物性 i: 鉱物の結晶と胸の谷間

ソース: アラン ・ レスター - コロラド大学ボルダー校講座

鉱物の物理的性質は、色、ストリーク、磁気的性質、硬度、結晶成長形結晶劈開など様々 な測定をし、認識できるような属性を構成します。これらの各プロパティは、鉱物固有であり、それらは基本的に特定の鉱物の化学メイクアップと原子構造に関連。

この実験では、結晶格子、結晶成長形と結晶劈開内の単位細胞と呼ばれる、基礎、構造の原子グループの対称の繰り返しに由来する主に 2 つのプロパティを調べます。

結晶成長形は、原子レベルの対称性、成長結晶格子単位セル (鉱物の分子ビルディング ブロック) を追加することの自然な成長プロセスによって生成される巨視的な式です。急速な単位-細胞-追加のゾーンは、平面、すなわち顔の水晶の間のエッジになります。

岩が鉱物粒子の集合体であることを認識することが重要です。ほとんどの岩が組合せ (複数の種類の鉱物粒子) が、一部は効果的に monomineralic (単一の鉱物から成る) です。岩石は鉱物の組み合わせであるため結晶の形を持つものとして岩がないに呼ばれます。によって、地質学者は一般的な胸の谷間があると岩を参照してくださいが、ここでは単に用語を参照する反復的な表面し、原子の結晶構造の反射ではないです。だから、一般に、条件結晶の形態と結晶劈開は鉱物試料とない岩石に関して使われて。

すべての鉱物は、物理的性質を所有しているが、常に、プロパティに関連付けられている特定しやすい機能は個々 の水晶では表されません。たとえば、水晶のある特徴的な六角形の形状が、他の鉱物がブロックまたは、(これは通常ほとんどの岩石の場合) 自然な成長形、六角形の形に影響を与える環境を形成していない結晶成長で発生した場合。それで、これを念頭に、すべてのサンプルがこれらの主要な機能を示す結晶または結晶胸の谷間解析のためのサンプルの適切なグループを慎重に選択することが重要です。

さらに、結晶劈開がテストする比較的簡単ですが、サンプルをハンマーで割って-さまざまな鉱物、不規則と大まかな平面の破壊によって生成された可能性があります (「貧しい胸の谷間」と呼ばれる) 胸谷間品質範囲を示すまたは非常滑らか (と呼ばれる"良い-"または"優秀な谷間」).場合によっては (例えば水晶) 結晶構造の接着強さはすべての方向で均一、この結果認識可能な開裂の平面の欠如と鉱物。

1 鉱物試料のグループを確立すること

1. 可能な限り次の多くが含まれて: 石英や岩塩、方解石、ガーネット、黒雲母、白雲母。一部は結晶胸の谷間機能の結晶成長の特徴と他の選択されます。

2. 観察し、結晶の形を分析

1. 観察表面にサンプルを配置します。
2. すべての側面を観察するために回転します。結晶面、クリスタル エッジ (面が交わる線)、および結晶の頂点を探す (エッジが交わるポイント)。
3. 可能であれば、ゴニオ メーターを用いた界面の角度を測定します。これは、単に特定の結晶面、隣接する顔にゴニオ メーターの反対側、ゴニオ メーターの 1 つの側面を置くと、その角度で。
4. 特徴的な結晶性多面体のセットと比較します。
5. 石英 (注六角錐形フォーム (図 1))、方解石 (注 scalenohedron フォーム (図 2))、岩塩 (注立方結晶形 (図 3))、ガーネット (注正十二面体フォーム (図 4))、および黒雲母 (注擬似六角形 (図 5)) について、手順 2.1-2.4.

図 1。水晶六角錐形フォームを表示します。

図 2。Scalenohedron フォームを表示する方解石。どのようにいくつかの結晶面が交差するフォーム クリスタル エッジとエッジ フォーム ポイント「頂点」として知られているの組み合わせに注意してください。対称結晶成長形は結晶格子内の基本的な原子構造 (単位格子) の繰り返しによって生成されます。この例では、方解石の結晶成長は、scalenohedron として知られている特定の多面体を生成します。

図 3。岩塩は立方晶系結晶フォームを表示します。

図 4。ガーネットは正十二面体のフォームを表示します。

図 5。黒雲母は擬似六角形のフォームを表示します。

3. 観察・胸の谷間を分析

1. 目の保護に置きます。
2. 破壊面に石英の小片を置きます。
3. ハンマーを使用して、半分に石英のかけらを破る。
4. 手のレンズを使用すると、胸の谷間の表面の石英の破片を観察します。石英がなしていることに注意してください。石英は、貝殻状の破壊がない明確に定義された胸の谷間表面 (図 6) を展示します。これは、石英結晶 (シリカを四面体と呼ばれる SiO₄グループ) の単位セルがすべての方向に対等平等の接着強さを持っているという事実の結果です。接着強さのこの均一性結果結晶面の破壊を優先なしで。
5. (それぞれは平面胸の谷間 (図 9) を表示する必要があります) の方解石 (菱面体晶胸の谷間 (図 7) を表示する必要があります)、岩塩 (立方胸の谷間 (図 8) を表示する必要があります)、黒雲母、白雲母に 3.2-3.4 の手順を繰り返します。
6. 手のレンズを使用して、異なる胸の谷間の資質を評価します。胸の谷間は、さまざまなレベルで発生します。マイカの場合 SiO₄グループのシートの間など、特定の向きに接着強さの劇的な違いがあるときこれらのシートの間ほぼ完璧な胸の谷間が生成されます。前述のように、水晶は胸の谷間のほぼ完全な欠如を展示します。(完璧な胸の谷間と胸の谷間の欠如) のこれらの極端の間に良い胸の谷間 (例えば長石) と貧しい胸の谷間 (角閃石結晶の特定の面) を持つ鉱物があります。

図 6。胸の谷間表面なし、貝殻状の破壊を表示する水晶。

図 7。菱面体晶の胸の谷間を表示する方解石。対称の破壊と破面は結晶格子内の原子間結合の相対的な弱さの地帯によって生成されます。方解石胸の谷間は、rhombohedron として知られている特定の多面体の結果します。

図 8。岩塩は立方胸の谷間を表示します。

図 9。黒雲母平面胸の谷間を表示します。

歴史的に、鉱物の物性を評価すると、鉱物同定のキー最初のステップにされています。今日でも、物理的な観察 (例えば岩石顕微鏡、x 線回折、蛍光 x 線、電子マイクロ プローブ技術)、顕微鏡および現代の分析機器に欠けているときプロパティは鉱物同定のための診断ツールとして非常に便利なまだ。これは地質調査の場合特にです。

評価と鉱物の物理的性質を観察することは、原子レベルの構造と配置に肉眼形態の重要な依存性を実証する優れた手段です。

鉱物のキーの物理的な特性は、特定のサンプルの常には表されません。したがって、実際に認識し、診断ツールとしてこれらのプロパティを使用することと、科学と経験と技術の組み合わせが必要です。多くの場合、地質学者は、比較的小さな鉱物の結晶や大きな岩のマトリックス内の穀物を評価する手のレンズを利用する必要があります。このような場合は、結晶の形態と結晶劈開の有益な側面を識別するために異なるチャレンジになります。

学術・教育の設定で手サンプル分析によるミネラルの評価はどのように反復的なパターンを示す運動と特性、自然の材料の物理化学によって課されます。つまり、任意の特定の鉱物は特定の結晶学的特徴 (例えば結晶形態) と物理的性質 (例えば色、硬さ、ストリーク) 原子の構造と化学組成によって課されるもの。

鉱物資源の探査地質学の王国で手サンプル鉱物の同定は潜在的な鉱石と経済的に便利な預金の検索を目的としたフィールドワークの重要なコンポーネントです。たとえば、各種金属硫化物 (黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、方鉛鉱) 水酸化物熱水性鉄オキシ-(ヘマタイト、針鉄鉱、褐鉄鉱) と共同での同定は、潜在的な金と銀の豊富な静脈と地域の可能性があります。

歴史的地質学 (深側頭地域史を解読する) においては、鉱物同定は古代の条件の解釈のための段階を設定できます。たとえば、特定の変成鉱物 (例えばアル₂SiO₅多形、藍晶石、紅柱石、珪線石)、特定の圧力および古代の地殻内温度条件のマーカーです。