В этой статье:
Шкала Мооса - это минералогическая шкала твердости камней. Определение по этой шкале происходит с помощью царапанья. Большинство минералов получило свою оценку по этой классификации. Ученые отобрали десять представителей камней, по которым и идет сравнение твердости.
Такая шкала была изобретена в 1811 году, но, несмотря на возраст, ею пользуются и до сих пор. Названа она в честь ученого Фридриха Мооса, который и предложил такой метод классификации. Располагаются минералы в порядке возрастания показателя твердости в шкале.
Согласно шкале, камни располагаются так:
- Тальк (графит).
- Гипс (хлорид, галит).
- Кальцит (золото, серебро).
- Флюорит (доломит, сфалерит).
- Апатит (гематит, лазурит).
- Ортоклаз (опал).
- Кварц (гранат, турмалин).
- Топаз (берилл).
- Корунд.
- Алмаз.
При этом камни с индексом ниже 7 считаются мягкими, выше 7 - твердыми экземплярами. Интересно также то, что самый мягкий камень - графит, самый твердый - алмаз являются аллотропными модификациями карбона. Твердость по Моосу большинства минералов составляет от 2 до 6. Иногда показатель записывают так - 9h. «Н» означает твердость (hardness), а сама цифра указывает на принадлежность вещества к корундам. Кстати, такой показатель чаще всего встречается на защищенном стекле, которое не царапается ножом и используется для изготовления экранов.
Шкала Мооса
Твердость, как характеристика минерала
Если говорить о таком свойстве, как твердость минералов, то стоит сказать, что это сопротивление вещества, которое оказывает его поверхность при попытке царапания камнем или другим предметом. Показатель напрямую зависит от кристаллической решетки и строения атомов в камне. Но также следует знать, что такая характеристика, как твердость, может быть непостоянной и зависеть от таких факторов, как:
- Направление камня. Ярким примером является кианит. В одном случае его твердость определяется как 5, и он царапается ножом, а в другом, как 7, и нож следов не оставляет.
- Агрегатное состояние камня. Например, скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые виды веществ имеют ложные малые твердости. Так, гематит в кристаллах шкалы твердости Мооса оценивают на 6 баллов, а в виде красной охры показатель падает ниже четверки.
- Месторождения камня. Сапфиры, добытые в Цейлоне тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры - мягче. Это объясняется естественными процессами во время образования камня. И даже алмазы с Калимантана и Уэльса тверже, чем экземпляры с ЮАР.
Определение твердости осуществляется путем поиска эталонного материала, который он способен поцарапать. Или же подбираются камни, которые могут поцарапать его. Сама шкала основана на сравнении, поэтому с ее помощью производится грубая сравнительная оценка минерала. Шкала Мооса работает по системе мягче-тверже и называется относительной.
С ее помощью можно определить и промежуточные значения твердости - в таком случае показатель записывается дробью. Например, число 8, под которым находится хризоберилл в классификации, означает, что камень царапает топаз так же, как сам царапается корундом. А вот гранат тверже, чем кварц, но мягче берилла и поэтому получил значение 7.
Чем больше обнаруживают новых камней, тем больше расширяется классификация и появляются промежуточные значения. Но костяк таблицы Мооса остается тем же. А еще до сих пор работает правило: чем тверже камень, тем он стоит дороже.
Твердость необходима для того, чтоб знать насколько сложная обработка камня. Она влияет на процессы огранки, полировки. По твердости камни используют в промышленности в качестве абразивов, как, например, алмазы. Но одной шкалы для определения твердости недостаточно. Существуют и другие способы, которые являются более точными, хотя шкала Мооса так и остается оплотом ювелирного дела.
Существует классификация, которая основана на применении подручных средств, например, ногтя, карандаша, соли поваренной, гвоздя, напильника, ножа, железа. Чтоб запомнить правила этой методики, следует знать, что ноготь оставляет царапины на гипсе и более мягких веществах. Так появилась линейная твердость, а камни стали распределять на такие группы:
- твердые;
- мягкие;
- средней мягкости.
По классификации линейной твердости определяют минералы так:
- тальк - 1 - поддается царапинам ногтем;
- гипс - 3 - возможно поцарапать ногтем;
- кальцит - 9 - можно поцарапать медной монетой;
- флюорит - 21 - легко поддается царапинам ножом;
- апатит - 48 - трудно поцарапать ножом;
- ортоклаз - 72 - повреждается с помощью напильника;
- кварц - 100 - может поцарапать стекло;
- топаз - 200 - способен поцарапать кварц;
- корунд - 400 - царапает топаз;
- алмаз - 1600 - невозможно ничем поцарапать, абсолютная твердость минерала.
Проверка камня с помощью шкалы
Для удобства испытания минералов на твердость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твердостью вставлены в небольшие держатели.
А еще с помощью твердости можно проверить подлинность камня. Отличия можно определить с помощью напильника, надфиля. Эта процедура выполняется мастером, поскольку в неумелых руках можно повредить изделие. Используется такая методика при проверке алмазов или бриллиантов, когда ювелир пытается поцарапать камень другими веществами. Если алмаз настоящий, то следов на нем не останется. А вот подделки сразу поцарапаются.
Иногда, наоборот, производится проверка алмаза с помощью других камней, которые выступают в качестве царапальной поверхности. Если камень является натуральным, то царапина после него будет более глубокая, чем при царапании другими камнями. Эти методики сейчас утратили популярность, поскольку они портят внешний вид камня, и делать это нужно осторожно. Сейчас проверка проходит с помощью рефрактора, который подсчитывает коэффициент преломления лучей.
А до изобретения рефрактометра ювелиры пользовались только шкалой Мооса. При этом они вытаскивали драгоценность из оправы, чтоб в дальнейшем поцарапать камень в том месте, в котором не будет видно следов. При этом пользовались эталонными остриями с известными веществами, закрепленными в держатели.
Шкала Мооса хоть и не является абсолютной, все равно популярна и узнаваема среди ювелиров сегодня. Это потому что она понятна не только мастерам, но и их клиентам, легка для запоминания и удобно классифицирует минералы по важному признаку. С ее помощью можно определить, как будет вести себя минерал и насколько бережно нужно с ним обращаться.
Для камнерезчика очень важно знать твёрдость обрабатываемых минералов. Почему? Потому что от твёрдости камня в первую очередь зависит трудоёмкость его обработки (сколько времени и усилий будет затрачено на обработку минерала, какой инструмент понадобится, как лучше «раскрыть» камень…).
А для драгоценных камней твёрдость очень важна ещё и потому, что именно твёрдость определяет долговечность самоцвета, от твёрдости зависит долговечность сохранения полировки камня (в таких случаях говорят, что камень «хорошо держит полировку») и его блеск.
Что такое твёрдость минерала и как её измерить
Что такое твёрдость минерала? В минералогии мирно со-существуют несколько определений твёрдости минералов, например, такое: твёрдость камня – это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать её другим камнем или иным предметом.
Для измерения твёрдости минералов делались попытки применить всевозможные методы, основанные на сопротивлении камней царапанию, истиранию, сверлению, деформации поверхности… Но все эти попытки не имели успеха. Нужен был простой, надёжный и всем доступный метод. И вот наконец, чтобы упростить различение минералов по твёрдости, в 1811 г. немецким Моосом (F. Mohs ) была предложена шкала твёрдости, которая широко применяется до сих пор, повсюду и всеми, кто работает с минералами, – геологами, камнерезчиками, ювелирами. Эту шкалу стали называть шкалой твёрдости минералов , или шкалой Мооса .
Кто такой Моос
Моос [Мос] (нем. Mohs ; 29 января 1773 г., Гернроде, Германия – 29 сентября 1839 г., Агордо, Италия) – немецкий и геолог. Учился в Галле и Фрейберге. В 1812 г. стал профессором в Граце, в 1818 г. переехал в Горную академию в Фрейберг, в 1826 г. – в Вену.
Что такое шкала Мооса
Шкала Мооса – это минералогическая шкала твёрдости, набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости:
1. Тальк , Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ; царапается ногтем.
2. Гипс (каменная соль), CaSO 4 2H 2 O ; царапается ногтем.
3. Кальцит (известковый шпат), CaCO 3 ; царапается медной монетой.
4. Флюорит (плавиковый шпат), CaF 2 ; царапается ножом, кусочком оконного стекла.
5. Апатит , Ca 5 (PO 4) 3 (F, Cl) ; царапается ножом, кусочком оконного стекла.
6. Полевой шпат , KAlSi 3 O 8 ; царапается напильником.
7. Кварц , SiO 2 .
8. Топаз , (Al 2 SiO 4 (OH, F) 2 .
9. Корунд , Al 2 O 3 .
10. Алмаз , C ; самый твёрдый минерал.
Как пользоваться шкалой Мооса
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10-ти достаточно распространенным минералам – от талька до алмаза. При этом твёрдость минерала по шкале Мооса определяется номером соответствующего минерала-эталона, например, твёрдость талька – 1, алмаза – 10, апатита – 5. Твёрдость испытуемого минерала определяется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который оставляет царапину на испытуемом минерале; и/или самого мягкого эталонного минерала, на котором оставляет царапину испытуемый минерал. То есть, испытуемый минерал либо царапает эталонный (при этом его твёрдость по шкале Мооса выше/равна эталонному), либо царапается эталонным минералом (при этом его твёрдость ниже/равна твёрдости эталонного минерала). Если минерал оставляет царапину на каком-либо эталонном минерале и сам «царапается» этим минералом, то твёрдость обоих минералов считают одинаковой.
Например, если испытуемый минерал царапается апатитом, а сам оставляет царапину на флюорите, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.
Шкала Мооса очень удобна для практического применения, – для грубой сравнительной (относительной) оценки твёрдости материалов по системе «мягче-твёрже»: номер по шкале Мооса указывает только на порядок в распределении минералов по твёрдости (мягче , тверже , такой же ), но не имеет какого-либо количественного значения. Следует помнить, что величина твёрдости, определяемая с помощью шкалы Мооса, весьма относительна и неточна. Более точное определение твёрдости производится, например, с помощью склерометра.
Для практических («походных») целей можно запомнить, что:
– человеческий ноготь имеет твёрдость по шкале Мооса – 2,5; оставляет царапину на гипсе (и более мягких минералах);
– медная монета имеет твёрдость по шкале Мооса – 3,5; твёрже кальцита, но мягче флюорита;
– кусочек обычного оконного стекла и лезвие перочинного ножа имеют твёрдость по шкале Мооса – 5,5; немного мягче полевого шпата;
Каждый, кто имел дело с драгоценными камнями, не мог не слышать о шкале Мооса – таблице для измерения твердости минералов. Однако далеко не все знают, что же она собой представляет и как с ее помощью определяют твердость камня.
Автором знаменитой таблицы, созданной в 1811 году, был немецкий геолог и минералог девятнадцатого века Карл Фридрих Моос. Суть его методики – определение твердости с помощью эталонных минералов методом царапанья. Если эталон царапает исследуемый минерал, то этот минерал находится ниже по шкале Мооса (мягче эталона), если исследуемый минерал сам царапает эталон, то он, соответственно, выше по шкале, то есть тверже.
Если камни могут оставить царапины друг на друге, то по шкале Мооса их твердость одинакова. В качестве эталонов ученый выбрал десять наиболее распространенных минералов, каждый из которых занимает одно деление в шкале. Ниже приводится перечень этих минералов в порядке увеличения их твердости (цифра в скобках – твердость эталона по шкале Мооса):
Тальк (1). Самый мягкий эталон. Используется как детская присыпка, находится в составе косметических средств и некоторых таблеток, широко применяется в резиновой промышленности (внутри перчаток, велосипедных шин для уменьшения трения). Одной с ним твердости также графит.
Гипс (2). Широко применяется в медицине и строительстве (в основном для декоративных элементов). Разновидностью гипса является алебастр.
Кальцит (3). Этот минерал входит в состав мела и известняка.
Флюорит (4). Иначе называется плавиковый шпат. Используется в ювелирной промышленности, а также в металлургии для производства легкоплавких шлаков.
Апатит (5). Используется для производства фосфора, фосфорных удобрений и фосфорной кислоты.
Ортоклаз (6). Другое название – полевой шпат . Служит для производства электрокерамики и фарфора.
Кварц (7). Наиболее часто встречающийся минерал на земле. Самый известный «облик» кварца – обыкновенный песок. Разновидностями кварца являются такие драгоценные камни, как аметист, агат, кошачий глаз, цитрин, горный хрусталь и др. Помимо этого используется для изготовления стекла и керамики.
Топаз (8). Используется в ювелирной промышленности.
Корунд (9). Разновидности корунда – сапфир и рубин.
Алмаз (10). Самый твердый минерал. Удивительно, но и алмаз, и графит (находящийся на первой ступени шкалы Мооса) – это химический элемент углерод.
Минералы, находящиеся в таблице ниже 7-ой ступени, считаются мягкими, выше – твердыми.
Конечно, такое определение твердости очень грубо и относительно, кроме того, существуют и более точные методики (например, с использованием склерометра). Однако шкала Мооса очень удобна в практическом применении: сравнивая материалы по системе «мягче – тверже», ювелиры выясняют, чем их обрабатывать. Дополнительное практическое удобство – определение твердости, так сказать, «вручную», с помощью самых простых предметов.
Например, твердость человеческого ногтя – 2,5 (может поцарапать гипс и более мягкие минералы), медная монета – 3,5, гвоздь – 4, стекло – приблизительно 5, лезвие ножа – 6, напильник – около 7. Используя тот же напильник, можно отличить, к примеру, изделия из кварца (а многие драгоценные камни, как было сказано выше, являются разновидностями кварца и по шкале Мооса их твердость одинакова) от более «мягких» подделок из стекла. Естественно, для подобных экспериментов лучше вынуть камень из оправы и стачивать его боковую поверхность, чтобы потом легко закрыть поцарапанное место.
Применительно к минералам и драгоценным камням под твердостью понимают, во-первых, твердость при царапанье (или твердость царапанья) и, во-вторых, твердость при шлифовании. Твердость царапанья прежде, когда оптические методы исследования еще не были столь развиты, как сейчас, играла большую роль при определении драгоценных камней. Сегодня проверка твердости путем царапанья проводится, вообще говоря, лишь у менее ценных камней и в основном коллекционерами. Для профессионального испытания точность такого определения твердости слишком низка. Кроме того, очень велика связанная с ним опасность повреждения камня. Правда, основное преимущество метода царапанья состоит в том, что он позволяет простыми средствами определять драгоценные камни в первом приближении. В минералогии этот способ по-прежнему широко применяется.
Метод определения твердости путем царапанья принадлежит венскому минералогу Фридриху Моосу. Моос определил твердость царапанья как сопротивление, оказываемое минералом при царапанье его поверхности острым контрольным предметом. Камни, имеющие твердость по Моосу выше 7, считаются твердыми. О минералах с твердостью от 8 до 10 говорят, что они имеют «твердость драгоценных камней». Однако это не совсем удачное определение, ибо драгоценные камни характеризуются не только высокой твердостью, хотя она и представляет собой весьма ценное для них качество. Драгоценные камни с твердостью ниже 7 по Моосу нестойки против вездесущей пыли, которая всегда содержит мельчайшие зерна кварца (его твердость по Моосу 7), а потому повреждает полировку и ухудшает блеск мягких камней. Такие камни с течением времени тускнеют и требуют при ношении и хранении особой осторожности, дабы уберечь их от контакта с твердыми, то есть царапающими предметами.
При определении твердости царапанья необходимо следить за тем, чтобы последнее производилось только острым краем образца и только на ровных и свежих поверхностях. У ребристых образований, листоватых кристаллов или выветренных с поверхности штуфов значения твердости царапанья получаются заниженными.
Некоторые драгоценные камни имеют на разных гранях, равно как и по разным направлениям, совершенно различную твердость. Например, у кианита на гранях переднего пинакоида твердость по Моосу составляет в продольном направлении (по удлинению кристалла) 4,5, а в поперечном - 6-7. Поэтому кианит называют также дистеном - «оказывающим двоякое сопротивление». Большие различия в твердости существуют также у алмаза. Только благодаря этому вообще возможно шлифовать алмаз - самый твердый из известных материалов. Шлифовальщик драгоценных камней обязательно должен знать различия в их твердости (как при царапанье, так и при шлифовании), ибо в этом состоит одна из важных предпосылок успешной работы мастера.
Шкала твердости царапанья по Моосу - относительная шкала. С ее помощью можно установить лишь, каким минералом царапается другой (испытуемый) минерал. О том, насколько возрастает (в количественном выражении) твердость от ступени к ступени шкалы Мооса, ничего сказать нельзя. А этот рост в действительности резко различается, как видно из приведенной ниже таблицы, где сопоставлены значения твердости по Моосу и значения абсолютной твердости (твердости шлифования в воде по А. Розивалю).
Относительная и абсолютная шкала твердости
| Твердость царапанья (по Моосу) | Эталонный минерал | Простейший способ определения твердости | Твердость шлифования (по Розивалю) |
|---|---|---|---|
| 1 | Тальк | Скоблится ногтем | 0,03 |
| 2 | Гипс | Царапается ногтем | 1,25 |
| 3 | Кальцит | Царапается медной монетой | 4,5 |
| 4 | Флюорит | Легко царапается ножом | 5 |
| 5 | Апатит | Еще царапается ножом | 6,5 |
| 6 | Ортоклаз | Царапается стальным напильником | 37 |
| 7 | Кварц | Царапает оконное стекло | 120 |
| 8 | Топаз | 175 | |
| 9 | Корунд | 1 000 | |
| 10 | Алмаз | 140 000 |
Твердость самоцветов по шкале Мооса
| Алмаз | 10 |
| Рубин | 9 |
| Сапфир | 9 |
| Александрит | 8,5 |
| Хризоберилл | 8,5 |
| Цейлонит | 8 |
| Родицит | 8 |
| Шпинель | 8 |
| Таафеит | 8 |
| Топаз | 8 |
| ИАГ-гранат (гранатит) | 8 |
| Аквамарин | 7,5-8 |
| Берилл | 7,5-8 |
| Ганит | 7,5-8 |
| Пейнит | 7,5-8 |
| Фенакит | 7,5-8 |
| Изумруд | 7,5-8 |
| Альмандин | 7,5-8 |
| Андалузит | 7,5 |
| Эвклаз | 7,5 |
| Гамбергит | 7,5 |
| Уваровит | 7,5 |
| Кордиерит | 7-7,5 |
| Данбурит | 7-7,5 |
| Гроссуляр | 7-7,5 |
| Пироп | 7-7,5 |
| Спессартин | 7-7,5 |
| Ставролит | 7-7,5 |
| Турмалин | 7-7,5 |
| Аметист | 7 |
| Авантюрин | 7 |
| Горный хрусталь | 7 |
| Цитрин | 7 |
| Дюмортьерит | 7 |
| Дымчатый кварц (раухтопаз) | 7 |
| Розовый кварц | 7 |
| Тигровый глаз | 7 |
| Циркон | 6,5-7,5 |
| Агат | 6,5-7 |
| Аксинит | 6,5-7 |
| Халцедон | 6,5-7 |
| Хлоромеланит. | 6,5-7 |
| Хризопраз | 6,5-7 |
| Демантоид | 6,5-7 |
| Окаменелое дерево | 6,5-7 |
| Жадеит | 6,5-7 |
| Яшма | 6-7 |
| Корнерупин | 6,5-7 |
| Перидот (хризолит) | 6,5-7 |
| Танзанит | 6,5-7 |
| Галлиант | 6,5 |
| Перистерит | 6,5 |
| Соссюрит | 6,5 |
| Сингалит | 6,5 |
| Смарагдит | 6,5 |
| Везувиан | 6,5 |
| Силлиманит | 6-7,5 |
| Касситерит | 6-7 |
| Эпидот | 6-7 |
| Гидденит | 6-7 |
| Кунцит | 6-7 |
| Амазонит | 6-6,5 |
| Авантюриновый полевой шпат | 6-6,5 |
| Бенитоит | 6-6,5 |
| Эканит | 6-6,5 |
| Фабулит | 6-6,5 |
| Лабрадор | 6-6,5 |
| Лунный камень | 6-6,5 |
| Нефрит | 6-6,5 |
| Ортоклаз | 6-6,5 |
| Петалит | 6-6,5 |
| Пренит | 6-6,5 |
| Пирит | 6-6,5 |
| Рутил | 6-6,5 |
| Амблигонит | 6 |
| Битовнит | 6 |
| Санидин | 6 |
| Тугтупит | 6 |
| Гематит | 5,5-6,5 |
| Опал | 5,5-6,5 |
| Родонит | 5,5-6,5 |
| Тремолит | 5,5-6,5 |
| Актинолит | 5,5-6 |
| Анатаз | 5,5-6 |
| Бериллонит | 5,5-6 |
| Элеолит | 5,5-6 |
| Гаюин | 5,5-6 |
| Периклаз | 5,5-6 |
| Псиломелан | 5,5-6 |
| Содалит | 5,5-6 |
| Бразилианит | 5,5 |
| Хромит | 5,5 |
| Энстатит | 5,5 |
| Лейцит | 5,5 |
| Молдавит | 5,5 |
| Натролит | 5,5 |
| Виллемит | 5,5 |
| Скаполит | 5-6,5 |
| Канкринит | 5-6 |
| Диопсид | 5-6 |
| Гиперстен | 5-6 |
| Ильменит | 5-6 |
| Лазурит | 5-6 |
| Лазулит | 5-6 |
| Танталит | 5-6 |
| Бирюза | 5-6 |
| Датолит | 5-5,5 |
| Обсидиан | 5-5,5 |
| Томсонит | 5-5,5 |
| Титанит | 5-5,5 |
| Апатит | 5 |
| Аугелит | 5 |
| Диоптаз | 5 |
| Гемиморфит | 5 |
| Смитсонит | 5 |
| Страз | 5 |
| Вардит | 5 |
| Кианит | 4,5 и 7 |
| Апофиллит | 4,5-5 |
| Шеелит | 4,5-5 |
| Цинкит | 4,5-5 |
| Колеманит | 4,5 |
| Варисцит | 4-5 |
| Пурпурит | 4,5 |
| Баритокальцит | 4 |
| Флюорит | 4-4,5 |
| Магнезит | 4 |
| Родохрозит | 4 |
| Доломит | 3,5-4,5 |
| Сидерит | 3.5-4 |
| Арагонит | 3,5-4,5 |
| Азурит | 3,5-4 |
| Куприт | 3,5-4 |
| Халькопирит | 3,5-4 |
| Малахит | 3,5-4 |
| Сфалерит | 3,5-4 |
| Церуссит | 3,5 |
| Говлит | 3,5 |
| Витерит | 3,5 |
| Кораллы | 3-4 |
| Жемчуг | 3-4 |
| Ангидрит | 3-3,5 |
| Барит | 3 |
| Кальцит | 3 |
| Курнаковит | 3 |
| Вульфенит | 3 |
| Гагат | 2,5-4 |
| Крокоит | 2,5-3 |
| Гарниерит | 2,5-3 |
| Гейлюссит | 2,5 |
| Прустит | 2,5 |
| Серпентин | 2,5 |
| Хризоколла | 2-2,5 |
| Слоновая кость | 2-4 |
| Янтарь | 2-3 |
| Морская пенка (сепиолит) | 2-2,5 |
| Алебастр | 2-2,5 |
| Улексит | 2 |
| Вивианит | 1,5-3 |
| Стихтит | 1,5-2,5 |
| Сера | 1,5-2 |
Форму поверхности фрагментов, на которые распадается минерал при ударе, называют изломом. Он бывает раковистым (похожим на отпечаток раковины), неровным, занозистым, волокнистым, ступенчатым, ровным, землистым и пр. Иногда излом может служить диагностическим признаком, позволяющим различать сходные по внешнему облику минералы. Раковистый излом типичен, например, для всех разновидностей кварца и для имитаций драгоценных камней из стекла.
Твердость оценивается силой сопротивления, которое оказывает поверхность испытуемого минерала царапающему действию какого-либо острия. Твердость можно выразить в абсолютных единицах, но практически при описании и определении минералов удобнее пользоваться шкалой из небольшого числа минералов, твердость которых принята за эталоны для сравнения. В шкале Мооса, заключающей 10 минералов разной твердости, твердость образцов условно обозначается баллами 1, 2, 3, и т. д., до 10
| Твердость | Эталонный минерал |
| 1 | Тальк |
| 2 | Гипс |
| 3 | Кальцит |
| 4 | Флюорит |
| 5 | Апатит |
| 6 | Полевые шпаты |
| 7 | Кварц |
| 8 | Топаз |
| 9 | Корунд |
| 10 | Алмаз |
Как определить твердость минералов?
Твердость минерала определяется путем сравнения ее с твердостью минералов этой шкалы.
Необходимо установить, действительно ли при царапании одного минерала другим на каком-либо из них получается царапина, так как только в этом случае можно говорить, что один минерал тверже другого. Это можно сделать, рассматривая след от царапания через лупу. Для суждения о твердости порошковатого минерала следует минерал шкалы потереть порошковатым минералом. Если при этом блестящая поверхность первого покроется царапинами, то испытуемый минерал тверже эталона.
Кроме образцов шкалы Мооса, для определения твердости можно пользоваться разными легко доступными предметами, твердость которых известна в цифрах Мооса. Таковы, например, ноготь пальца (тв. около 2,5), медная монета (тв. 3), кусочек оконного стекла (тв. 5,5-6), стальной перочинный ножик (тв. 5,5-6).
Если минерал пишет на бумаге, не царапая ее, - тв. 1. Если минерал царапает бумагу, но сам чертится ногтем, то твердость минерала 2 или <2. Если ноготь не оставляет царапины на минерале, но кончик стального ножа легко, без заметного усилия, чертит по нему, то твердость минерала 3. Если твердость минерала такова, что для получения царапины при помощи ножа надо применить небольшое усилие - тв. 4. Если это усилие значительно, то тв. 5. И, наконец, если минерал чертится ножом при крайнем усилии - тв. 5,5. Минералы с твердостью 6 и больше сами оставляют царапины на ноже и стекле. Таким образом, для испытания твердости минералов
до 6 при небольшом навыке вполне достаточно применения ногтя и перочинного ножа. Преобладают минералы с твердостью не выше 7. Минералы с большей твердостью встречаются редко. Из числа последних наиболее обычны некоторые гранаты - тв. 7,5-8, топаз - 8, берилл - 8, турмалин - 8 и корунд - 9. Корунд является единственным минералом с твердостью 9, так же как и алмаз - с твердостью 10. Твердость минерала может быть различной в зависимости от кристаллографического значения грани кристалла, которая подвергнута испытанию. Иногда это различие легко наблюдается: у дистена твердость на плоскости спайности вдоль кристалла 4, а поперек на той же плоскости 6. У кальцита твердость на гранях ромбоэдра (по спайности) 3, а на гранях призмы около 4.
Различаются пассивная и активная твердости. Первая определяется способностью минерала воспринимать царапание, а вторая - его способностью царапать. Твердость, о которой здесь говорилось, следует называть твердостью царапания в отличие от иных твердостей - сверления, шлифования, удара и т. д., с которыми при определении и описании минералов не приходится иметь дела. Имеются методы количественного определения твердости царапания при помощи особых приборов - склерометров. Кроме того, имеется прибор для определения твердости по фигурам давления.