Proprietà fisiche dei minerali I: cristalli e clivaggio

1. Stabilire un gruppo di campioni minerali

1. Includere il maggior numero possibile di quanto segue: quarzo, halite, calcite, granato, biotite e / o muscovite. Alcuni sono scelti per le caratteristiche di crescita del cristallo e altri per le caratteristiche di scissione del cristallo.

2. Osserva e analizza la forma cristallina

1. Posizionare un campione sulla superficie di osservazione.
2. Ruota per osservare tutti i lati. Cerca le facce di cristallo, i bordi di cristallo (linee in cui le facce si incontrano) e i vertici di cristallo (punti in cui i bordi si incontrano).
3. Ove possibile, misurare gli angoli interfacciali utilizzando il goniometro. Questo viene fatto semplicemente posando un lato del goniometro su una particolare faccia di cristallo, l'altro lato del goniometro su una faccia adiacente, e quindi leggendo l'angolo.
4. Confronta con l'insieme dei poliedri cristallini caratteristici.
5. Ripetere i passaggi 2.1 – 2.4 per il quarzo (nota forma dipiramidale esagonale (Figura 1)), calcite (nota forma scalenoedrica (Figura 2)), halite (nota forma cubica di cristallo (Figura 3)), granato (nota forma dodecaedrica (Figura 4)) e biotite (nota forma pseudo-esagonale (Figura 5)).

Figura 1. Quarzo che mostra forma dipiramidale esagonale.

Figura 2. Calcite che mostra la forma di scalenoedro. Si noti come diverse facce di cristallo si intersecano per formare bordi di cristallo e la combinazione di spigoli forma punti noti come "vertici". Le forme di crescita simmetrica dei cristalli sono generate dalla ripetizione di strutture atomiche fondamentali (cellule unitarie) all'interno del reticolo cristallino. In questo caso, la crescita dei cristalli di calcite genera il poliedro specifico noto come scalenoedro.

Figura 3. Halite che mostra la forma di cristallo cubico.

Figura 4. Granato che mostra la forma del dodecaedro.

Figura 5. Biotite che mostra forma pseudo-esagonale.

3. Osserva e analizza la scissione

1. Indossare la protezione per gli occhi.
2. Posizionare un pezzo di quarzo sulla superficie di rottura.
3. Usando un martello, rompere il pezzo di quarzo a metà.
4. Usando una lente a mano, osserva il pezzo di quarzo rotto per le superfici di scissione. Si noti che il quarzo non ne ha. Il quarzo presenta fratture concoidali, ma nessuna superficie di scissione ben definita (Figura 6). Questa è una conseguenza del fatto che le celle unitarie nel reticolo cristallino di quarzo (gruppi SiO_4, chiamati tetraedri di silice) hanno forze di legame comparabilmente uguali in tutte le direzioni. Questa uniformità di forza di legame si traduce in un cristallo senza piani di rottura preferiti.
5. Ripetere i passaggi 3.2 – 3.4 per la calcite (dovrebbe mostrare la scissione romboedrica (Figura 7)), l'halite (dovrebbe mostrare la scissione cubica (Figura 8)), la biotite e/o la muscovite (dovrebbero mostrare la scissione planare (Figura 9)).
6. Usa una lente a mano per valutare diverse qualità di scissione. La scissione può verificarsi a una varietà di livelli. Quando c'è una differenza drammatica nelle forze di legame in un particolare orientamento, come tra fogli di raggruppamenti SiO₄ nel caso della mica, viene generata una scissione quasi perfetta tra questi fogli. Come notato sopra, il quarzo presenta una quasi totale mancanza di scissione. Tra questi estremi (di scissione perfetta e mancanza di scissione), ci sono minerali che hanno una buona scissione(ad esempio feldspato) e una scarsa scissione (alcune facce su cristalli di anfibolo).

Figura 6. Quarzo che mostra frattura concoidale, senza superfici di scissione.

Figura 7. Calcite che mostra scissione romboedrica. Le superfici di rottura e frattura simmetrica sono generate da zone di relativa debolezza nel legame atomico all'interno del reticolo cristallino. La scissione della calcite provoca il poliedro specifico noto come romboedro.

Figura 8. Halite che mostra scissione cubica.

Figura 9. Biotite che mostra scissione planare.