Что такое спайность назовите причины появления спайности
СПАЙНОСТЬ
спайность ж. Способность кристалла раскалываться по определенным направлениям, образуя в расколе плоские поверхности.
Спайность — С. называется способность кристалла раскалываться при ударе, толчках, надавливании на части, ограниченные более или менее ровными плоскостями, причем плоскости раскалывания имеют всегда строго определенное направление — постоянное для кристаллов одного и того же состава. Плоскости С. характеризуются также тем, что они идут всегда параллельно граням, присутствующим в кристалле, или кристаллографически для него возможным, причем эти плоскости имеют наипростейшие индексы. Так, чаще встречающаяся. С. идет параллельно плоскостям (100), (010) и (001), т. е., смотря по кристаллографической системе, это будут плоскости куба, квадратичной призмы 2-го рода и трех пинакоидов. Примером могут служить минералы: каменная соль, рутил, ангидрит, гипс, слюда, полевые шпаты и пр. Кроме указанных плоскостей, С. часто следует параллельно плоскостям с индексами (110) и (111). Для примера можно указать цинковую обманку со С. по плоскости ромбического додекаэдра (110), авгиты и роговые обманки — по плоскости основной вертикальной призмы (110), плавиковый шпат — С. по октаэдру (111) и пр. Примеры можно найти при описании отдельных минералов. При раскалывании кристаллов получающиеся спайные плоскости имеют различную степень гладкости, почему и различают степени С. Спайность называют в высшей степени совершенной, если спайные плоскости ровны как зеркало, такова, например, С. слюды и гипса. Если совершенство плоскостей меньшее, то называют весьма совершенной, как у кальцита; совершенной — у авгита, плавикового шпата; несовершенной, если получающиеся плоскости неровны, например у граната, везувиана. Различают еще следы С., когда спайные плоскости при своем несовершенстве вызываются с трудом. Явление С. в кристаллах с очевидностью показывает, что частички, слагающие кристалл, имеют притяжение по разным направлениям различное: в плоскостях С. притяжение наибольшее; в направлениях, перпендикулярных плоскостям С., притяжение наименьшее. При определении минералов, С. имеет весьма важное значение, так как направление её, величина угла спайных плоскостей, их совершенство представляют нагляднейшие признаки для распознавания минералов. П. З.
— Свойство кристаллов колоться по плоскосиям, параллельным действительным или возможным граням. В зависимости от резкости проявления этого свойства различают спайность вполне совершенную, совершенную, среднюю, несовершенную и вполне несовершенную. Явление спайности объясняется особенностями внутреннего строения кристаллов: спайность обычно проходит параллельно плоским сеткам, наиболее удаленным друг от друга и имеющим наибольшую ретикулярную плотность. Однако в реальных структурах необходимо еще принимать во внимание силы химического сцепления.
Спайность – свойство материалов (зерен, кристаллов, минералов, пород) при механическом дроблении раскалываться по определенным направлениям с образованием плоских поверхностей в местах раскола.
[Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.]
Рубрика термина: Свойства материалов
Что такое спайность назовите причины появления спайности
свойство минералов, которое позволяет раскалываться им по определённым кристаллографическим направлениям с образованием гладких параллельных поверхностей. Возникновение спайности связано с ослаблением химических связей решётки, поэтому она зависит только от внутренней структуры минерала и не зависит от внешней формы кристалла.
К характеристикам спайности относят:
степень совершенства спайности;
простую форму, по которой кристалл раскалывается;
иногда угол между плоскостями спайности.
Совершенная спайность по кубу <001>у галенита
Существуют следующие условные оценки степень совершенства спайности:
весьма совершенная, при которой минерал раскалывается или расщепляется на тонкие пластинки или листы (минералы со слоистой структурой: слюды, графит и пр.) без затруднений;
совершенная, при которой кристаллы раскалываются на более толстые пластинки, бруски с ровными поверхностями (кальцит, галенит, ортоклаз);
средняя, при которой поверхность раскалывания не является ровной и блестящей;
несовершенная, при которой поверхность скола неровная (апатит, нефелин, аметист) и обнаруживается с трудом.
При этом ряд минералов не имеет спайности (например, магнетит).
Направления раскалывания зависят от простой кристаллографической формы кристалла и могут происходить по одному, двум, трём и более направлениям :
по пинакоиду — 1 направление;
по ромбической или тетрагональной призме — 2;
по гексагональной призме — 3;
по ромбоэдру и кубу — 3;
по октаэдру — 4;
по ромбододекаэдру — 6.
Спайность — важный диагностический признак минералов.
Наконец, у очень многих минералов спайность обычно вообще отсутствует, а если и проявляется, то в редких случаях (кварц, пирит, магнетит, гранаты и др.).
Отсутствие или наличие спайности, равно как и ее характер — важные диагностические признаки минералов.
Весьма совершенная спайность встречается почти исключительно у минералов со слоистым структурным мотивом и преимущественно пинакоидальным габитусом (уплощенным обликом) кристаллов; проявлена она бывает в основном в одном направлении — по базопинакоиду, т.е. ориентируется перпендикулярно наиболее слабым связям между слоями: ван-дер-ваальсовым в случае графита, ослабленным ионным у слюд и т.д.
Совершенная спайность чаще характеризует минералы с координационными или каркасными, реже с цепными (ленточными) структурами; при этом она может быть одинаково совершенной в нескольких направлениях, но нередко отмечается лишь в одном или двух направлениях — например, у полевых шпатов по второму (010) и третьему (001) пинакоидам, у амфиболов — по призме (110), у петалита — по базопинакоиду (001), — и наряду с этим фиксируются еще другие направления (одно или более), по которым тоже проявлена спайность, но менее совершенная.
Средняя (ясная) призматическая спайность наиболее типична для минералов с цепочечным структурным мотивом, у которых она проявляется вдоль удлинения кристаллов (пироксены). В одном направлении (по одному из пинакоидов) средняя спайность бывает выражена и у некоторых минералов с каркасной структурой, в которой выделяются структурные фрагменты в виде цепочек или слоев (скаполиты, петалит и др.); это, впрочем, не исключает наличия спайности и по другим направлениям, выраженной лучше или хуже.
Будучи типичным векторным свойством, спайность находит свое объяснение в кристаллоструктурных особенностях минералов. Так, влияние структурного мотива на спайность наглядно иллюстрируется примером силикатов: она в целом гораздо хуже выражена у островных и кольцевых силикатов, нежели у цепочечных, ленточных, каркасных и слоистых.
Степень совершенства спайности возрастает от оливина (островной структурный мотив), у которого она обычно отсутствует, но иногда проявлена как несовершенная (по двум пинакоидам) или даже ясная (по одному из них), через пироксены (цепочечный структурный мотив) с ясной призматической спайностью и амфиболы (ленточный структурный мотив), имеющие совершенную спайность по призме, а также полевые шпаты (каркасный структурный мотив) с совершенной спайностью в двух направлениях к слюдам (слоистый структурный мотав) с весьма совершенной пинакоидальной спайностью. Повышению степени совершенства спайности в этом ряду способствует и вхождение в минералы (амфиболы и слюды) гидроксила (ОН).
В общей формулировке структурное объяснение спайности (восходящее к О.Бравэ) гласит: направления спайности параллельны плоским сеткам кристаллической решетки, слабее всего связанным между собой. В кристаллах, построенных из частиц одного сорта, т.е. одинаковой величины и с одинаковым зарядом, таковыми всегда будут являться сетки, расстояние между которыми в структуре кристалла самое большое.
Например, в структуре алмаза (с ковалентным типом связи) максимально отстоят друг от друга сетки, параллельные граням октаэдра (111); и действительно, алмаз имеет спайность по октаэдру.
Но если в кристалле присутствуют атомы не одного, а, скажем, двух сортов, то положение меняется. Слабее всего связанными здесь могут оказаться сетки, не самые отдаленные друг от друга, а несколько более сближенные, но зато не сцепленные между собой сильным взаимодействием противоположно заряженных ионов.
Так, в структуре сфалерита, геометрически подобной структуре алмаза, но с частично ионным типом связи, соседние октаэдрические сетки построены: одна из положительных ионов цинка, другая — из отрицательных ионов серы; поэтому между сетками действуют силы электростатического притяжения, препятствующие разрыву спайности.
Спайность и излом минералов
Совершенная спайность. Выколотки кальцита
Этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. Не случайно многие
минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжелый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д. Об этом же говорят названия таких минералов, как ортоклаз (спайность под прямым углом), плагиоклаз (под косым углом) и др. Слюды и слюдистые минералы обладают весьма совершенной спайностью, перпендикулярной главной оси (оси с); около 50% рудных минералов имеют спайность по кубу, октаэдру или ромбододекаэдру.На практике важно различать степень совершенства проявления спайности (качество спайности). Существуют минералы с совершенной (очень хорошей), превосходной, менее отчетливой (хорошей) и плохой спайностью.
С точки зрения качества спайности принята следующая пятиступенчатая шкала:
Виды спайности
Спайность весьма совершенная
Кристалл способен расщепляться на тонкие листочки. Получить излом иначе, чем по спайности, весьма трудно. Такую спайность имеют минералы в строении которых принимают крупные пакеты, по сути гигантские молекулы с плоскостной структурой и соединенные между собой вандервальсовсними водородными связями. Например, в слюдах и хлоритах.
Спайность совершенная
Спайность средняя
На обломках минералов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям. Характерна в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок и др.
Спайность несовершенная
Спайность весьма несовершенная
То есть практически отсутствует (например, у корунда, золота, платины, магнетита и др.). Она обнаруживается в исключительных случаях. Такие тела обычно имеют раковистый излом, подобный тому, что наблюдается в изломе шлака или вулканического стекла — обсидиана. Данное качество спайности определяется ковалентным типом свези природных вешеств или аморфным состоянием.
Излом
Мелкораковистый излом характерен для многих сульфидов. Для некоторых самородных металлов (меди, серебра и др.) характерен занозистый, крючковатый излом.
В различных минералах, обладающих спайностью, плоскости последней ориентированы неодинаково для различных типов кристаллических структур: в координационных структурах с ионной связью, например галенита (PbS) и галита (NaCl) — по кубу; у кальцита (Са[СО3]) — по ромбоэдру; в силикатах, комплексные анионы которых представлены вытянутыми в одном направлении цепочками, например в пироксенах и роговых обманках, — по призме; в силикатах, характеризующихся анионными слоями, например в слюдах и хлоритах, — по пинакоиду и т. д.
Согласно прежним представлениям, развитым Браве, плоскости спайности проходят параллельно наиболее удаленным друг от друга плоским сеткам пространственной решетки. Г. В. Вульф, основываясь на данных кристаллохимии, показал, что явление спайности в кристаллах с ионной связью обусловлено анизотропией сил сцепления структурных единиц в различных направлениях в кристаллических средах. Так, например, в кристаллической структуре сфалерита (ZnS) наиболее удаленные друг от друга плоские сетки ионов устанавливаются параллельно граням октаэдра, а следовательно, согласно правилу Браве, и спайность должна была бы проходить по <111>. На самом деле спайность в сфалерите проявляется параллельно плоскостям ромбического додекаэдра <110>, хотя здесь расстояния между плоскими сетками короче. Дело в том, что в первом случае каждая из удаленных друг от друга плоских сеток сложена одноименными, но разными по заряду ионами (либо Zn 2+ либо S 2– ), что и обусловливает химическую связь между сетками, тогда как во втором случае каждая сетка состоит из взаимно компенсирующих ионов цинка и серы и потому, несмотря на более короткое расстояние, эти плоские сетки слабо связаны между собой. Однако алмаз, обладающий той же кристаллической структурой, что и сфалерит, но состоящий только из атомов углерода, обладает спайностью по октаэдру (т. е. согласно правилу Браве).
Нередко различно ориентированные плоскости спайности в одном и том же минерале имеют различную степень совершенства. Например, у кристаллов гипса, относящихся к моноклинной сингонии, наблюдаются следующие спайности: по второму пинакоиду <010>— весьма совершенная, по ромбической призме <111>— средняя и по первому пинакоиду <100>— несовершенная. Количество направлений спайности в ряде случаев также является важным диагностическим признаком. Например, такие весьма похожие друг на друга по ряду внешних признаков (цвету, твердости, блеску и др.) минералы, как сфалерит — ZnS и вольфрамит — (Fe, Mn)WO4, отличаются друг от друга тем, что в кристаллах или зернах сфалерита наблюдается несколько (шесть) плоскостей спайности по <110>, тогда как у вольфрамита совершенную спайность мы всегда находим только в одной плоскости по <010>, вдоль вытянутости и поперек уплощения кристаллов или зерен.
Кроме спайности, в кристаллах могут наблюдаться также плоскости отдельности, обусловленные, по предположению Н. В. Белова, «прокладками» субмикроскопических веществ иного состава, закономерно ориентированных вдоль плоскостей плотнейшей упаковки. В отличие от спайности, они не являются строго плоскими и обычно ориентированы в одном направлении. Причиной проявления отдельности могут быть также внутренние напряжения в кристаллических индивидах, обусловленные внешней механической деформацией или связанные с зональным распределением изоморфных примесей, вызывающим несоразмерность кристаллических решеток в смежных участках кристаллов. Отдельность, в отличие от спайности, не относится к числу обязательных свойств того или иного минерала, так как не определяется его конституцией. Тем не менее для многих минералов отдельность весьма характерна и проявляется в подавляющем большинстве индивидов, а по качеству образуемых поверхностей может конкурировать с плоскостями спайности (моноклинные пироксены).
спайность кварца
спайность алмаза
лимонит спайность
спайность серы
спайность золота
спайность гранита
спайность графита
флюорит спайность
гипс спайность
пирит спайность
спайность апатита
корунд спайность
спайность кальцита
халькопирит спайность
гематит спайность
спайность железа
боксит спайность
каолинит спайность
спайность серебра
оливин спайность
кремень спайность
опал спайность
сфалерит спайность
спайность известняка
исландский шпат спайность
киноварь спайность
спайность у диорита
Понятие и разновидности спайности минералов
Спайностью называется способность минерала раскалываться по ровным плоскостям. Если при расколе получается идеальная плоскость, то спайность называется совершенной. Минералы с совершенной спайностью достаточно трудно расколоть в других направлениях. Если плоскость относительно ровная, а минерал охотно раскалывается как по спайности, так и в других направлениях, то спайность называется ясной.
Если же плоскости вообще не образуется, то говорят, что спайность несовершенная. Спайность может проявляться по одной плоскости, как в биотите и мусковите. Они легко откалываются пластинками, но не дают ровных плоскостей при разломе в другом направлении. Бывает также спайность по двум и трём плоскостям.
В кальците и доломите, для которых характерна совершенная спайность по ромбоэдру (по трём плоскостям), хорошо заметны ступеньки, образующиеся на сколе. Спайность минерала это важный диагностический признак.
Благодаря ему можно, например, отличить кварц, имеющий несовершенную спайность, от плагиоклазов, имеющих совершенную спайность по одной плоскости.
Спайность минералов
Это свойство кристаллических сред связано исключительно с внутренним их строением и для одного и того же минерала не зависит от внешней формы кристаллов (например, у ромбоэдрических, скаленоэдрических и призматических кристаллов или даже совершенно неправильных кристаллических зерен кальцита наблюдается всегда одна и та же форма спайности по ромбоэдру).
Этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. Не случайно многие
минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжелый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д.
Об этом же говорят названия таких минералов, как ортоклаз (спайность под прямым углом), плагиоклаз (под косым углом) и др. Слюды и слюдистые минералы обладают весьма совершенной спайностью, перпендикулярной главной оси (оси с); около 50% рудных минералов имеют спайность по кубу, октаэдру или ромбододекаэдру.
С точки зрения качества спайности принята следующая пятиступенчатая шкала:
Виды спайности
Кроме спайности в кристаллах может наблюдаться отдельность – свойство минерала раскалываться по плоскостям физической неоднородности (не связанных с кристаллической структурой). В отличие от спайности отдельность проявляется не по всему кристаллу, а плоскости отдельности более грубые. Плоскостями отдельности могут служить: плоскости срастания двойников; поверхности зон и секторов роста кристаллов; плоскости мельчайших включений других минералов.
Спайность весьма совершенная
Кристалл способен расщепляться на тонкие листочки. Получить излом иначе, чем по спайности, весьма трудно. Такую спайность имеют минералы в строении которых принимают крупные пакеты, по сути гигантские молекулы с плоскостной структурой и соединенные между собой вандервальсовсними водородными связями. Например, в слюдах и хлоритах.
Спайность совершенная
При ударе молотком всегда получаются выколки по спайности, внешне очень напоминающие настоящие кристаллы. Например, при разбивании галенита получаются мелкие правильные кубики, при раздроблении кальцита — правильные ромбоэдры и т. п.
Спайность средняя
На обломках минералов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям. Характерна в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок и др.
Спайность несовершенная
Спайность весьма несовершенная
То есть практически отсутствует (например, у корунда, золота, платины, магнетита и др.). Она обнаруживается в исключительных случаях. Такие тела обычно имеют раковистый излом, подобный тому, что наблюдается в изломе шлака или вулканического стекла — обсидиана.
Отдельность появляется по другим причинам, это могут быть:
Для некоторых минералов отдельность очень характерна, например, для апатита и корунда.
СПА́ЙНОСТЬ
Том 31. Москва, 2016, стр. 38
Скопировать библиографическую ссылку:
СПА́ЙНОСТЬ, физическое свойство кристаллов некоторых минералов, проявляющееся в их способности раскалываться по определённым кристаллографич. направлениям. С. связана с анизотропией кристаллич. структур, характером химич. связей в кристаллах. По степени совершенства проявления С. различают: весьма совершенную С. – кристаллы легко расщепляются на тонкие пластинки с гладкой поверхностью (у слюд, хлоритов, талька, графита); совершенную С. – при раскалывании получаются гладкие поверхности, но для раскалывания необходимы усилия (у топаза, флюорита, кальцита); среднюю С. – при раскалывании с ещё бо́льшим усилием образуются плоские, но негладкие поверхности (у амфиболов, в некоторых направлениях у полевых шпатов); несовершенную С. – раскалывается с трудом, на сколе наблюдаются фрагменты плоских, негладких поверхностей (у нефелина, оливина). У ряда минералов С. отсутствует (кварц, сера, пирит). При способности кристалла раскалываться в нескольких кристаллографич. направлениях говорят о С. по призме, кубу, октаэдру, ромбоэдру, ромбододекаэдру. Степень совершенства проявления С. по разным направлениям может быть неодинаковая. Наличие, характер С. и углы между её направлениями – важные диагностич. признаки минералов, а также характеристики, учитывающиеся при использовании драгоценных камней в ювелирном деле (напр., при обкалывании алмаза, шлифовке топаза и др.).