Необичайните физикохимични свойства на кварца са използвани от немски учени за ново, досега неизвестно приложение. Оказва се, че този минерал може да служи като електронен "нос", който "надушва" взривни вещества и опасни газове. Особено примамлива е невероятно ниската цена на разработката, позволяваща тя да се използва повсеместно.
Еволюцията на оръдията за убийства не спира. На мястото на тринитротолуола се появи новата изригваща смес триацетон-трипероксид (TATP). За разлика от своя предшественик, това взривно вещество не гори при детонация и следователно не оставя никакви следи от горене. ТАТР вече е в арсенала на терористите: на 22 декемрври 2001 година "бомбаджията с маратонките" Ричард Рийд се опита да взриви с негова помощ самолет, летящ от Рим към Майами. След това имаше терористични актове в Лондон и Мадрид, където също беше използан триацетон-трипероксид.
Това взривно вещество много трудно се открива със стандартни средства за търсене. Също така изготвянето му не изисква нито особени промишлени условия, нито дори начални познания по химия. Затова много научни групи по целия свят се занимават с разработки на анализатори, способни достатъчно бързо да откриват заплахата. Щастието се усмихна на немските физици и химици от Бонския университет.
Група изследователи под ръководството на професора по органична химия Зигфрид Валдфогел открива, че ТАТР има тенденция към изпарение, а в комфортни за човека температурни условия интензивността на изпаряването нараства. Обаче да се вземат проби от въздуха и да се изпращат в лаборатория не е изход, защото понякога трябва за минути да се открие взривното вещество.
Тогава учените построили портативен детектор, принципът на който е способността на кварца да резонира при изменение на електрическото напрежение. В центъра на устройството са разположени три кварцови стержена с дължина 3 милиметра и дебелина 40 микрона. Всеки стержен е покрит със слой специални химически съединения — фенилин дендример, циклодекстрин и натриев холит.
Под въздействието на определени изменения на околния въздух всеки от материалите от покритието заставя кварцовия стержен да резонира със собствена честота. Комбинацията от тези три химически вещества позволява да се реагира именно на изпаренията от ТАТР.
Времето за работа на новия детектор е не повече от пет секунди. Работният прототип е способен да открива взрив при съдържание на ТАТР във въздуха при съотношение едно на милион, но конструкторите са уверени, че ще успеят да повишат чувствителността още поне десет пъти.
Дори преди началото на масовото производство цената на детектора е по-малко от 100 долара. Според разработчиците себестойността ще бъде още по-малка и ще позволи евтините прибори да се използват повсеместно: във входовете на сгради, в пътническия транспорт и други места на масово струпване на хора.
Използваната в детектора технология може да се приложи за търсене и на други химически вещества. Според Зигфрид Валдфогел е необходимо само да се подберат правилни покрития за кварцовите стержени. Възможно е в близко бъдеще учените да адаптират разработката за откриване на метан в мините и търсенето на отровни вещества.
неделя, 31 януари 2010 г.
събота, 30 януари 2010 г.
Какво ни държи на Земята
Ясен Пекунов, в."Капитал"
Нова теория за гравитацията може би ще обясни природата на тази сила и ще промени основни постулати във физиката
Природните закони за разлика от човешките са задължителни. Никой не може да пренебрегне гравитацията. И всъщност никой не знае какво точно представлява тя. Освен може би един холандски физик...
Д-р Ерик Верлинде от университета на Амстердам е познато име в средите на теоретичната физика. Той е известен специалист в областта на доста абстрактната Струнна теория, която е възникнала донякъде заради неприят-ностите, които именно гравитацията създава на физиката.
Един велик английски физик е първият, който описва действието на гравитационната сила. Анекдотът разказва, че той "открил" земното притегляне, когато една ябълка го ударила по главата. Уви, тази история е невярна, както разкри ръкопис, който английското кралското научно дружество публикува преди няколко дни. Иде реч за оригиналните бележки на Уилям Стъкъли, прочут археолог и първи биограф на сър Исак Нютон. В тях той разказва как Нютон е мислел за земното притегляне и когато видял как една ябълка пада, съобразил, че очевидно земята я привлича.
И така гравитацията била описана като сила на привличане между телата, която действа на голямо разстояние и големината й е пропорционална на масата на телата. Около два века и половина по-късно Айнщайн създал Теорията на относителността, където гравитацията получила малко по-прецизно описание и вече зависела от кривината на пространство-времето, която се получава вследствие на наличието на обект с някаква маса.
Неусетно гравитацията получила статут на една от четирите фундаментални сили. Никой не знаел защо я има и какво я причинява, но понеже действала върху всичко и била точно такава, че да позволи съществуването на Вселената, физиците решили, че тя е вродено свойство на материята подобно на електромагнетизма и ядрените сили. Тогава започнали проблемите.
Фундаменталните сили (освен гравитацията) се описват от т.нар. стандартен модел. Освен това тези сили се пренасят между парчетата материя от особени частици (т. нар. частици на взаимодействието). Гравитацията не се вписва в стандартния модел, а мистичният гравитон, който би трябвало да е преносител на гравитационната сила, никога не бил открит. Мечтата на физиката през втората половина на миналия век бе създаването на теорията на великото обединение, която да включи гравитацията в стандартния модел, който почти напълно обяснява Вселената на микрониво. Мечта, в която днес вярват все по-малко учени.
Вероятно това е смелият въпрос, който си е задал д-р Ерик Верлинде, преди да подходи към гравитацията по удивително прост, но съвсем нов начин. Теорията му е оповестена в началото на януари (arXiv:1001.0785v1) и вече получи положителни отзиви от известни физици, например от Нобеловия лауреат Джерадус'т Хоофт.
Какво е новото при Верлинде? Първо той допуска, че гравитацията не е фундаментална сила. Вместо това постулира, че гравитацията е следствие от количеството информация и мястото на тази информация в пространството. Физиците наричат материята информация, а пространство-времето е просто място, където се съхранява тази информация (материя). В този смисъл материята ражда пространството. Премахнем ли информацията, изчезва и пространството.
Тръгвайки оттук, в един достъпен и прост вид д-р Верлине извежда уравненията на Нютон и Айнщайн. В основата на подхода се оказва ентропията. Ентропия се нарича спонтанната (и статистически обоснована) склонност на материята да заема хаотично разположение. Ентропията е онова, което не позволява на подхвърлените нагоре камъчета да паднат на земята по начин, който да изпише "Ну, погоди!" например.
Според модела на проф. Верлинде гравитацията е следствие на ентропията, тоест е ентропийна сила, което лесно се доказва от съвсем класически уравнения, включващи температура, маса и енергия. Ученият споделя, че ако по този начин бяха изведени само законите на Нютон, то това можеше да е просто случайност. Но методът позволява да се изведат и законите на Айнщайн за гравитацията. Ако гравитацията, която подрежда Вселената и управлява закономерно движението на небесните обекти, е ентропийна сила, то природата проявява чудесно чувство за хумор – излиза, че стремежът на материята към хаос е отговорен за подредеността на Вселената.
Работата на д-р Верлинде повдига и още един интересен въпрос. Цялата елегантна и убедителна теория изисква и второ допускане. И то е, че ние живеем в Холограмна Вселена
Това вече звучи малко смахнато. Ако сме склонни да наричаме идеите на Стивън Хокинг и Якоб Бекенщайн, двама от най-големите физици на човечеството за всички времена, смахнати. Те твърдят, че информацията, която съдържа една черна дупка, е кодирана на повърхността й. Ако заместим информация с материя, достигаме до идеята за холограма – съдържанието на черната дупка е холограма на повърхността й.
Вселената, поне според сегашните ни разбирания, представлява един голям балон, който постоянно се разширява с определена скорост. Гравитацията противодейства на този процес и между другото има точно такава сила, тъй че разширението да позволи материята да стои заедно няколко десетки милиарди години.
Вселената е толкова огромна сфера, че количеството информация в нея надвишава количеството информация на повърхността на сферата. Това нарушава закона за запазване на енергията, който е основният закон на физиката. Нищо и никога не може да го наруши. За да избегнат парадокса, физиците постулират, че вътрешността на сферата (материята във Вселената) е холографско изображение на информацията на повърхността.
Холограма по определение е двумерно изображение, което изглежда триизмерно следствие на отражение на светлината. Ако хипотезата на д-р Ерик Верлинде за гравитацията се потвърди, тя ще е поредното силно доказателство в полза на холограмна Вселена.
Нова теория за гравитацията може би ще обясни природата на тази сила и ще промени основни постулати във физиката
Природните закони за разлика от човешките са задължителни. Никой не може да пренебрегне гравитацията. И всъщност никой не знае какво точно представлява тя. Освен може би един холандски физик...
Д-р Ерик Верлинде от университета на Амстердам е познато име в средите на теоретичната физика. Той е известен специалист в областта на доста абстрактната Струнна теория, която е възникнала донякъде заради неприят-ностите, които именно гравитацията създава на физиката.Един велик английски физик е първият, който описва действието на гравитационната сила. Анекдотът разказва, че той "открил" земното притегляне, когато една ябълка го ударила по главата. Уви, тази история е невярна, както разкри ръкопис, който английското кралското научно дружество публикува преди няколко дни. Иде реч за оригиналните бележки на Уилям Стъкъли, прочут археолог и първи биограф на сър Исак Нютон. В тях той разказва как Нютон е мислел за земното притегляне и когато видял как една ябълка пада, съобразил, че очевидно земята я привлича.
И така гравитацията била описана като сила на привличане между телата, която действа на голямо разстояние и големината й е пропорционална на масата на телата. Около два века и половина по-късно Айнщайн създал Теорията на относителността, където гравитацията получила малко по-прецизно описание и вече зависела от кривината на пространство-времето, която се получава вследствие на наличието на обект с някаква маса.
Неусетно гравитацията получила статут на една от четирите фундаментални сили. Никой не знаел защо я има и какво я причинява, но понеже действала върху всичко и била точно такава, че да позволи съществуването на Вселената, физиците решили, че тя е вродено свойство на материята подобно на електромагнетизма и ядрените сили. Тогава започнали проблемите.
Фундаменталните сили (освен гравитацията) се описват от т.нар. стандартен модел. Освен това тези сили се пренасят между парчетата материя от особени частици (т. нар. частици на взаимодействието). Гравитацията не се вписва в стандартния модел, а мистичният гравитон, който би трябвало да е преносител на гравитационната сила, никога не бил открит. Мечтата на физиката през втората половина на миналия век бе създаването на теорията на великото обединение, която да включи гравитацията в стандартния модел, който почти напълно обяснява Вселената на микрониво. Мечта, в която днес вярват все по-малко учени.
Вероятно това е смелият въпрос, който си е задал д-р Ерик Верлинде, преди да подходи към гравитацията по удивително прост, но съвсем нов начин. Теорията му е оповестена в началото на януари (arXiv:1001.0785v1) и вече получи положителни отзиви от известни физици, например от Нобеловия лауреат Джерадус'т Хоофт.
Какво е новото при Верлинде? Първо той допуска, че гравитацията не е фундаментална сила. Вместо това постулира, че гравитацията е следствие от количеството информация и мястото на тази информация в пространството. Физиците наричат материята информация, а пространство-времето е просто място, където се съхранява тази информация (материя). В този смисъл материята ражда пространството. Премахнем ли информацията, изчезва и пространството.
Тръгвайки оттук, в един достъпен и прост вид д-р Верлине извежда уравненията на Нютон и Айнщайн. В основата на подхода се оказва ентропията. Ентропия се нарича спонтанната (и статистически обоснована) склонност на материята да заема хаотично разположение. Ентропията е онова, което не позволява на подхвърлените нагоре камъчета да паднат на земята по начин, който да изпише "Ну, погоди!" например.
Според модела на проф. Верлинде гравитацията е следствие на ентропията, тоест е ентропийна сила, което лесно се доказва от съвсем класически уравнения, включващи температура, маса и енергия. Ученият споделя, че ако по този начин бяха изведени само законите на Нютон, то това можеше да е просто случайност. Но методът позволява да се изведат и законите на Айнщайн за гравитацията. Ако гравитацията, която подрежда Вселената и управлява закономерно движението на небесните обекти, е ентропийна сила, то природата проявява чудесно чувство за хумор – излиза, че стремежът на материята към хаос е отговорен за подредеността на Вселената.
Работата на д-р Верлинде повдига и още един интересен въпрос. Цялата елегантна и убедителна теория изисква и второ допускане. И то е, че ние живеем в Холограмна Вселена
Това вече звучи малко смахнато. Ако сме склонни да наричаме идеите на Стивън Хокинг и Якоб Бекенщайн, двама от най-големите физици на човечеството за всички времена, смахнати. Те твърдят, че информацията, която съдържа една черна дупка, е кодирана на повърхността й. Ако заместим информация с материя, достигаме до идеята за холограма – съдържанието на черната дупка е холограма на повърхността й.
Вселената, поне според сегашните ни разбирания, представлява един голям балон, който постоянно се разширява с определена скорост. Гравитацията противодейства на този процес и между другото има точно такава сила, тъй че разширението да позволи материята да стои заедно няколко десетки милиарди години.
Вселената е толкова огромна сфера, че количеството информация в нея надвишава количеството информация на повърхността на сферата. Това нарушава закона за запазване на енергията, който е основният закон на физиката. Нищо и никога не може да го наруши. За да избегнат парадокса, физиците постулират, че вътрешността на сферата (материята във Вселената) е холографско изображение на информацията на повърхността.
Холограма по определение е двумерно изображение, което изглежда триизмерно следствие на отражение на светлината. Ако хипотезата на д-р Ерик Верлинде за гравитацията се потвърди, тя ще е поредното силно доказателство в полза на холограмна Вселена.
четвъртък, 28 януари 2010 г.
Дървета на милиони и гноми в Перник
Рядък експонат от времето на плиоцена е поставен на входа на единствения подземен минен музей Вкаменено дърво на възраст 5 млн. години е новият талисман на перничани. Редкият експонат от времето на плиоцена е поставен на входа на подземния минен музей в града (Pernik.bg), разказва управата му. Предполага се, че дървото е било затрупано, но се е запазило, без да се разрони.
Миньорите смятат, че докосването до него е добра поличба, а специален надпис на входа на музея кани посетителите да се доверят на миньорското поверие.
Вкаменелостта е открита в Старите рудници през 1910-1915 г. от инж. Васил Радославов. Точният вид на дървото не е установен - възможно е да е дъб, бук, топола, върба или бряст.
В Перник има още едно вкаменено дърво на възраст 5 млн. години, почти прилепнало до сградата на бившата минно-спасителната служба, която е приватизирана. Новият собственик обаче смята, че редкият експонат му принадлежи и не го предоставя на общината.
Друг символ на миньорското щастие са необичайните фигури на гноми. В забоите миньорите поставяли джуджетата закрилници, за да ги пазят от злополуки. Подготвя се тяхна изложба.
Необичайните находки са част от атракциите на първия в България и единствен на Балканите подземен минен музей, който отвори врати за посетители на 26 юни. За създаването му бяха обособени галерии от първия пернишки рудник. 
Някога на същото място е имало конюшня, в която живеели слепи коне. Специален експонат показва как те са извозвали въглища. Миньорите идвали на работа с носии, в галериите ги събличали и копаели почти голи.
В забоите на пернишкия музей е сниман и българският филм "Бащата на яйцето", както и кадри от "Валсове и танга в с. Бела вода" и от американската продукция "Хитмен". 
Идеята за създаване на музея възникнала още през 1980 г. по случай 90-годишния юбилей на мината. Най-напред била открита надземната част, пресъздаваща документално историята на въгледобивното предприятие. През 1986 г. отворило врати и подземието, което обаче функционирало много кратко. Доста от металните експонати били ограбени.
След ремонт, отводняване и обезопасяване на галериите, подземната атракция прие през лятото на миналата година първите си посетители по случай 80-годишния юбилей от обявяването на Перник за град. В списъка на гостите на музея вече има доста чужденци - белгийци, французи и дори колумбийци. Те с радост купуват късчета въглища на възраст 2 млн. години.
Всяко парче от черното злато е снабдено със специален сертификат удостоверяващ възрастта му, и струва само 2 лева. В бъдеще ще се продават и фигури на гноми, символизиращи миньорското щастие.
На 50 м под земята е обособен и параклис, където миньорите се молят Бог да ги предпазва от злополуки.
В специална зала за мултипрезентации се прожектира първият документален филм за Перник "Сърцето на България", заснет през 1929 г. със спонсорството на ротмистър Велко Стоев, който оглавявал противовъздушна батарея в Перник.
Освен технологията за добиване на въглища, първата българска електрическа централа, заработила тук, и първата електрическа крушка, светнала също в Перник, лентата показва и кадри от стара София. Филмът е запечатал първото улично осветление на столицата.
Идеята сега е подземният музей да бъде разширен, да обхване две галерии с обща дължина 4 км и по тях да се движи влакче. От общинската администрация в Перник търсят варианти за разширяване на атракцията. 
Основни скалообразуващи минерали
Школа ЗЕМЯТА - ПОЗНАТА И НЕПОЗНАТА
Лекция на Лариса Нешева, уредник в музея "Земята и хората"
Минералогията е една от основните геоложки науки, която има за задача всестранното изучаване на минералите. Освен самостоятелни находища, минералите изграждат рудите, както и всички видове скали в литосферата, възникнали в резултат на разнообразни геоложки процеси, които са протичали през различните етапи от нейното развитие.
Науката, която се занимава с пълното изучаване на скалите се нарича петрология (от латински – “петрос” – камък и “логос” - наука) или петрография (“петрос” – камък и “графус” - пиша). Скалите са изградени от един или няколко минерални вида. Напр.: варовикът, мраморът са мономинерални - изградени са само от калцит; пясъчникът, кварцитът – само от кварц. Гранитът, пегматитът, гнайсът – са агрегати от кварц, фелдшпат, слюда, амфибол, пироксен. инералите, които определят основния състав на различните видове скали се наричат главни скалообразуващи минерали. Има и т. нар. второстепенни минерали, които не са определящи за състава и вида на скалите, а също така и акцесорни минерали – това са минерали, които се срещат спорадично и са редки за съответния вид скали.
Съществуват три типа скали, според генезиса им:
• Седиментни
• Магмени – интрузивни и ефузивни (вулкански)
• Метаморфни
Глвни скалообразуващи минерали са:
1. К в а р ц SiO2
Структура и морфология
Тригонален. Има скелетна структура. Високотемпературният кварц (кристализиращ над 573о) се среща като бипирамидални кристали без или със слаборазвити призматични стени
(т. нар. „мармарошки диаманти”),
а нискотемпературният – като призматични до иглести кристали.
Свойства
Няма цепителност, с мидест лом, тв. 7, отн.т. 2,65. Има стъклен блясък. Пиезоелектричен.
В магмените и метаморфни скали кварцът е под формата на изометрични зърна с бял до сивкав цвят, матов и с ясно изразен мидест лом.
В седиментните скали – пясъци и пясъчници, кварцът има зърнест изглед с бял, сивкав или кремав до червен цвят от железни хидрооксиди.
2. Група на фелдшпатите
Фелшпатите са наречени така, поради широкото им разпространение в природата и ясната цепителност.
Те са алумосиликати на Na, Ca, K и по-рядко на Ba. Натриево - калциевите се наричат плагиоклази, те образуват изоморфна редица с главни членове:
албит – NaAlSi3O8
и анортит - CaAl2Si3O8.
Калиевите фелдшпати са микроклин, ортоклаз и санидин.
Те имат един и същи химичен състав и се различават единствено по подредеността на структурата си.
Смесимостта между ортоклаз и албит е много ограничена, поради значителната разлика в размерите на калиевия и натриевия йон.
Структура и морфология
Фелдшпатите са моноклинни и триклинни по симетрия. Структурата им е скелетна, но в нея се разграничават вериги, което определя хабитуса (външния изглед) на минералите и цепителността им в две посоки под ъгъл 90о за моноклинните и 86о за триклинните. Образуват късопризматични или плочести кристали и различни срастъци – карлсбатски, бавенов, манебахов, полисинтетни срастъци.
Свойства
Плагиоклазите имат цепителност в две посоки, под ъгъл 86о, тв. 6 – 6,5, отн.т. 2,6 за албита
и 2,7 за анортита.
Обикновено са бели, но могат да бъдат розови и червени от примеси.
Калиевите фелдшпати имат цепителност в две посоки, под ъгъл 90о (с изключение на микроклина, който е триклинен), тв. 6, отн.т. 2,5.
Обикновено са бели, но могат да бъдат розови, сиви, възжълти, като безцветни и воднобистри се срещат санидин и адулар.
Фелдшпатовата група минерали са най-разпространените в земната кора, от която изграждат почти 50%. Те съставляват до 90% от магмените и метаморфните скали и до 10% от седиментните скали.
В магмените и метаморфни скали фелдшпатите имат изометричен изглед в напречен пререз или се срещат като плочести кристалчета с бял, кремав или розов цвят.
В пегматитите кварцът и фелдшпатите понякога са прорастнали и образуват т.нар. писмен гранит.
3. Слюди
• М у с к о в и т KAl2AlSi3O10(OH)2
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува псевдохексагонални пластинчати кристали, розетковидни агрегати, сферолити. Гигантски кристали на мусковит са намерени в пегматити и достигат до 7 кв. м.
Свойства
Има съвършена цепителност, тв. 2,5 - по цепителната повърхнина и 4 - напречно, отн.т. 2,8. Безцветен или със слаб оттенък в зелено, сиво или кафеникаво.
• Б и о т и т K(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)
Структура и морфология
Моноклинна сингония, обикновено образува псевдохексагонални кристали, розетковидни агрегати.
Свойства
Съвършена цепителност, тв. 2,5 - по цепителната повърхнина и 4 - напречно, отн.т. 2,8 – 3,4 (когато съдържа повече Fe). Тъмнозелен до черен на цвят със стъклен до полуметален блясък.
4. Група на амфиболите
Наименованието им произлиза от гръцки и означава “несигурен, двузначещ”, поради това, че трудно ги разграничавали от други минерали. Групата включва около 60 вида сложни силикати с ромбична или моноклинна симетрия. Основни катиони в състава им са Mg, Mn, Fe, Ca, Na, които се заместват изоморфно, поради което химизмът на амфиболите се мени в широки граници. Имат верижна структура, която се състои от ленти - двойни вериги, което определя хабитуса им – късо- до дългопризматични кристали, иглести и влакнести (познати като азбести), както и характерната цепителност под ъгъл 124о.
• Амфибол NaCa2(Мg,Fe2+Al)5Si8O22(ОН)2
Това е основния скалообразуващ минерал в повечето магмени и метаморфни скали.
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува призматични кристали, често и срастъци. Среща се като зърнести и радиално–лъчести агрегати.
Свойства
Има съвършена цепителност в две посоки под ъгъл 124о , тв. 5,5 – 6, отн. т. 3,1 – 3,4. Черно зелен до черен на цвят.
5. Пироксенова група
Наименованието им произлиза от гръцки – “пир” - огън и “ксенос” – чужд, дадено им от Хаюи, който погрешно е смятал, че са чужди на магмените скали. Представители на групата са сложни силикати (Si2O6) на Mg, Fe, Ca, Mn, Na, Al, Li, изградени от единични вериги от силиций - кислородни тетраедри, с характерна цепителност под ъгъл 88о. Имат ромбична и моноклинна симетрия.
Както и амфиболите, пироксените са основни скалообразуващи минерали в магмените и метаморфни скали.
• Енстатит Mg2Si2O6
• Хиперстен (Mg,Fe)2Si2O6
Енстатитът е наименуван така, поради неговата огнеупорност, а хиперстенът – от гръцки - “хипер” и “стенос” – много твърд.
Структура и морфология
Ромбична сингония, рядко образуват кристали, обикновено са масивни до зърнести.
Свойства
Имат ясна цепителност под ъгъл 88о и неясна по (010), тв. 5 – 6, отн. т. 3,1 – 3,9. Цвят – светлокафяв до сив, когато са бедни на желязо и зелен до кафяв при повишено съдържание на желязо.
• Авгит (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6
Наречен така, поради силния блясък на цепителните му повърхнини (от гръцки – “авге” - блестя).
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува късопризматични, иглести кристали, чести срастъци по (100), зърнести маси, впръсляци в скалите.
Свойства
Има ясна цепителност по (110), тв. 5 - 6, отн. т. 3,3 – 3,5. Крехък, цвят – черен, зеленикав, кафяво - черен.
6. Калцит CaCO3
Името му произхожда от гръцки – “калкс” – свеждане до прах, чрез нагряване, използвано като име за варта.
Структура и морфология
Тригонален. Хабитусът му е разнообразен, описани са над 700 прости форми на кристалите. Образува от тънкоплочести до дългопризматични, ромбоедрични или скаленоедрични кристали, също и чести срастъци. Среща се и като зърнести агрегати, плътни или влакнести маси, сталактитовиден, оолитен, коралоиден до землест или прашест.
Свойства
Има съвършена цепителност в три посоки - по ромбоедър, твърдост – 3, отн. т. 2,71, увеличаващо се от съдържанието на Fe.
Безцветен и воднобистър – при исландския шпат или бял, жълт, кафеникав, розов, синкав до виолетов от примеси. Показва двойно пречупване на светлината. Кипи бурно при взаимодействие с HCl. Флуоресцентен.
Калцитът е полигенен минерал. Образува се при магматогенни, хидротермални условия, метаморфизъм (мрамори, калкошисти), утаява се както в морските басейни, образувайки варовици, така и в устията на някои реки, при смесването на речната с морска вода. Натрупва се и по биогенен път – някои растения извличат CO2 от бикарбонатните разтвори и намаляват разтворимостта на калциевия карбонат (така се образува бигорът), а също така изгражда черупките на много морски организми.
7. Доломит CaMg(CO3)2
Наречен в чест на френския минералог Доломьо.
Структура и морфология
Тригонален. Образува ромбоедрични кристали като често стените са му седловидно извити. Среща се и като плътни или зърнести агрегати.
Свойства
Доломитът има съвършена цепителност по ромбоедър, твърдост – 3,5 - 4, отн. т. 2,85. Безцветен или бял, от примеси – сив, кафяв до въззелен от желязо или розов с манган. За разлика от калцита в разредена HCl се разтваря бавно без кипене.
Минералът се образува главно по седиментогенен път в големи водни басейни. Той изгражда мономинералните седиментни скали доломити, които заедно с варовиците са едни от най - широко разпространените в литосферата.
8. Оливин (Mg,Fe)2SiO4
Наречен поради оливено зеления си цвят.
Структура и морфология
Ромбичен. Образува псевдоизометрични или дебелоплочести кристали.
Свойства
Оливинът има ясна цепителност по (010), тв. 6,5 – 7, отн. т. 3,27 - 4,2. Цветът му варира от оливенозелен до жълт и бял, когато преобладава магнезия.
Магматогенен минерал, влизащ в състава на ултрабазичните и базични скали от типа на дунити, които са изградени изцяло от оливин, перидотити – от оливин и пироксен, габро, норити, базалти. Във вулканските скали изкристализира най-рано.
9. Серпентин (Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH)4
Това е групово название на минералите хризотил, антигорит, лизардит.
Структура и морфология
Моноклинна сингония. За антигорита са характерни люспести или пластинчати агрегати, за хризотила – влакнести, а лизардит се нарича масивния серпентин, изграждащ метаморфните скали серпентинити.
Свойства
Не се наблюдава цепителност, тв. 2- 2,5, отн.т. 2 - 2,7, жълт, зелен до кафяв на цвят. Восъчен или мастен блясък.
10. Група на глините
С термина глина се обозначава землест дребнокристален материал, който става пластичен при смесване с неголямо количество вода.
Обикновено глинестите частички не надвишават 0,004 мм. Всички минерали от групата имат общи физични свойства, за това много трудно се диагностират – това е възможно само със специални методи. Плътността им се изменя, тъй като поемат вода от атмосферата. Образуват се при седиментация, изграждайки слоеве от мергели, алеврити и глинести скали, а също и при изветряне или хидротермални процеси.
Основни представители на глините са минералите:
• монтморилонит (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O
• каолинит Al2Si2O5(OH)4
.
Лекция на Лариса Нешева, уредник в музея "Земята и хората"
Минералогията е една от основните геоложки науки, която има за задача всестранното изучаване на минералите. Освен самостоятелни находища, минералите изграждат рудите, както и всички видове скали в литосферата, възникнали в резултат на разнообразни геоложки процеси, които са протичали през различните етапи от нейното развитие.
Науката, която се занимава с пълното изучаване на скалите се нарича петрология (от латински – “петрос” – камък и “логос” - наука) или петрография (“петрос” – камък и “графус” - пиша). Скалите са изградени от един или няколко минерални вида. Напр.: варовикът, мраморът са мономинерални - изградени са само от калцит; пясъчникът, кварцитът – само от кварц. Гранитът, пегматитът, гнайсът – са агрегати от кварц, фелдшпат, слюда, амфибол, пироксен. инералите, които определят основния състав на различните видове скали се наричат главни скалообразуващи минерали. Има и т. нар. второстепенни минерали, които не са определящи за състава и вида на скалите, а също така и акцесорни минерали – това са минерали, които се срещат спорадично и са редки за съответния вид скали.
Съществуват три типа скали, според генезиса им:
• Седиментни
• Магмени – интрузивни и ефузивни (вулкански)
• Метаморфни
Глвни скалообразуващи минерали са:
1. К в а р ц SiO2
Структура и морфология
Тригонален. Има скелетна структура. Високотемпературният кварц (кристализиращ над 573о) се среща като бипирамидални кристали без или със слаборазвити призматични стени
(т. нар. „мармарошки диаманти”),
а нискотемпературният – като призматични до иглести кристали.Свойства
Няма цепителност, с мидест лом, тв. 7, отн.т. 2,65. Има стъклен блясък. Пиезоелектричен.
В магмените и метаморфни скали кварцът е под формата на изометрични зърна с бял до сивкав цвят, матов и с ясно изразен мидест лом.
В седиментните скали – пясъци и пясъчници, кварцът има зърнест изглед с бял, сивкав или кремав до червен цвят от железни хидрооксиди.
2. Група на фелдшпатите
Фелшпатите са наречени така, поради широкото им разпространение в природата и ясната цепителност.
Те са алумосиликати на Na, Ca, K и по-рядко на Ba. Натриево - калциевите се наричат плагиоклази, те образуват изоморфна редица с главни членове:албит – NaAlSi3O8
и анортит - CaAl2Si3O8.
Калиевите фелдшпати са микроклин, ортоклаз и санидин.
Те имат един и същи химичен състав и се различават единствено по подредеността на структурата си.Смесимостта между ортоклаз и албит е много ограничена, поради значителната разлика в размерите на калиевия и натриевия йон.
Структура и морфология
Фелдшпатите са моноклинни и триклинни по симетрия. Структурата им е скелетна, но в нея се разграничават вериги, което определя хабитуса (външния изглед) на минералите и цепителността им в две посоки под ъгъл 90о за моноклинните и 86о за триклинните. Образуват късопризматични или плочести кристали и различни срастъци – карлсбатски, бавенов, манебахов, полисинтетни срастъци.Свойства
Плагиоклазите имат цепителност в две посоки, под ъгъл 86о, тв. 6 – 6,5, отн.т. 2,6 за албита
и 2,7 за анортита.
Обикновено са бели, но могат да бъдат розови и червени от примеси.Калиевите фелдшпати имат цепителност в две посоки, под ъгъл 90о (с изключение на микроклина, който е триклинен), тв. 6, отн.т. 2,5.
Обикновено са бели, но могат да бъдат розови, сиви, възжълти, като безцветни и воднобистри се срещат санидин и адулар.
Фелдшпатовата група минерали са най-разпространените в земната кора, от която изграждат почти 50%. Те съставляват до 90% от магмените и метаморфните скали и до 10% от седиментните скали.
В магмените и метаморфни скали фелдшпатите имат изометричен изглед в напречен пререз или се срещат като плочести кристалчета с бял, кремав или розов цвят.
В пегматитите кварцът и фелдшпатите понякога са прорастнали и образуват т.нар. писмен гранит.
3. Слюди
• М у с к о в и т KAl2AlSi3O10(OH)2
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува псевдохексагонални пластинчати кристали, розетковидни агрегати, сферолити. Гигантски кристали на мусковит са намерени в пегматити и достигат до 7 кв. м.Свойства
Има съвършена цепителност, тв. 2,5 - по цепителната повърхнина и 4 - напречно, отн.т. 2,8. Безцветен или със слаб оттенък в зелено, сиво или кафеникаво.
• Б и о т и т K(Mg,Fe2+)3(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)
Структура и морфология
Моноклинна сингония, обикновено образува псевдохексагонални кристали, розетковидни агрегати.Свойства
Съвършена цепителност, тв. 2,5 - по цепителната повърхнина и 4 - напречно, отн.т. 2,8 – 3,4 (когато съдържа повече Fe). Тъмнозелен до черен на цвят със стъклен до полуметален блясък.
4. Група на амфиболите
Наименованието им произлиза от гръцки и означава “несигурен, двузначещ”, поради това, че трудно ги разграничавали от други минерали. Групата включва около 60 вида сложни силикати с ромбична или моноклинна симетрия. Основни катиони в състава им са Mg, Mn, Fe, Ca, Na, които се заместват изоморфно, поради което химизмът на амфиболите се мени в широки граници. Имат верижна структура, която се състои от ленти - двойни вериги, което определя хабитуса им – късо- до дългопризматични кристали, иглести и влакнести (познати като азбести), както и характерната цепителност под ъгъл 124о.
• Амфибол NaCa2(Мg,Fe2+Al)5Si8O22(ОН)2Това е основния скалообразуващ минерал в повечето магмени и метаморфни скали.
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува призматични кристали, често и срастъци. Среща се като зърнести и радиално–лъчести агрегати.
Свойства
Има съвършена цепителност в две посоки под ъгъл 124о , тв. 5,5 – 6, отн. т. 3,1 – 3,4. Черно зелен до черен на цвят.
5. Пироксенова група
Наименованието им произлиза от гръцки – “пир” - огън и “ксенос” – чужд, дадено им от Хаюи, който погрешно е смятал, че са чужди на магмените скали. Представители на групата са сложни силикати (Si2O6) на Mg, Fe, Ca, Mn, Na, Al, Li, изградени от единични вериги от силиций - кислородни тетраедри, с характерна цепителност под ъгъл 88о. Имат ромбична и моноклинна симетрия.Както и амфиболите, пироксените са основни скалообразуващи минерали в магмените и метаморфни скали.
• Енстатит Mg2Si2O6• Хиперстен (Mg,Fe)2Si2O6
Енстатитът е наименуван така, поради неговата огнеупорност, а хиперстенът – от гръцки - “хипер” и “стенос” – много твърд.
Структура и морфология
Ромбична сингония, рядко образуват кристали, обикновено са масивни до зърнести.
Свойства
Имат ясна цепителност под ъгъл 88о и неясна по (010), тв. 5 – 6, отн. т. 3,1 – 3,9. Цвят – светлокафяв до сив, когато са бедни на желязо и зелен до кафяв при повишено съдържание на желязо.
• Авгит (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6
Наречен така, поради силния блясък на цепителните му повърхнини (от гръцки – “авге” - блестя).
Структура и морфология
Моноклинна сингония, образува късопризматични, иглести кристали, чести срастъци по (100), зърнести маси, впръсляци в скалите.Свойства
Има ясна цепителност по (110), тв. 5 - 6, отн. т. 3,3 – 3,5. Крехък, цвят – черен, зеленикав, кафяво - черен.
6. Калцит CaCO3
Името му произхожда от гръцки – “калкс” – свеждане до прах, чрез нагряване, използвано като име за варта.
Структура и морфология
Тригонален. Хабитусът му е разнообразен, описани са над 700 прости форми на кристалите. Образува от тънкоплочести до дългопризматични, ромбоедрични или скаленоедрични кристали, също и чести срастъци. Среща се и като зърнести агрегати, плътни или влакнести маси, сталактитовиден, оолитен, коралоиден до землест или прашест.
СвойстваИма съвършена цепителност в три посоки - по ромбоедър, твърдост – 3, отн. т. 2,71, увеличаващо се от съдържанието на Fe.
Безцветен и воднобистър – при исландския шпат или бял, жълт, кафеникав, розов, синкав до виолетов от примеси. Показва двойно пречупване на светлината. Кипи бурно при взаимодействие с HCl. Флуоресцентен.
Калцитът е полигенен минерал. Образува се при магматогенни, хидротермални условия, метаморфизъм (мрамори, калкошисти), утаява се както в морските басейни, образувайки варовици, така и в устията на някои реки, при смесването на речната с морска вода. Натрупва се и по биогенен път – някои растения извличат CO2 от бикарбонатните разтвори и намаляват разтворимостта на калциевия карбонат (така се образува бигорът), а също така изгражда черупките на много морски организми.7. Доломит CaMg(CO3)2
Наречен в чест на френския минералог Доломьо.
Структура и морфология
Тригонален. Образува ромбоедрични кристали като често стените са му седловидно извити. Среща се и като плътни или зърнести агрегати.Свойства
Доломитът има съвършена цепителност по ромбоедър, твърдост – 3,5 - 4, отн. т. 2,85. Безцветен или бял, от примеси – сив, кафяв до въззелен от желязо или розов с манган. За разлика от калцита в разредена HCl се разтваря бавно без кипене.
Минералът се образува главно по седиментогенен път в големи водни басейни. Той изгражда мономинералните седиментни скали доломити, които заедно с варовиците са едни от най - широко разпространените в литосферата.8. Оливин (Mg,Fe)2SiO4
Наречен поради оливено зеления си цвят.
Структура и морфология
Ромбичен. Образува псевдоизометрични или дебелоплочести кристали.Свойства
Оливинът има ясна цепителност по (010), тв. 6,5 – 7, отн. т. 3,27 - 4,2. Цветът му варира от оливенозелен до жълт и бял, когато преобладава магнезия.
Магматогенен минерал, влизащ в състава на ултрабазичните и базични скали от типа на дунити, които са изградени изцяло от оливин, перидотити – от оливин и пироксен, габро, норити, базалти. Във вулканските скали изкристализира най-рано.9. Серпентин (Mg,Fe,Ni)3Si2O5(OH)4
Това е групово название на минералите хризотил, антигорит, лизардит.
Структура и морфология
Моноклинна сингония. За антигорита са характерни люспести или пластинчати агрегати, за хризотила – влакнести, а лизардит се нарича масивния серпентин, изграждащ метаморфните скали серпентинити.Свойства
Не се наблюдава цепителност, тв. 2- 2,5, отн.т. 2 - 2,7, жълт, зелен до кафяв на цвят. Восъчен или мастен блясък.
10. Група на глините
С термина глина се обозначава землест дребнокристален материал, който става пластичен при смесване с неголямо количество вода.
Обикновено глинестите частички не надвишават 0,004 мм. Всички минерали от групата имат общи физични свойства, за това много трудно се диагностират – това е възможно само със специални методи. Плътността им се изменя, тъй като поемат вода от атмосферата. Образуват се при седиментация, изграждайки слоеве от мергели, алеврити и глинести скали, а също и при изветряне или хидротермални процеси.Основни представители на глините са минералите:
• монтморилонит (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O
• каолинит Al2Si2O5(OH)4
.
сряда, 27 януари 2010 г.
Преди 105 години в ЮАР е открит най-големият диамант в света
"Кулинан" или "Голямата звезда на Африка" с тегло 3100 карата или 622 гр., се превръща в 9 големи и 96 по-малки диаманта
В мина близо до Претория в Южна Африка точно преди 105 г. Фредерик Уелс открива най-големия диамант в света "Кулинан" (Cullinan).
"Голямата звезда на Африка", което означава името на нешлифования диамант, е с тегло над 3100 карата или цели 622 грама. От нешлифования скъпоценен камък са направени 9 големи брилянта и 96 по-малки диаманти. Най-големият от тях, 530-каратната "сълза", е собственост на британската кралица Елизабет II. Този диамант от години украсява британската корона, останалите също се намират в кралското семейство.
Шлифоването на скъпоцения камък започва на 3 март 1908 г. и пордължава 8 месеца.
Когато Уелс открива диаманта, смята че той му е подхвърлен като шега от сътрудниците в мината. След като се анализира става ясно, че става въпрос за откритието на диамант, който е от 3106,75 карата (621,35 грама). Наименованието Кулинан получава от собственика на мината Томас Кълинан, който отваря мината през 1902 г.
От край време диамантите са известни на хората и най-големите находища са били в Индия, където експлоатацията е била извършвана чрез изплакване на наноси.
През 1871 г. в Южна Африка край Къмберли е открито първото находище на диаманти. Днес дълбочината на диамантените мини стига до хиляда метра.
В период на икономическа криза търговците смятат диамантите за сигурна инвестиция. Въпреки това те не гарантират печалба. Това потвърждава и израелският милиардер от руски произход Лев Левиев, който е най-големият конкурент на южноафриканския диамантен концерн De Beers. Той обмисля да продаде руските си фабрики за обработване на диаманти за да може да погаси заемите си взети от четири израелски банки. Най-големият шлифован диамант в света е Golden Jubilee, от 546 карата. Той украсява короната на тайландския крал. /БГНЕС
В мина близо до Претория в Южна Африка точно преди 105 г. Фредерик Уелс открива най-големия диамант в света "Кулинан" (Cullinan).
"Голямата звезда на Африка", което означава името на нешлифования диамант, е с тегло над 3100 карата или цели 622 грама. От нешлифования скъпоценен камък са направени 9 големи брилянта и 96 по-малки диаманти. Най-големият от тях, 530-каратната "сълза", е собственост на британската кралица Елизабет II. Този диамант от години украсява британската корона, останалите също се намират в кралското семейство.
Шлифоването на скъпоцения камък започва на 3 март 1908 г. и пордължава 8 месеца.
Когато Уелс открива диаманта, смята че той му е подхвърлен като шега от сътрудниците в мината. След като се анализира става ясно, че става въпрос за откритието на диамант, който е от 3106,75 карата (621,35 грама). Наименованието Кулинан получава от собственика на мината Томас Кълинан, който отваря мината през 1902 г.
От край време диамантите са известни на хората и най-големите находища са били в Индия, където експлоатацията е била извършвана чрез изплакване на наноси.
През 1871 г. в Южна Африка край Къмберли е открито първото находище на диаманти. Днес дълбочината на диамантените мини стига до хиляда метра.
В период на икономическа криза търговците смятат диамантите за сигурна инвестиция. Въпреки това те не гарантират печалба. Това потвърждава и израелският милиардер от руски произход Лев Левиев, който е най-големият конкурент на южноафриканския диамантен концерн De Beers. Той обмисля да продаде руските си фабрики за обработване на диаманти за да може да погаси заемите си взети от четири израелски банки. Най-големият шлифован диамант в света е Golden Jubilee, от 546 карата. Той украсява короната на тайландския крал. /БГНЕС
вторник, 26 януари 2010 г.
Тибетското плато - рожба на един титаничен сблъсък
Тибетското плато е огромно планинско възвишение, простиращо се на 1500 км и издигащо се на 5000 м надморска височина. То включва почти цялата световна територия на 4000 м. Южният му ръб, веригата Хималаи-Каракорум, не просто включва Еверест и още 13 осемхилядници, но и стотици други върхове, високи над 7000 м.
Тибетското плато е не само най-голямата и най-високата местност в света към момента. Вероятно то е най-голямата и най-високата местност в геоложката история въобще. Това е така, защото събитията, формирали платото, са уникални - става въпрос за оптимален сблъсък между две континентални плочи.
Преди близо 100 млн. години Индия се отделила от Африка и суперконтинентът Гондвана започнал да се разпада. От там индийската плоча започнала да се движи на север към азиатската със скорост от около 150 мм годишно - по-бързо от която и да е плоча, движеща се днес.
Преди 55 млн. години Индия започнала да се врязва челно в Азия. Когато двата континента се срещнали обаче, нито един не можел да се приплъзне под другия. Там континенталните скали са прекалено леки. Вместо това, те се издигнали. Кората под Тибетското плато е най-дебелата на Земята - средно 70 км, но на места достига и 100 км.
Източник:
geology.about.com
actualno.com
Приеха работната програма за опазване на Черно море от замърсяване
В Истанбул, Турция, завърши Двадесет и втората среща на Комисията по опазване на Черно море от замърсяване. Така наречената Черноморска комисия е председателствана в последната година от България.
На срещата бе приета работна програма за 2010-а, която включва приоритетни дейности и партньорства за реализиране на Стратегическия план за действие за опазване и възстановяване на Черно море.
Делегациите на България и Румъния подновиха предложението си за промени в конвенцията, които да позволят присъединяването на Европейския съюз към този договор. В края на срещата България предаде председателството на комисията на Грузия.
петък, 22 януари 2010 г.
Физични свойства на минералите
Школа ЗЕМЯТА - ПОЗНАТА И НЕПОЗНАТА
Лекция на Лариса Нешева, уредник в музея "Земята и хората"
Физичните свойства на минералите са пряко свързани с химизма и структурата им. Наред с морфологията, физичните свойства са важни за разпознаване на минералите, от тях се определят и ценните, полезни качества, заради които минералите се използват в промишлеността.
1. Относително тегло
Относителното тегло на минерала е безразмерна величина и представлява теглото на изместената вода от съда, в който се потапя образеца. Изчислява се по формулата: G = при 4о температура на въздуха, като р – тегло на минерала, р1 – тегло на водата
Относителното тегло на много малки по размери образци се определя при потапянето им в тежки течности – напр. клеричиева течност, тулеова течност, бромоформ и др., също чрез измерване с пикнометър и микровезни.
Относителното тегло на минералите зависи от химизма (т.е. пряко е свързано с атомните тегла на изграждащите ги химични елементи) и типа кристална структура.
Повечето минерали имат относително тегло между 2,0 – 3,5 като карбонати, нитрати, сулфати, фосфати, силикати и борати, докато оксидните и сулфидните минерали, включително самородните са значително по-тежки – 4,0 – 10,0. Напр. гипс – 2,3; кварц – 2,65; диамант – 3,5. Сред сулфатите най-тежък е баритът – 4,3 – 4,7, откъдето идва и названието му – “барос” от гръцки – “тежък”.
По-тежки са: пирит – 5,0; хематит – 6,0; церусит – 6,5; галенит – 7,5; цинабарит – 8,0; уранинит – 7,5 – 10.
Най-тежки са самородните метали: мед – 8,9; сребро – 10-11; живак – 13,6; злато – 15-19; платина – 14-20.
Относителното тегло е важен диагностичен признак и се използва в шлиховия анализ, където минерални смеси се разделят според тяхното тегло.
2. Твърдост
Това е съпротивлението, което оказва един минерал, когато се дращи с острие или с друг минерал. За определяне на относителната твърдост на минералите се използва обикновено 10-степенната таблицата, предложена още в началото на ХІХ век от австрийския минералог Моос, състояща се от следните минерали: талк, гипс, калцит, флуорит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, диамант.
Твърдостта е свойство, което се изменя съобразно с посоката, по която се дращи минералът. Дистенът (кианит) е класически пример за контрастно различна твърдост в 2 взаимно перпендикулярни посоки – по посока на удължението – 4, а напречно – 6,5. Това различие се дължи на различната плътност на кристалната структура на минерала. Минерали, които са с по-плътна структура и по-голямо относително тегло са и по-твърди.
Значително понижаване на твърдостта се забелязва при минерали, които съдържат хидроксилни или водни молекули – напр. корунд – Al2O3 – 9 → диаспор – AlOOH – 3,5 → гибсит Al(OH)3 – 2,4. Това се обуславя от преминаването на структурата от плътна към слоиста.
Допълнително свойство на твърдостта е крехкостта на минералите, което се изразява в способността им да се разпадат при удар. Съобразно с това те се разделят на много крехки, крехки, слабо пластични, пластични и много пластични.
3. Цепителност
Способността на някои минерали да се раздробяват по определени кристалографски посоки се означава като цепителност. Цепителността зависи от кристалната структура и по-специално от слабите звена в нея. Типът химични връзки е от съществено значение.
Съобразно леснотата, с която се проявява цепителността се разграничават следните степени: съвсем съвършена, съвършена, ясна, несъвършена и лом. Минералите могат да имат цепителност в 1, 2, 3 или повече посоки, съобразно симетричността им и анизотропността на кристалната структура.
Минерали, които са със слоиста структура имат цепителност в 1 посока и то съвършена; минерали с верижна структура имат цепителност в 2 или повече посоки, които съответстват на посоките на удължение на кристалите; минерали с изометрична или псевдоизометрична структура имат цепителност в 3 или повече посоки. Напр.:
• Съвсем съвършена – когато при минимално усилие се разцепват с лекота и получената повърхност е идеално гладка - слюди, хлорити
• Съвършена – разцепват се с лекота и повърхността е равна - калцит, галенит, халит, доломит
• Ясна – наблюдават се както цепителни плоскости, така и неравен лом – фелдшпатите
• Несъвършена – с неравна повърхност - апатит, каситерит, самородна сяра, оливин
• Лом – когато кристалите се раздробяват неправилно. Различават се : неравен лом, мидест, землест, кукест (при металите), зърнест и др. съобразно изгледа на отломената повърхност. Напр. корунд, кварц, злато, платина, магнетит.
4. Блясък
Блясъкът се определя от количеството отразена светлина при осветяване повърхността на минералите. Различават се следните видове блясък:
• Стъклен – характерен за флуорит, кварц, шпинел, гранати, карбонати, сулфати
• Копринен (диамантен) – циркон, сяра, сфалерит, диамант, рутил, циркон
• Полуметален – куприт, цинабарит, хематит, алабандин
• Метален – галенит, пирит, молибденит, бисмут
• Мастен – талк, серпентин и др.
5. Цвят
Цветът на минералите зависи от химичния състав, кристалната структура и примесите от други вещества. За някои минерали той може да се използва като диагностичен белег, но при други е променлив.
Когато светлината падне върху повърхността на един минерал, част от нея се отразява (получава се блясъка), а друга част преминава през минерала. В зависимост от химичния състав и структурата на минерала, светлината може да се погълне или премине през него без поглъщане. Когато премине през него без поглъщате, тогава минералът е безцветен и прозрачен.
Когато част от светлината се поглъща той е оцветен, съобразно с естеството на преминалите през него лъчи. Светлината се поглъща от минерали, имащи в състава си елементите: Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Ti, Cu, U, които се наричат хромофори (елементи – носители на оцветяването). От значение при това е и валентността на йоните на тези елементи, напр. Fe3+ - дава жълт до червен цвят, Fe2+ - зелен или небагрещ, а при съчетание на двата йона се получава син или черен цвят.
Металите и повечето сулфиди абсорбират светлината напълно и са непрозрачни, дори в много тънки пластинки.
Има минерали, които не съдържат хромофори, но са оцветени, поради особен тип структура, в която са включени допълнителни аниони – Cl -, SO42-, CO32- и др., създаващи особен тип цветни центрове – например. лазурит. Минерали, които дължат цвета си на химизма и структурата си се нар. идиохроматни. Алохроматни са тези минерали, цветът на които се дължи на примеси. Напр. халитът е безцветен, но се среща понякога оцветен в жълто, червено, кафяво, синьо – това се дължи на примеси или радиоактивно лъчение.
Друга категория минерали са тези, които показват интерференционни или дифракционни явления (разлагане на светлината) – напр. опал – притежава игра на цветовете – опалесценция (дължи се на различно пречупване на светлината от глобулите на H2O, съдържащи се в състава му), лабрадор – преливане на сини, зелени и жълти тонове (поради пречупване на светлината от различно ориентирани фини пластинки от илменит - FeTiO), тигрово и соколово око (поради включения в кварца на влакнести минерали – хризотил и крокидолит).
6. Цвят на чертата
Получава се при драскане с минерала по матова неглазурирана порцеланова плочка (бисквит). Понякога цветът на минерала и чертата съвпадат – напр. магнетит, лазурит, но понякога се различават - напр. хематита е черен, но чертата му е кафяво-червена; пирит – жълт, но чертата е черна, рутилът е черно-кафяв и не оставя черта. Прозрачните и безцветни минерали обикновено оставят безцветна или имат слабо проявена черта.
Това може да се използва като диагностичен признак в отликата от други подобни минерали, напр. хюбнерит и рутил – на външен вид са почти неотличими, могат да се различат само по чертата – хюбнерита оставя кафява черта, а рутилът няма черта.
7. Луминесценция
При облъчване на някои минерали с ултравиолетови лъчи, те излъчват светлина. Това свойство е резултат на съдържащите се в тях химични елементи – луминофори (Cr3+, Pb2+, Co2+, Mn2+). Различават се следните разновидности:
• Флуоресценция – излъчват светлина само по време на облъчването. Такива са флуорит – оцветява се във виолетово от съдържание на Eu2+ или жълто – зелено от съдържание на Yb2+, също шеелит, калцит, диамант, уран-съдържащи минерали.
• Фосфоресценция – излъчват светлина и след прекратяване на облъчването – такива са всички фосфор-съдържащи минерали.
8. Магнитни свойства
Според магнитните си отнасяния, минералите се разделят на:
• Диамагнитни – леко се отблъскват от магнита – самородно злато, сребро, калцит, халит и др.
• Магнитни – силно се привличат от магнита – магнетит
• Феромагнитни – привличат се от магнит в различна степен – това са желязо–съдържащи минерали.
Това свойство се използва при магнитната сепарация – метод за отделяне на минерални смеси.
9. Електрични свойства
Тези свойства зависят много от типа връзка в структурата. Минералите с метални връзки са добри проводници, поради наличието на свободни електрони в структурата им. Йонните и ковалентни минерали са полупроводници и изолатори.
Някои неелектропроводни минерали могат да бъдат наелектризирани чрез загряване (пироелектричество) или чрез упражняване на натиск (пиезоелектричество). Напр. турмалинът при нагряване наелектризира единия си край положително, а другия – отрицателно. Кварцът е пиезоелектричен, при натиск се получава съсредоточаване на анионите и катионите в йонната му структура в различни посоки.
10. Радиоактивност – открита е от френския физик Бекерел, а по-късно е характеризирана от Мария и Пиер Кюри през 1898 г. Представлява самоволно разпадане на атомите. Отделят се α-, β- и γ-частици. Значителен брой минерали съдържат радиоактивни елементи в състава си. Това свойство се използва за определяне относителната възраст на скалите, за диагностика и др. Отчитане радиоактивността на минералите става с уред – радиометър или Гайгер-Мюлеров брояч.
Лекция на Лариса Нешева, уредник в музея "Земята и хората"
Физичните свойства на минералите са пряко свързани с химизма и структурата им. Наред с морфологията, физичните свойства са важни за разпознаване на минералите, от тях се определят и ценните, полезни качества, заради които минералите се използват в промишлеността.
1. Относително тегло
Относителното тегло на минерала е безразмерна величина и представлява теглото на изместената вода от съда, в който се потапя образеца. Изчислява се по формулата: G = при 4о температура на въздуха, като р – тегло на минерала, р1 – тегло на водата
Относителното тегло на много малки по размери образци се определя при потапянето им в тежки течности – напр. клеричиева течност, тулеова течност, бромоформ и др., също чрез измерване с пикнометър и микровезни.
Относителното тегло на минералите зависи от химизма (т.е. пряко е свързано с атомните тегла на изграждащите ги химични елементи) и типа кристална структура.
Повечето минерали имат относително тегло между 2,0 – 3,5 като карбонати, нитрати, сулфати, фосфати, силикати и борати, докато оксидните и сулфидните минерали, включително самородните са значително по-тежки – 4,0 – 10,0. Напр. гипс – 2,3; кварц – 2,65; диамант – 3,5. Сред сулфатите най-тежък е баритът – 4,3 – 4,7, откъдето идва и названието му – “барос” от гръцки – “тежък”.
По-тежки са: пирит – 5,0; хематит – 6,0; церусит – 6,5; галенит – 7,5; цинабарит – 8,0; уранинит – 7,5 – 10.
Най-тежки са самородните метали: мед – 8,9; сребро – 10-11; живак – 13,6; злато – 15-19; платина – 14-20.
Относителното тегло е важен диагностичен признак и се използва в шлиховия анализ, където минерални смеси се разделят според тяхното тегло.
2. Твърдост
Това е съпротивлението, което оказва един минерал, когато се дращи с острие или с друг минерал. За определяне на относителната твърдост на минералите се използва обикновено 10-степенната таблицата, предложена още в началото на ХІХ век от австрийския минералог Моос, състояща се от следните минерали: талк, гипс, калцит, флуорит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, диамант.
Твърдостта е свойство, което се изменя съобразно с посоката, по която се дращи минералът. Дистенът (кианит) е класически пример за контрастно различна твърдост в 2 взаимно перпендикулярни посоки – по посока на удължението – 4, а напречно – 6,5. Това различие се дължи на различната плътност на кристалната структура на минерала. Минерали, които са с по-плътна структура и по-голямо относително тегло са и по-твърди.
Значително понижаване на твърдостта се забелязва при минерали, които съдържат хидроксилни или водни молекули – напр. корунд – Al2O3 – 9 → диаспор – AlOOH – 3,5 → гибсит Al(OH)3 – 2,4. Това се обуславя от преминаването на структурата от плътна към слоиста.
Допълнително свойство на твърдостта е крехкостта на минералите, което се изразява в способността им да се разпадат при удар. Съобразно с това те се разделят на много крехки, крехки, слабо пластични, пластични и много пластични.
3. Цепителност
Способността на някои минерали да се раздробяват по определени кристалографски посоки се означава като цепителност. Цепителността зависи от кристалната структура и по-специално от слабите звена в нея. Типът химични връзки е от съществено значение.
Съобразно леснотата, с която се проявява цепителността се разграничават следните степени: съвсем съвършена, съвършена, ясна, несъвършена и лом. Минералите могат да имат цепителност в 1, 2, 3 или повече посоки, съобразно симетричността им и анизотропността на кристалната структура.
Минерали, които са със слоиста структура имат цепителност в 1 посока и то съвършена; минерали с верижна структура имат цепителност в 2 или повече посоки, които съответстват на посоките на удължение на кристалите; минерали с изометрична или псевдоизометрична структура имат цепителност в 3 или повече посоки. Напр.:
• Съвсем съвършена – когато при минимално усилие се разцепват с лекота и получената повърхност е идеално гладка - слюди, хлорити
• Съвършена – разцепват се с лекота и повърхността е равна - калцит, галенит, халит, доломит
• Ясна – наблюдават се както цепителни плоскости, така и неравен лом – фелдшпатите
• Несъвършена – с неравна повърхност - апатит, каситерит, самородна сяра, оливин
• Лом – когато кристалите се раздробяват неправилно. Различават се : неравен лом, мидест, землест, кукест (при металите), зърнест и др. съобразно изгледа на отломената повърхност. Напр. корунд, кварц, злато, платина, магнетит.
4. Блясък
Блясъкът се определя от количеството отразена светлина при осветяване повърхността на минералите. Различават се следните видове блясък:
• Стъклен – характерен за флуорит, кварц, шпинел, гранати, карбонати, сулфати
• Копринен (диамантен) – циркон, сяра, сфалерит, диамант, рутил, циркон
• Полуметален – куприт, цинабарит, хематит, алабандин
• Метален – галенит, пирит, молибденит, бисмут
• Мастен – талк, серпентин и др.
5. Цвят
Цветът на минералите зависи от химичния състав, кристалната структура и примесите от други вещества. За някои минерали той може да се използва като диагностичен белег, но при други е променлив.
Когато светлината падне върху повърхността на един минерал, част от нея се отразява (получава се блясъка), а друга част преминава през минерала. В зависимост от химичния състав и структурата на минерала, светлината може да се погълне или премине през него без поглъщане. Когато премине през него без поглъщате, тогава минералът е безцветен и прозрачен.
Когато част от светлината се поглъща той е оцветен, съобразно с естеството на преминалите през него лъчи. Светлината се поглъща от минерали, имащи в състава си елементите: Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Ti, Cu, U, които се наричат хромофори (елементи – носители на оцветяването). От значение при това е и валентността на йоните на тези елементи, напр. Fe3+ - дава жълт до червен цвят, Fe2+ - зелен или небагрещ, а при съчетание на двата йона се получава син или черен цвят.
Металите и повечето сулфиди абсорбират светлината напълно и са непрозрачни, дори в много тънки пластинки.
Има минерали, които не съдържат хромофори, но са оцветени, поради особен тип структура, в която са включени допълнителни аниони – Cl -, SO42-, CO32- и др., създаващи особен тип цветни центрове – например. лазурит. Минерали, които дължат цвета си на химизма и структурата си се нар. идиохроматни. Алохроматни са тези минерали, цветът на които се дължи на примеси. Напр. халитът е безцветен, но се среща понякога оцветен в жълто, червено, кафяво, синьо – това се дължи на примеси или радиоактивно лъчение.
Друга категория минерали са тези, които показват интерференционни или дифракционни явления (разлагане на светлината) – напр. опал – притежава игра на цветовете – опалесценция (дължи се на различно пречупване на светлината от глобулите на H2O, съдържащи се в състава му), лабрадор – преливане на сини, зелени и жълти тонове (поради пречупване на светлината от различно ориентирани фини пластинки от илменит - FeTiO), тигрово и соколово око (поради включения в кварца на влакнести минерали – хризотил и крокидолит).
6. Цвят на чертата
Получава се при драскане с минерала по матова неглазурирана порцеланова плочка (бисквит). Понякога цветът на минерала и чертата съвпадат – напр. магнетит, лазурит, но понякога се различават - напр. хематита е черен, но чертата му е кафяво-червена; пирит – жълт, но чертата е черна, рутилът е черно-кафяв и не оставя черта. Прозрачните и безцветни минерали обикновено оставят безцветна или имат слабо проявена черта.
Това може да се използва като диагностичен признак в отликата от други подобни минерали, напр. хюбнерит и рутил – на външен вид са почти неотличими, могат да се различат само по чертата – хюбнерита оставя кафява черта, а рутилът няма черта.
7. Луминесценция
При облъчване на някои минерали с ултравиолетови лъчи, те излъчват светлина. Това свойство е резултат на съдържащите се в тях химични елементи – луминофори (Cr3+, Pb2+, Co2+, Mn2+). Различават се следните разновидности:
• Флуоресценция – излъчват светлина само по време на облъчването. Такива са флуорит – оцветява се във виолетово от съдържание на Eu2+ или жълто – зелено от съдържание на Yb2+, също шеелит, калцит, диамант, уран-съдържащи минерали.
• Фосфоресценция – излъчват светлина и след прекратяване на облъчването – такива са всички фосфор-съдържащи минерали.
8. Магнитни свойства
Според магнитните си отнасяния, минералите се разделят на:
• Диамагнитни – леко се отблъскват от магнита – самородно злато, сребро, калцит, халит и др.
• Магнитни – силно се привличат от магнита – магнетит
• Феромагнитни – привличат се от магнит в различна степен – това са желязо–съдържащи минерали.
Това свойство се използва при магнитната сепарация – метод за отделяне на минерални смеси.
9. Електрични свойства
Тези свойства зависят много от типа връзка в структурата. Минералите с метални връзки са добри проводници, поради наличието на свободни електрони в структурата им. Йонните и ковалентни минерали са полупроводници и изолатори.
Някои неелектропроводни минерали могат да бъдат наелектризирани чрез загряване (пироелектричество) или чрез упражняване на натиск (пиезоелектричество). Напр. турмалинът при нагряване наелектризира единия си край положително, а другия – отрицателно. Кварцът е пиезоелектричен, при натиск се получава съсредоточаване на анионите и катионите в йонната му структура в различни посоки.
10. Радиоактивност – открита е от френския физик Бекерел, а по-късно е характеризирана от Мария и Пиер Кюри през 1898 г. Представлява самоволно разпадане на атомите. Отделят се α-, β- и γ-частици. Значителен брой минерали съдържат радиоактивни елементи в състава си. Това свойство се използва за определяне относителната възраст на скалите, за диагностика и др. Отчитане радиоактивността на минералите става с уред – радиометър или Гайгер-Мюлеров брояч.
Абонамент за:
Публикации (Atom)