Кларки химических элементов

Франк Кларк (Frank Clark) в 1889 г. опубликовал подсчеты средних содержаний элементов в земной коре. По предложению А.Е. Ферсмана эти средние содержания элементов были названы кларками.

По Кларку 9 химических элементов представляют 99,79% (весовых) земной коры:

O₂ – 47,2 %, Si – 27,6 %, Al – 8,8 %, Fe – 5,1 %,Ca – 3,6 %, Na – 2,64 %, Mg – 2,1 %, K – 2,6 %, H₂ – 0,15 %

На все остальные элементы приходится 0,21 %.

 

1.3 Физические свойства минералов:

– цвет

а) идиохроматический – обусловлен определенными особенностями химических элементов, входящих в его состав, а также наличием в кристаллических структурах различных дефектов. Для этого типа окраски наиболее типичными химическими элементами (хромофорами) являются Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu и т.д.;

б) аллохроматический – является следствием посторонних примесей в виде разноцветных минералов, пузырьков газа и жидкостей, обычно тонкодисперсных;

в) псевдохроматический – зависит от процессов дифракции и интерференции световых лучей в кристаллических структурах – отражение от внутренней поверхности спайности;

– цвет черты – иногда не совпадает с цветом минерала. Определяется при проведении черты образцом минерала по излому фаянса или фарфора.

Пирит – золотистого цвета, а цвет черты - черный;

– прозрачность – по величине показателя поглощения света все минералы подразделяются на прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные. Обычно среди прозрачных минералов не наблюдается полуметаллический блеск, а среди непрозрачных - алмазный;

– блеск – зависит от характера отражающей поверхности минерала и его способности отражать лучи. Определяется как показателем отражения, так и показателем преломления. Основными типами блеска по Д.П.Григорьеву является: стеклянный, алмазный, полуметаллический и металлический;

– спайность – свойство минералов раскалываться параллельно граням кристаллов с образованием плоской зеркальной поверхности.

Различают спайности: весьма совершенную, совершенную, среднюю (ясную) и несовершенную;

– излом – характер поверхности, которая проявляется при изломе или раскалывании минерала не по спайности. У минералов различают излом ровный, ступенчатый, неровный, занозистый или раковистый;

– удельный вес

Различают минералы: легкие (менее 2,5 гс/см³) – гипс, графит, средние (2,5-4,0 кгс/см³) – кварц, полевой шпат, тяжелые (более 4,0 кгс/см³) - галенит. В полевых условиях плотность минералов (удельный вес) сравнивается с плотностью образцов известной плотности;

– твердость – величина сопротивления внешнему механическому воздействию.

В полевых условиях определяется по 10 эталонным минералам шкалы Мооса, из которых каждый последующий царапает все предыдущие. Это не означает, что твердость алмаза в 10 раз больше твердости талька.

Результаты испытаний на твердость эталонных минералов шкалы Мооса (по М.М. Хрущеву) приводятся в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Результаты испытаний на твердость эталонных минералов шкалы Мооса (по М.М. Хрущеву)

Минералы	По шкале Мооса	Число твер-дости, кг/мм2	Мине-ралы	По шкале Мооса	Число твердости, кг/мм2
Тальк		2,4	Ортоклаз
Гипс			Кварц
Кальцит			Топаз
Флюорит			Корунд
Апатит			Алмаз

 

– магнитность

Для определения магнитности минерала пользуются горным компасом (к магнитной стрелке подносят исследуемый минерал) или намагниченным стальным ножом (мелкие крупинки магнитного минерала притягиваются к нему).

К магнитным минералам относятся магнетит (магнитный железняк), пирротин и др.;

– радиоактивность

Свойство спонтанного самораспада неустойчивых изотопов радиоактивных химических элементов и переход в другие изотопы или изотопы других элементов;

 

– другие свойства

Наличие карбонатов определяется обычно при воздействии слабой (5-10 %) соляной кислоты. Двойное лучепреломление отчетливо проявляется у разновидностей кальцита (исландский шпат).

На вкус определяются лишь немногие легко растворимые минералы. Галит легко определяется по соленому вкусу, сильвин – имеет горько-соленый вкус и слегка щиплет язык. При ударе арсенопирита о твердое тело ощущается отчетливый запах чеснока.