Порядковый номер или коэффициент, определяется следующим образом: если какой-либо минерал царапает, например кальцит, имеющий твердость 3, то его твердость обозначается коэффициентом 3,5 (или 3–4).
Шкала твердости Мооса
1. Тальк 6. Ортоклаз
2. Гипс 7. Кварц
3. Кальцит 8. Топаз
4. Флюорит 9. Корунд
5. Апатит 10. Алмаз
Из всех известных минералов алмаз – самый твердый, а корунд – единственный имеет твердость 9.
В полевой обстановке для определения твердости минералов обыкновенно пользуются имеющимися под рукой предметами. Так, твердость грифеля мягкого карандаша около 1; ногтя – 2–2,5; медной монеты – 3–4; железного гвоздя – 4–4,5; кусочка стекла – 5; лезвия стального ножа – 6; напильника – 7.
По степени прозрачности различают минералы прозрачные – горный хрусталь, алмаз и непрозначные – графит.
Спайность – это способность минерала раскалываться по определенным направлениям. Спайность бывает очень совершенной, совершенной и несовершенной. У кварца спайность отутствует – это также является диагностическим признаком.
Минералы с хорошо выраженной спайностью называют шпатами – от старонемецкого слова, означающего «раскалываться». Например, плавиковый шпат – флюорит, исландский шпат – кальцит и др.
Спайность прозрачных и просвечивающих кристаллов часто обнаруживаетс по наличию спайных трещинок, например в кальците. Это свойство гранильщики учитывают при шлифовке и огранке камней.
Излом минерала также является важной его характеристикой. При наличии спайности излом по направлению спайности получится ровным, при отсутствии спайности – раковистым, похожим на внутреннюю поверхность раковины, как например у опалов, халцедона, вулканического стекла. Раковистый излом характерен также для кальцита, кварца, топаза и многих других минералов. Он позволяет получить острые кромки у обсидиана и кремней, что было крайне важным для изготовления ножей, скребков и других каменных орудий в древние времена.
Излом может быть занозистым, напоминающим поперечный излом древесины. Такой излом часто бывает у минералов волокнистого строения – асбеста, волокнистого гипса, турмалина.
Излом может быть крючковатым, как например у самородной меди и серебра, а также зернистым, как у апатита и др.
Основным признаком минералов, содержащих железо, является магнитность.
Она свойственна немногим минералам – пирротиту, магнетиту, платине, самородному железу. Магнитные минералы притягиваются магнитами и в крупных массах отклоняют стрелку компаса. Испытанию магнитом подвергают маленький кусочек минерала – 2–4 мм.
Вкус важен при определении солей. У галита (поваренной соли) он соленый, у сильвита (калийной соли – горько-соленый).
Запах – отличительная черта некоторых минералов. Пирит, например, пахнет серой, а мышьяковистые минералы – чесноком.
Для того, чтобы научиться определять минералы, нужно уделять знакомству с ними больше времени, стараясь их запомнить, отмечая внешние признаки, характерные формы, сообщества с другими минералами, окружающую обстановку.
Опыт и практические навыки помогут распознавать некоторые минеральные виды в знакомых образцах, затем придет умение различать все большее их число и в более разнообразном виде.
Необходимо принять за правило определять минерал по совокупности признаков, влючая форму выделения, минералы-спутники, тип месторождения, где был найден. Это требует определенной минералогической грамотности, что для любителей и собирателей камней весьма важно. Специлисты-минералоги, опытные коллекционеры рекомендуют освоить испытанные методики хороших определителей минералов и придерживаться их.
Набор характерных признаков позволяет узнавать минералы не только, когда они представлены в виде отдельных минералов, но и в составе горных пород.
Так, кварц и слюду узнают в граните, а кальцит – в мраморе и т. д.
Горные породы слагаются из различных минералов и входят в составы оболочек земной коры. Почему образуются минералы?
Описатели камней – петрографы делят их, горные породы, на три большие группы в зависимости от происхождения.
К первой группе относятся магматические породы. Они родились в самых нижних частях земной коры и верхах мантии. Мантия – это оболочка Земли, расположенная между корой и ядром планеты. Происходящие там процессы радиоактивного распада элементов, энергии перемещения и перераспределения вещества, тепловые потоки, термоядерные и химические реакции, иные, еще не известные силы, расплавляют горные породы. Так в твердой Земле образуются очаги первичной магмы.
В глубинах Земли существуют огромные давления и магма находится там в пластинчатом, близком к твердому состоянию, но как только давление в результате образования различных трещин, расколов, поднятий участков земли и т. п. снижается, вещество горячего вещества переходит в жидкое состояние – собственно магму, родоначальницу магматических пород.
Магматические породы поднимаются по трещинам и каналам ближе к земной поверхности. Если магма находит выход и выливается на поверхность земли в виде лавы, например, при извержении вулкана, из нее образуются вулканические (излившиеся) горные породы, которые являются одной из разновидностей вулканических. Если магма не дойдет до поверхности, застрянет по дороге и извержения не произойдет, то при понижении температуры выкристаллизовываются так называемые интрузивные (внедрившиеся) породы. Интрузивные породы являются другой разновидностью магмы.
Ко второй группе относятся осадочные породы. Их происхождение связано с процессами осаждения в морях, озерах, океанах приносимого реками, ветрами, льдами и другими способами различного материала.
Этот материал выпадает на дно в виде частичек – так образуются глины, пески и т. д. или кристаллизуется из растворов (соли, травертины, доломиты).
Осадочные породы образовываются также и из организмов, скелеты которых построены на извести или кремнеземе. Частицы кораллов, раковин скапливаются на дне водоемов и этот осадок, уплотняясь, и вытесняя воду превращается в горную породу. Существует много разновидностей осадочных пород.
К третьей группе относятся преобразованные породы. Они возникли под влиянием больших температур и давлений в глубинах Земли – это метаморфические породы – мрамор, кристаллические сланцы и др. или путем замещения одних минералов другими при относительно нормальных температурах и давлениях – это метасоматические породы. К метасоматическим породам относят большинство гранитов и другие.
Независимо от происхождения, все породы разделяются в зависимости от содержания в них кремнезема на кислые, средние, основные и ультраосновные. В применении к магматическим породам эта классификация связана с глубиной магматического очага – количество кремнезема уменьшается сверху вниз от поверхности Земли к мантии. На глубине 60 – 100 км кремнезема содержится менее 45 процентов и магма имеет основной, а возможно и ультраосновной состав. В таком составе располагаются первичные очаги таких пород, как перидотиты, базальты и др. Они, как правило, обогащены окислами кальция, железа, магния.
Ближе к поверхности могут возникать кислые и средние расплавы, которые дают диориты, магматические граниты и другие породы, в которых содержание кремнезема повышено.
Вулканических пород, которые возникли из кислых магм очень мало – около 13 процентов всей площади распространения магматических и метасоматических пород.
На долю гранитов приходится приблизительно такое же количество. Однако в отношении гранитов, по мнению некоторых исследователей, существует своеобразная тайна. Состоит гранит из самых распространенных минералов – кварца, полевого шпата, слюды – и знаком многим. Вроде бы тайны никакой нет, и в то же время она существует. Заключается она в том, что до сих пор точно не установлено, где и как родились граниты и их «родственники» – гранитодиориты, гранитогейсы и др.
История эта давняя и началась со второй половины XUIII века, когда началась научная война между «нептунистами», которые объясняли появление всех горных пород выпадением их в осадок из "хаотической жидкости" и «плутонистами», которые утверждали, что все породы – огненного происхождения. Борьба между учеными длилась долгие годы. Надо отметить, что происхождение камня до наших дней вызывает споры, правда, не столь жаркие и упорные. В XX веке они вробы утихли, так как многим стало ясно, что имеются осадочные породы – пески, глины, известняки, и существуют породы магматические – базальты, габбро, граниты. Первые образовались в различных водоемах путем выпадения в осадок, вторые – из огненно-жидких расплавов сложного, преимущественного силикатного состава, насыщенные летучими соединениями – магмы, проплавляют себе путь в горных породах, поднимаются по трещинам и застывают в верхних частях коры или изливаются на поверхность в виде вулканической лавы.
