Jak identifikovat minerály pomocí fyzického vyšetření
Minerály jsou přirozeně se vyskytující pevné látky se specifickým chemickým složením a krystalovou strukturou. Jsou primárními složkami hornin a půdy na Zemi. Identifikace minerálů může být kritickým úkolem, zejména v oblasti geologie, hornictví a materiálových věd. Fyzikální zkoumání je jednou z nejjednodušších a nejrychlejších metod identifikace minerálů. Zde je několik způsobů, jak identifikovat minerály pomocí fyzikálního zkoumání.
1. Barva
Barva je často první charakteristikou, které si člověk všimne při identifikaci minerálů. I když barva může být dobrým indikátorem některých minerálů, není to nejspolehlivější charakteristika. Některé minerály se mohou objevovat v různých barvách v důsledku nečistot nebo strukturálních variací. Dobrým příkladem je křemen, který může být čirý, bílý, fialový, růžový nebo černý. Proto je nejlepší se při identifikaci minerálů nespoléhat pouze na barvu.
2. Garis
Pruh je barva minerálu, když je rozdrcen nebo rozemlet na prášek. Obvykle se posuzuje poškrábáním minerálu na neglazované porcelánové destičce, nazývané pruhová destička. Pruh je často spolehlivější než barva celého minerálu, protože barva prášku je obvykle rovnoměrnější. Například hematit, který se jeví jako červený, bronzový nebo kovový, vytvoří výrazný červenohnědý pruh.
3. Třpytky
Lesk je způsob, jakým povrch minerálu odráží světlo. Obvykle se dělí na dvě hlavní kategorie: kovové a nekovové. Kovový lesk znamená, že minerál vypadá jako reflexní kov. Například pyrit má kovový lesk. Nekovový lesk má více variant, jako je skelný lesk, perleťový lesk, hedvábný lesk, pryskyřičný lesk nebo zemitý lesk. Skelný lesk má například křemen.
4. Násilí
Měření tvrdosti minerálů je dalším účinným způsobem identifikace minerálů. Mohsova stupnice, kterou vyvinul Friedrich Mohs, je standardním nástrojem používaným ke stanovení tvrdosti minerálů. Tato stupnice porovnává relativní tvrdost různých minerálů, od mastku (s tvrdostí 1) až po diamant (s tvrdostí 10). Tvrdost minerálu můžete odhadnout pokusem o škrábání minerálů o sebe nebo použitím běžných předmětů (jako je mince, hřebík nebo kus skla).
5. Štěpení a frakce
Štěpnost je tendence minerálu lámat se podél určité roviny v pravidelném, rovnoměrném vzoru. Například slída má dokonale jednoduchou štěpnost a snadno se láme do tenkých vrstev. K lomu naopak dochází, když se minerál láme bez pravidelného vzoru. Mezi příklady lomu patří lasturovité lomy, jako jsou ty, které se nacházejí v sopečném skle (obsidiánu), které mají zakřivené povrchy podobné mořské mušli.
6. Krystalová forma
Minerály mají specifické krystalové struktury, které mohou pomoci při identifikaci. Tvar krystalu je způsob, jakým krystal roste a vyvíjí se ve volném prostoru. Minerály mohou mít širokou škálu krystalových tvarů, jako jsou krychle, hranoly, pyramidy a další. Například sůl (halit) obvykle tvoří kubické krystaly.
7. Měrná hmotnost
Měrná hmotnost je poměr hmotnosti minerálu k hmotnosti stejného objemu vody. Je to míra hmotnosti minerálu v poměru k vodě. Měrná hmotnost je fyzikální vlastnost, kterou lze měřit jednoduše ponořením do kapaliny nebo sofistikovaněji pomocí specializovaných přístrojů. Například zlato má vysokou měrnou hmotnost, přibližně 19,3, což ho odlišuje od mnoha jiných, lehčích minerálů.
8. Transparentnost
Průhlednost vyjadřuje, jak snadno světlo prochází minerálem. Minerály lze rozdělit na průhledné (světlo prochází jasně), průsvitné (světlo prochází, ale není čiré) nebo neprůhledné (neprochází světlo). Například křemen může být průhledný až průsvitný, zatímco galenit je obecně neprůhledný.
9. Textura
Povrchová textura minerálu může také pomoci při identifikaci. Minerály mohou být na dotek drsné, hladké nebo kdekoli mezi tím. Tento pocit může ovlivnit vizuální posouzení lesku a barevných vlastností povrchu. Například mastek má velmi hladkou texturu a „mýdlový“ pocit.
10. Magnetismus
Některé minerály vykazují magnetické vlastnosti, které lze použít jako nástroje pro identifikaci. Magnetit je dobře známým příkladem minerálu s touto schopností. Tento minerál lze snadno identifikovat přiložením magnetu k němu. Pokud je minerál přitahován k magnetu, s největší pravděpodobností se jedná o magnetit nebo jiný minerál s magnetickými vlastnostmi.
11. Reakce na kyselinu
Některé minerály reagují s kyselinami šuměním nebo uvolňováním plynů. Například kalcit při vystavení kyselině chlorovodíkové (HCl) šumí a produkuje oxid uhličitý. Tato vlastnost může být užitečná pro odlišení kalcitu od jiných minerálů, které se zdají být podobné, ale nereagují s kyselinami.
Důležitost kombinace fyzikálních vlastností
Je důležité si uvědomit, že identifikace minerálů obvykle vyžaduje kombinaci několika fyzikálních zkoumacích metod. Minerál může mít charakteristickou barvu a lesk, ale zkoumání jeho pruhů, tvrdosti nebo štěpení může poskytnout další potvrzení. Geolog proto k provedení přesné identifikace použije kombinaci různých nástrojů a technik.
Závěr
Identifikace minerálů pomocí fyzikálních zkoumacích metod je postup, který vyžaduje přesnost a pozornost k detailům. Barva, pruhování, lesk, tvrdost, štěpení a lom, krystalový tvar, měrná hmotnost, průhlednost, textura, magnetismus a reakce na kyseliny jsou některé z klíčových fyzikálních vlastností, které lze použít k identifikaci minerálů. I když existují i jiné metody, správné pochopení a aplikace těchto fyzikálních zkoumacích metod poskytuje pevný základ pro přesnou identifikaci různých typů minerálů. Pro spolehlivější výsledky používejte více metod současně.
