FYZIKÁLNE VLASTNOSTI MINERÁLOV

Ak vynecháme laboratórne techniky a postupy, minerály možno identifikovať podľa viacerých fyzikálnych vlastností, z ktorých najdôležitejšie sú tvrdosť, hustota (merná hmotnosť), lesk, štiepateľnosť (schopnosť oddeliť sa podľa rovín), farba a farba vrypu (farba prášku) a priehľadnosť. Tieto vlastnosti často spolu s tvarom kryštálov spoľahlivo odlišujú minerály (bohužiaľ nie vždy).

Tvrdosť (odolnosť voči poškriabaniu)

Tvrdosť vyjadruje odolnosť minerálu proti mechanickému poškriabaniu alebo vrypu. Na porovnanie tvrdosti sa používa Mohsova stupnica – desať referenčných minerálov odstupňovaných od najmäkšieho (1 – mastec) po najtvrdší (10 – diamant). Každý vyšší stupeň poškrabe všetky nižšie (napríklad kremeň s tvrdosťou 7 poškrabe kalcit s tvrdosťou 3). Do minerálov s tvrdosťou 1 sa dá rýpať aj nechtom.

1. Mastenec, 2. Sadrovec, 3. Kalcit, 4. Fluorit, 5. Apatit, 6. Živec, 7. Kremeň, 8. Topás, 9. Korund, 10. Diamant.

Hustota (merná hmotnosť)

Hustota minerálu udáva hmotnosť jednotkového objemu (obvykle v gramoch na cm³). "Voľným okom" ju vnímame ako to, či minerál pôsobí "ťažko alebo ľahko". Hustota závisí od chemického zloženia – minerály ťažkých kovov sú spravidla "ťažké", zatiaľ čo minerály z ľahších prvkov (napr. sodík, draslík) sú "ľahké". Napríklad barit alebo galenit je v ruke pocitovo ťažší ako by človek čakal.

Podľa hustoty sa minerály približne delia na:

Ľahké: ρ < 2 g/cm³ (napr. organický jantár ~1,1 g/cm³)
Stredne ťažké: ρ = 2 – 4 g/cm³ (väčšina bežných minerálov ako kremeň ~2,65, sadrovec ~2,3)
Ťažké: ρ = 4 – 6 g/cm³ (napr. barit ~4,5)
Veľmi ťažké: ρ > 6 g/cm³ (rudy kovov – galenit ~7,5; zlato až 19,3 g/cm³).

Lesk

Lesk charakterizuje, ako povrch minerálu odráža svetlo. Rozlišujeme kovový lesk (ako má kov alebo zrkadlo) a nekovový lesk v rôznych odtieňoch. Minerály s kovovým leskom odrážajú takmer všetko svetlo ako kovové povrchy. Patria sem rudy alebo samotné kovy – napríklad zlato, striebro, pyrit či galenit majú silný kovový lesk. Polokovový lesk je prechodný – povrch nie je úplne zrkadlový. Nekovový lesk majú minerály, ktoré svetlo odrážajú menej intenzívne.

Podľa kvality a intenzity sa nekovový lesk ďalej opisuje:

Diamantový lesk: veľmi silný, typický pre priehľadné minerály s veľkým lomom svetla (napr. diamant, síra, zirkón).
Sklený lesk: pripomína sklo, bežný u väčšiny kremičitanov – napr. kremeň má sklený lesk.
Mastný alebo voskový lesk: povrch vyzerá, akoby bol pokrytý tenkou vrstvou oleja či vosku (napr. opál, chalcedón).
Hodvábny lesk: jemný lesk vláknitých minerálov, pripomína lesk hodvábu (napr. vláknitý sadrovec – selenit, azbest).
Perleťový lesk: dúhavo lesklý ako perleť, typický na štiepnych plôškach (napr. sľuda – muskovit).
Matný lesk: vlastne bezlesk, povrch minerálu je matný, zemitý (napr. kaolinit alebo iné hliny a oxidy).

Farba a vryp

Farba minerálu je na prvý pohľad najnápadnejšia vlastnosť, nie je však vždy spoľahlivá pre identifikáciu. Mnohé minerály môžu mať rôzne farby v závislosti od prímesí (napr. kremeň je číry, ale aj fialový ametyst, ružový ruženín či žltý citrín sú všetko odrody kremeňa). Poznáme idiochromatické minerály so stálou typickou farbou (napr. malachit je vždy zelený vďaka medi) a alochromatické minerály s premenlivou farbou spôsobenou nečistotami. Pre identifikáciu preto geológovia často skúmajú farbu vrypu – farbu práškového stavu minerálu. Farba vrypu sa zistí jednoduchým testom: poškriabaním minerálu o neglazúrovanú porcelánovú doštičku. Jemný prášok zanechá farebnú čiaru – vryp. Tá má pre daný minerál charakteristickú farbu, často odlišnú od farby celého kryštálu.

Štiepateľnosť a lom

Štiepateľnosť je schopnosť minerálu rozpadať sa (štiepiť) podľa rovných rovín vnútri kryštálu. Tieto roviny štiepateľnosti odrážajú smer oslabených väzieb v kryštálovej štruktúre. Minerál pri údere kladivkom (alebo inom mechanickom pôsobení) môže puknúť tak, že sa oddelia ploché plôšky – to sú plochy štiepateľnosti. Podľa kvality rozlišujeme:

Veľmi dokonalú štiepateľnosť: minerál sa ľahko štiepi na veľmi hladké, lesklé plochy. Príkladom sú sľudy – muskovit či biotit sa dajú rozlúpiť na tenunké lesklé lístky; tiež halit (kocky soli) alebo kalcit (klencové kryštály) majú výbornú štiepateľnosť.
Dokonalú štiepateľnosť: vznikajú rovné, ale menej lesklé plochy (napr. fluorit, živce, amfibol).
Dobrá až stredná štiepateľnosť: plochy sú menej dokonalé, s drobnými nerovnosťami (napr. pyroxény, niektoré živce).
Nedokonalú štiepateľnosť: štiepne plochy sú drsné a nerovné – v podstate minerál sa výrazne neštiepi, ale láme. Hovoríme, že taký minerál má lom namiesto štiepenia. Kremeň je typický minerál so zlou štiepateľnosťou, pri rozbití sa netvoria rovné plochy, ale zakrivené nerovné plochy (tzv. lastúrnatý lom pripomínajúci ulitu).

Každý minerál má pre seba typickú štiepateľnosť – napríklad kalcit sa štiepi vždy podľa troch rovín pod uhlom ~75°, halit a galenit podľa troch rovín na pravé uhly (tvar kocky), sľuda jednou rovinou (lístkovito), amfiboly dvoma rovinami ~120° (klinový tvar) atď. Ak sa minerál nedá štiepiť, jeho lom môže mať charakteristický vzhľad: napríklad opál má spomínaný hladký lastúrnatý lom alebo azbest sa láme "vláknito".

Okrem vyššie uvedených sa pri určovaní nerastov využíva aj niekoľko ďalších fyzikálnych prejavov:

Magnetické vlastnosti: Niektoré minerály sú feromagnetické – výrazne ich priťahuje magnet. Typický je magnetit (magnetová ruda železa), ktorý už v surovom stave priťahuje obyčajný magnet.
Reakcia s kyselinou (šumivosť): Uhličitanové minerály reagujú s kyselinami za uvoľnenia plynu (CO₂). Typicky kalcit (CaCO₃) začne šumieť a bublať pri kontakte s kyselinou chlorovodíkovou. Amatérsky môžete použiť obyčajný ocot: síce reaguje pomalšie, ale kalcit bude aj v octe jemne bublať. Tento test spoľahlivo rozlíši kalcit od podobného kremeňa (ktorý nereaguje).
Luminescencia: Niektoré minerály fluoreskujú alebo fosforeskujú pod UV-lampou. Ak máte UV svetlo, vyskúšajte nasvietiť vzorku v tme – možné sfarbenie žiarením je ďalším znakom (hoci len doplnkovým). Aj keď je luminiscencia pre niektoré minerály charakteristická vlastnosť, vždy treba mať na pamäti, že existujú rôzne vlnové dĺžky UV svetla a minerály môžu rôzne reagovať pri rôznych vlnových dĺžkach. Taktiež sa môže stať, že luminiscencia je charakteristická pre minerál z určitej lokality. Vzorka rovnakého minerálu, ale z inej lokality nemusí mať luminiscenciu. To súvisí s prímesami alebo štruktúrou minerálov.