Mineraalide ja kivimite Mohsi kõvaduse testimine

I osa. Mohsi kõvaduse skaala

Mineraalide kõvaduse testid on ühed kõige lihtsamad ja kasulikumad testid. Seda, mida mineraalide kogujad räägivad kõvadusena, kirjeldatakse täpsemalt kui kulumiskindlust. Katsetame, kui kergesti üks aine teist kriimustab. Näiteks vaske on suhteliselt lihtne kriimustada, kuid kas panustaksite sellele, et teemant või vask seisavad paremini haamri löökide korral püsti? Ärge proovige! Teemandid purunevad, kuid mitte vask. Haamrilöögid mõõdavad millegi purunemise kergust või selle vastupidavust. On ka teisi kõvadusskaalasid, mis ei põhine sissetõmbamise lihtsusel, väändumiskindlusel ja nii edasi. Lihtsuse ja tavakasutuse huvides viitab kõvadus selles artiklis Mohsi skaala järgi kulumiskindlusele.

Klassikalise kõvaduse skaala avaldas 1822. aastal Austria mineraloog Frederick Mohs, kes sai põhikontseptsiooni kaevurite poolt rutiinselt läbiviidud katsetest. Kaal valib standardiks 10 mineraali, mis on järjestatud kõvaduse suurenemise järjekorras. Need on, nagu paljud teist ilmselt teavad:
1 = talk
2 = Kips
3 = kaltsiit
4 = fluoriit
5 = apatiit (fluorapatiit)
6 = ortoklass
7 = kvarts
8 = topaas
9 = korund
10 = teemant

Need mineraalid valiti välja nende rohkuse ja ka erineva kõvaduse järgi. Skaala on ebaühtlane. Näiteks. Teemant 10 juures on palju kõvem kui korund 9 juures, samas kui fluoriit 4 juures on vaid veidi kõrgem kui kaltsiit 3 juures.

Piiratum, kuid praktilisema skaala saab hõlpsasti ja soodsalt hankida, kui jälgida, et teie küüne kõvadus on umbes 2,5, vase kõvadus on umbes 3,5, klaasi ja terasnaela kõvadus on peaaegu võrdne 5,5 ja triibuplaadi kõvadus on 6,5 . Seega, kui ma kannan endaga kaasas küüne- ja triibuplaati ja suudan kopeerida vaskpenni (enne 1983. aastat), on mul taskus mugav mineraalide testimise labor.

Kallimaid komplekte saab osta. Kõigi Mohsi mineraalide väikeste proovidega komplekt võimaldab testimisel pisut täpsemat teavet. Eksemplarid kaotavad oma kasulikkuse, mida rohkem neid erinevates katsetes kriimustatakse. Alternatiivina saab kohandada oma Mohsi komplekti, kogudes või ostes vajalikke mineraale. Teised müüjad pakuvad kareduse pliiatsite komplekte, mille otsad on kahe mõõdetud kõvadusega loodusliku või tehisainega. Need on käepärased selle poolest, et on väga täpsed ja võimaldavad väikesel pinnal hõlpsalt testida.

II osa. Mohsi kõvaduse testide tehnika.

Kõvadustestide tegemine nõuab teatud tehnikat. Testimiseks peate leidma oma tundmatul hea pinna või serva. Veenduge, et testite õiget tera – mitte kvartsitükki selle kõrval. Mõnel juhul on lihtsam tundmatut üle standardi kraapida. (tundmatu mineraali tera punkt üle kaltsiidi lõhenemise). Muudel juhtudel on lihtsam testida standardit üle tundmatu (naela ots läbi tundmatu tera lõhenemispinna). Ideaaljuhul peaksite proovima teha mõlemat, et oma leide veel kord kontrollida. Hea efekti saavutamiseks peate vajutama piisavalt tugevalt, kuid mitte nii tugevalt, et kumbki proov puruneks. Harjutamine aitab teil saavutada sobiva stressitaseme.

Testi tulemusena otsite kriimustust. Hõõruge pulber kõrvale, et näha, kas kriimustus on märkimisväärne. Kaltsiit jätab kvartsile pulbri jälje. Hõõruge pulber ära ja näete, et kvarts on vigastamata. Käsiobjektiiv aitab teil kriimustust näha. Sel viisil saate oma tundmatu kõvaduse kahe oma standardi vahele (küüs kõvem, penn pehmem). Kasuks tuleb ka see, kui lihtne üks aine teist kriibib. Kvarts kriimustab kergesti kaltsiiti, andes teada suurest kõvaduse erinevusest. Kvarts kriimustab päevakivi palju raskemini. Kui testida standardit tundmatu, mis on võrdse kõvadusega, jätavad mõlemad ained üksteisele madalaid kriimustusi.

Mineraalide kõvadus oleneb ka ilmastikutingimustest. Ilmastikumõjud võivad muuta päevakivid (H=6) savimineraalideks (H=2–3). Isegi korund (H=9) võib muutuda ja selle ümber võib olla pehmemate mineraalide, näiteks margariidi (H=3,5–4,5) ääred. Seetõttu on kõvadustestide tegemisel oluline katsetada võimalikult värsket või ilmastikutingimusteta pinda.

Konkreetse mineraali kõvadus võib sama tera piires erineda sõltuvalt suunast. Küaniit on hea näide. Küaniit esineb tavaliselt pikkade teradega kristallides. Lühikese tera kõvaduse kõvadus on 7, samas kui pikal teel sama tera kõvadus on 4,0. Moskva on veel üks hea näide selle kohta. Selle kõvadus on 2,5, kui võtta üle dekolteelehe tasase pinna, kuid 4, kui võtta risti raamatu tera.

Põhjus, miks kõvadus sel viisil varieerub, on see, et nähtus sõltub mineraali koos hoidvate sidemete tugevusest. Sideme tugevus võib mineraalis eri suundades oluliselt erineda, andes erineva kõvaduse. Enamiku mineraalide puhul on see erinevus suunaga väike ega mõjuta testi. Küaniidi puhul on see kõvaduse erinevus omaette kinnituseks.

Mõnede mineraalide kõvadus võib prooviti erineda, sõltuvalt selle mineraali täpsest keemilisest koostisest. Hornblende'i kõvadus võib varieeruda vahemikus 5 kuni 6, mis tähendab, et mõni sarvest on pehmem kui klaas, mõni kõvem. See peegeldab tõsiasja, et sarvisegu võib oma struktuuris mahutada erineva koguse naatriumi, kaltsiumi, rauda ja magneesiumi, mis mõjutavad selle keemilise sideme üksikasju ja seega ka selle kõvadust.

III osa. Kivimite kõvadus mineraalide suhtes.

Kivimite kõvaduse testimine on vähem efektiivne kui mineraalide kõvaduse testimine. Kivim on põhimõtteliselt erinevate mineraalide segu, kuigi see võib sisaldada ka mittemineraalseid materjale, nagu looduslik klaas ja fossiilid. (Fossiilid ei ole mineraalid, kuna need on orgaanilised, samas kui klaas ei ole mineraal, kuna sellel puudub sisemine kristalliline struktuur). Võtame näiteks graniidist pegmatiidi. See võib sisaldada topaasi (H = 8), kvartsi (H = 7), päevakivi (H = 6) ja muskoviidi vilgu (H = 2,5) terasid. Seega võite saada erineva kõvaduse vahemiku olenevalt sellest, millist tera te testisite. Jämedateralise kivimi puhul võimaldab üksikute mineraalide tuvastamine kivimit tuvastada. Kui kivim on peeneteraline, on tulemusi raskem tõlgendada.

Peeneteraliste kivimite kõvadus kipub peegeldama neis leiduvate mineraalide keskmist kõvadust. Kiltkivid on valmistatud enamasti savist ja kipuvad olema pehmed. Ka lubja- ja dolokivid on pehmed, kõvadusega umbes 3-4. Lihtsalt jälgige, kas kvartsliiva on segatud karbonaatidega! Peamiselt kvartsist valmistatud kvartsiit ja kirt on mõlemad väga kõvad. Liivakivi kõvadust võib olla raske kontrollida. Kui liivaterad pole hästi tsementeeritud või on tsementeeritud kaltsiidiga, tundub liivakivi pehmem. Üksikute kvartsliivaterade kõvadus on endiselt 7, kuid kivi võib käes mureneda või laguneda, muutes selle pehmeks. Kui arvate, et see on tõesti pehme, proovige lohistada lagunenud liivaterad üle klaasitüki ja näete kohe efekte. Enamik tard- ja moondekivimeid sisaldab palju päevakivi, kvartsi, pürokseene ja amfiboole. Nende kõvadus jääb seega 6 ja 7 vahele. See tähendab, et kõvadus ei ole hea viis ühe kivimi eristamiseks teisest. Vulkaanilise klaasi kõvadus on tavaliselt 5,5–6,0. sõltuvalt selle konkreetsest keemilisest koostisest.

Mohsi kõvadusskaala on kasuliku mineraalide tuvastamise vahendina vastu pidanud sajandeid. Selle lihtsus ja tõhusus tagavad tõenäoliselt selle asjakohasuse ka tulevikus.