Что показывает тест штрихом о минерале?

Введение

Тест на штриховку является важным инструментом, используемым при идентификации минералов. Он заключается в том, что образец минерала берется и трется о фарфоровую пластину для штрихов, оставляя после себя порошкообразный остаток, известный как штрих минерала. Этот тест помогает определить ключевые свойства минерала, включая цвет, твердость и химический состав. Анализируя цвет и характеристики штриха, минералоги могут идентифицировать неизвестные образцы минералов и классифицировать их по группам.

Что такое штрих?

Штрих минерала относится к цвету порошкообразного остатка, оставшегося после его протаскивания по грубой, неглазурованной фарфоровой пластине, известной как штриховочная пластина. Пластина тверже многих распространенных минералов, поэтому при трении минерала по ее поверхности крошечные частицы отламываются и оседают на пластине. Собранный порошок отображает внутренний цвет минерала, который может быть таким же или отличаться от внешнего цвета неповрежденного образца минерала.

Черта — это диагностическое физическое свойство, используемое для различения минералов, которые в противном случае могут казаться похожими. Она представляет собой истинный цвет порошкообразного минерала, который может отличаться от цвета минерала в объемной форме из-за примесей или внешнего выветривания. Цвет черты зависит от химического состава минерала и светоотражающих свойств.

Почему важен цвет черты?

Анализ цвета черты минерала важен по нескольким причинам:

• Выявляет истинный цвет минерала: черта часто отличается от цвета неповрежденного образца минерала. Выветривание и примеси могут изменить внешний вид минерала. Но черта показывает чистый, неизмененный цвет.
• Помогает идентифицировать минерал: цвет черты является ключевым идентификационным признаком, используемым для классификации минералов. Минералы с одинаковым химическим составом обычно имеют схожие цвета штрихов.
• Определяет постоянство цвета: некоторые минералы показывают вариации или полосы цвета на своих поверхностях. Тест на штрихи определяет, являются ли это постоянными свойствами минерала или просто поверхностными покрытиями.
• Отличает похожих: минералы, которые кажутся идентичными, могут давать разные цвета штрихов, показывая, что они являются отдельными видами минералов.
• Указывает на поглощающие свет элементы: темные или цветные полосы указывают на присутствие элементов переходных металлов или дефектов кристаллической решетки.

Выявляя истинный цвет, не зависящий от внешних переменных, тест на штрихи дает важную подсказку для идентификации неизвестного образца минерала.

Как провести тест на штрихи

Для теста на штрихи требуется только фарфоровая пластина для штрихования и образец минерала для исследования. Вот необходимые шаги:

1. Приобретите пластину для штриховки. Это неглазурованные фарфоровые плитки, доступные у поставщиков минералогического тестирования. Осколок белого фарфора, например, нижняя часть керамической плитки, также может подойти в крайнем случае.
2. Выберите острый угол или край образца минерала, чтобы потереть его по пластине. Это должно обнажить свежие невыветренные поверхности.
3. Удерживайте пластину для штриховки устойчиво и энергично потрите минерал вперед и назад по поверхности с умеренным давлением. Применяйте примерно такое же давление, как если бы вы использовали карандаш.
4. Продолжайте шлифовать минерал на пластине, чтобы получить порошкообразную полосу длиной не менее 2-3 см.
5. Внимательно наблюдайте за цветом порошкообразной полосы, оставшейся на пластине. Сравните его с внешним цветом неповрежденного образца минерала. Обратите внимание на любые различия в оттенке или тоне.
6. Сдуйте или смахните щеткой остатки порошка с пластины для штриховки после проведения наблюдений.
7. Повторите процесс, используя другую поверхность минерала, чтобы подтвердить постоянство цвета штриховки.

В идеале проведите тест штриховки по крайней мере на трех различных поверхностях или гранях образца минерала и сравните результаты. Цвет штриховки должен быть одинаковым каждый раз, если он представляет собой истинный внутренний цвет этого минерала.

Факторы, влияющие на цвет штриховки

Несколько ключевых факторов могут влиять на цвет, полученный в результате теста штриховки:

Химический состав

Элементы, присутствующие в минерале, в значительной степени определяют цвет штриховки. Например, большинство железосодержащих минералов, таких как гематит и магнетит, демонстрируют красноватые или черные полосы. Сульфидные минералы, такие как сфалерит и пирит, часто демонстрируют желтоватые или коричневатые полосы. Элементарные металлы демонстрируют металлически-серые или черные цвета полос.

Дефекты кристаллической решетки

Дефекты в структуре кристаллической решетки минерала могут создавать цветовые центры, которые поглощают определенные длины волн света. Это приводит к появлению цветных полос, даже для минералов, которые в объемной форме кажутся белыми. Алмаз является известным примером, производящим желтую полосу из-за дефектов азота.

Кристаллическая структура

Расположение атомов в кристаллической решетке минерала также влияет на то, как свет рассеивается и поглощается. Один и тот же минерал с различной кристаллической структурой может демонстрировать разные цвета полос. Например, тридимит (орторомбический) имеет белую полосу, в то время как кристобалит (кубический) имеет серовато-белые полосы.

Размер частиц

Чем меньше размер частиц порошкообразного минерала, тем однороднее цвет полос. Очень мелкозернистые минералы, такие как глины, обычно дают более гладкие, более однородные полосы. Более крупные размеры зерен рассеивают свет непоследовательно, что приводит к появлению полос, которые могут показывать вариации.

Направление истирания

Некоторые минералы имеют разные цвета вдоль разных кристаллографических направлений. При трении перпендикулярно этим направлениям полоса может показывать вариации цвета, которые отсутствуют при трении параллельно. Плеохроизм может вызывать этот эффект.

Типичные цвета штрихов распространенных минералов

Вот обычные цвета штрихов для некоторых наиболее широко распространенных минералов:

Неметаллические минералы

Минерал	Цвет штриха
Кальцит	Белый
Кварц	Белый
Флюорит	Белый
Апатит	Белый
Полевой шпат	Белый
Корунд	От белого до бледно-коричневого
Алмаз	Желтый
Графит	От черного до темно-серого
Гематит	От красного до красновато-коричневого
Лимонит	Желтовато-коричневый
Сфалерит	От бледно-желтого до коричневого
Халькопирит	Зеленовато-черный
Пирит	От зеленоватого до коричневатого черный
Касситерит	От белого до красновато-коричневого

Металлические минералы

Минерал	Цвет штриха
Золото	Золотисто-желтый
Медь	Красновато-коричневый
Серебро	Серебристо-белый
Хромит	Коричневато-черный
Галенит	Серовато-черный
Молибденит	Серовато-черный
Гематит	Красновато-серый
Магнетит	Черный

Это общие цвета полос, на которые следует обращать внимание при идентификации минералов. Однако многие металлические минералы демонстрируют темно-сероватые или черноватые полосы, поэтому для их различения необходимы другие тесты.

Ограничения теста на полосатость

Хотя тест на полосатость является бесценным инструментом для минералогов, он имеет некоторые ограничения:

• Не подходит для диагностики всех минералов: некоторые минералы все еще дают похожие полосы, требующие дополнительных тестов для положительной идентификации.
• Изменяет образец: он измельчает часть образца минерала.
• Образцу требуется твердость: очень мягкие или порошкообразные минералы не дают полос.
• Не подходит для диагностики некоторых групп: силикаты показывают в основном белые полосы и требуют других тестов.
• Невозможно различить вариации: не выявляет все плеохроизмы, полосчатость, иридизацию или эффекты Шиллера.
• Связано с человеческим фактором: Восприятие цвета у разных наблюдателей разное.

Хотя это полезный первый тест, цвет штриха сам по себе не является окончательным для положительной идентификации минерала без других вспомогательных методов. Он лучше всего работает в сочетании с наблюдением за другими физическими свойствами минерала.

Заключение

Тест штриха — это простой, но ценный метод в наборе инструментов минералога. При трении минерала о грубую фарфоровую пластину крошечные частицы отламываются и оседают в виде порошкообразного остатка. Анализ цвета штриха дает быстрые подсказки об истинном цвете минерала, твердости, составе и идентичности. Несмотря на некоторые ограничения, штрих остается одним из самых легко выполнимых и диагностических тестов для идентификации минералов в полевых или лабораторных условиях. В сочетании с другими методами эта вековая процедура по-прежнему представляет собой краеугольный камень минералогических исследований.