Giáo trình Tinh thể, Khoáng vật, Thạch học - Chương 5: Tính chất vật lý của khoáng vật

Chương 5 Tính chất vật lý của khoáng vật 1. Tính chất vật lý 2. Các tính chất quang học 3. Các tính chất cơ học 4. Các tính chất khác 1. Tính chất vật lý Các đặc điểm có thể quan sát bằng mắt thường. Biểu hiện đặc điểm về thành phần hóa học và kiến trúc bên trong; Điều kiện hình thành. 2 2. Các tính chất quang học Đặc điểm truyền ánh sáng trong tinh thể. Quang học chất rắn: - Chất đẳng hướng quang học. - Chất dị hướng quang học. 3 Độ trong suốt Khả năng ánh sáng truyền qua môi trường. Các mức độ trong suốt: - Trong suốt. - Bán trong suốt. - Không trong suốt. Phụ thuộc vào bề dày. 4 5 Ánh và chiết suất Năng suất phản xạ ánh sáng lên bề mặt (R). Phụ thuộc vào chiết suất (n). 𝑅 = 𝑛 − 1 𝑛 + 1 2 6 Ánh Chiết suất Ví dụ Ánh thủy tinh 1,3-1,9 Thạch anh, fluorite Ánh kim cương 1,9-2,6 Zircon, cassiterite Ánh bán kim 2,6-3,0 Hematite, sphalerite Ánh kim >3,0 Galena, pyrolusite 7 Khoáng vật không trong suốt → R cao hơn. Lưỡng chiết suất càng cao → ánh càng dị hướng. 8 Magnesite, n=2,42 Phụ thuộc đặc điểm bề mặt phản chiếu ánh sáng. 9 Ánh sáp (turquoise) Ánh đất (kaolinite) Ánh tơ Ánh xà cừ (opal) Ánh nhựa (sphalerite) * Điều kiện ánh sáng giống nhau. Màu sắc Màu tự sắc • Do chứa nguyên tố mang màu (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, W, Mo, đất hiếm) là thành phần chính hoặc thay thế đồng hình. • Một nguyên tố mang màu không tạo nên một màu cố định và ngược lại. 10 11 Ruby (Cr) Uvarovite (Cr)Pyrope (Cr) Lazurite (Rb) Beryl (Cs) • Thay đổi thành phần hóa học và tính đồng nhất trong mạng tinh thể. • Sai hỏng kiến trúc mạng. 12 Halite Lazurite Màu ngoại sắc • Tạp chất nhỏ (vô cơ, hữu cơ, bao thể) mang màu phân tán hoặc tập trung thành các vành có màu sắc khác nhau. • Thay đổi theo nhiệt độ. 13 Smoky quartz (bitum) Green quartz (chlorite, amphibolite))Red quartz (micas, goethite) Màu giả sắc Hiện tượng giao thoa ánh sáng. 14 Chalcopyrite Màu vết vạch Màu của bột khoáng vật. Đặc trưng cho mỗi khoáng vật. Có thể giống hoặc không giống màu của khoáng vật. 15 3. Các tính chất cơ học Tính cát khai Khoáng vật tách thành những mặt phẳng theo những phương nhất định dưới tác dụng của ngoại lực. Phân biệt với tách khai (giả cát khai). 16 Mức độ cát khai - Rất hoàn toàn: dễ tách thành những lá mỏng, mặt trơn nhẵn. - Hoàn toàn: gõ nhẹ thành những mảnh nhỏ, mặt tương đối nhẵn. - Trung bình: khó tách thành những mặt phẳng nhất định, mặt cát khai không liên tục. - Không hoàn toàn: rất khó nhìn thấy những mặt cát khai, đa số là vết vỡ. - Không có cát khai. 17 18 Vết vỡ Đặc điểm bề mặt vỡ của khoáng vật. 19 Độ cứng Khả năng chống lại ngoại lực. Có quan hệ với kiến trúc tinh thể và thành phần hóa học (bán kính, hóa trị, số phối trí) • Độ cứng tuyệt đối. • Độ cứng tương đối. 20 21 Thang độ cứng H0 (theo Mohs) và giá trị độ cứng H của các khoáng vật chuẩn Nhận biết độ cứng khoáng vật bằng so sánh với vật thông dụng Khoáng vật chuẩn H0 (H kg/mm 2) Vật đối sánh Độ cứng Talc:Mg3[Si4O10](OH)2 1 2,4 bút chì 1 Gypsum: CaSO4 2H2O 2 36,0 móng tay 2,5 Calcite: CaCO3 3 109,0 Sợi dây đồng, đồng xu 3 Fluorite: CaF2 4 189,0 đinh sắt 4 Apatite: Ca5[PO4]3(F,Cl) 5 5360,0 Dao nhíp, kính thủy tinh 5 5,5 Orthoclas: K[Si3AlO8] 6 795,0 dao sắc, dũa thép 6 Thạch anh: SiO2 7 1120,0 Topaz: Al2[SiO4](F,OH)2 8 1427,0 Corundum: Al2O3 9 2060,0 Kim cương: C 10 10060,0 Tỷ trọng Có giá trị rất khác nhau, tập trung trong khoảng 2,5-4. • Loại nhẹ: <2,5. • Loại vừa: 2,5-4. • Loại nặng: >4. Liên quan đến khối lượng nguyên tử, hóa trị, số phối trí) 22 4. Các tính chất khác Từ tính Tính dẫn điện Tính tích điện Tính phóng xạ Tính phát quang 23