder Lehre Einstellung, die Auswertung der Mineralien per Hand Probenanalyse ist eine Übung, die zeigt, wie sich wiederholende Muster und Eigenschaften werden durch die physikalische Chemie der Naturstoffe auferlegt. Das heißt, für jede spezifische Mineral gibt es bestimmte kristallographischen Funktionen (z.B. Kristall Morphologie) und physikalischen Eigenschaften (z.B. Farbe, Härte, Streifen), die durch die chemische Zusammensetzung und die atomare Struktur auferlegt werden.

Im Bereich mineralischer Rohstoffe und Explorationsgeologie ist die Identifizierung von Mineralien per Hand Probe eine Schlüsselkomponente der Feldarbeit, Auffinden von potentiellen Erze und wirtschaftlich Förderquellen abzielen. Beispielsweise kann die Identifizierung der verschiedenen Metallsulfide (Pyrit, Sphalerit, Galenit) in Verbindung mit hydrothermalen Eisen oxy-Hydroxiden (Goethitgruppen, Hämatit, Limonit) potenzielle Au-Ag-reiche Adern und Regionen hindeuten.

Im Kontext der historischen Geologie (Entschlüsselung der tief zeitlichen Geschichte einer Region) kann mineralische Identifikation Interpretationen des alten Bedingungen inszenieren. Beispielsweise sind bestimmte metamorphen Mineralien (z.B. Al₂SiO₅ polymorphe, Disthen, Andalusit und) Markierungen von bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen in der alten Kruste.