Proprietatile mineralelor in legatura cu coeziunea

Proprietatile mineralelor in legatura cu coeziunea

Prin coeziune se intelege rezistente pe care o opun corpurile solide si lichide la actiunile mecanice exterioare care cauta sa le schimbe volumul sau forma prin dilatare, compresiune sau rupere. Coeziunea este deci, o forta care tine strans unite intre ele particulele constitutive ale unui corp. Schimbarea de forma sau volum poarta numele de deformatie.

Coeziunea este uniforma in cazul mineralelor amorfe si variaza cu directia in cazul mineralelor cristalizate, fiind mai mare in directia sirurilor reticulare cu noduri mai dese si mai mica in directia sirurilor reticulare cu noduri mai rare.

Deformatiile cristalelor pot fi: trecatoare sau permanente. Deformatiile permanente, la randul lor, pot fi deformatii plastice si deformatii rupturale.

a) Deformatiile trecatoare (elastice), se produc sub actiunea unor forte mecanice exterioare si dureaza atata timp cat actioneaza forta, disparand odata cu inlaturarea fortei care le-a produs.

b) Deformatiile plastice se produc sub actiunea unor forte ce depasesc limita de elasticitate si care au ca efect deformarea permanenta a mineralelor.

c) Deformatiile rupturale se produc atunci cand forta exterioara care actioneaza asupra unui cristal este mai mare decat coeziunea acestuia.

Din aceasta categorie de deformatii, pentru determinarea practica a mineralelor, important de cunoscut este felul in care cristalele se desfac in bucati, cand asupra lor actioneaza o forta mecanica exterioara (clivaj, spartura) si rezistenta pe care o opun cristalele la zgarierea cu un varf ascutit (duritate).

Clivajul (cliver = a despica, a desface) este proprietatea fizica pe care o au mineralele cristalizate de a se desface dupa suprafete mai mult sau mai putin plane, cand asupra lor actioneaza o forta mecanica exterioara mai puternica decat coeziunea cristalului. Proprietatea cristalului de a cliva este strans legata de structura interna a cristalelor, iar cercetarile au demonstrat ca planele dupa care cliveaza cristalele sunt plane reticulare caracterizate prin valori minime ale fortelor de coeziune. Clivajul constituie un important mijloc de identificare a mineralelor, deoarece este constant pentru fiecare mineral si uneori specific. Asa, de exemplu, feldspatii ortoclazi cliveaza dupa planuri care fac intre ele un unghi de 90^o. Unele minerale au luat denumirea dupa felul de clivaj: ortoza - cu clivaj in unghi drept, microclin - cu clivaj in unghi mai mic de 90^o.

Dupa usurinta cu care se produce clivajul si dupa perfectiunea fetelor obtinute se deosebesc mai multe feluri de clivaj si anume:

clivaj perfect - care se obtine printr-o actiune mecanica slaba, rezultand fete perfect plane si cu luciu puternic metalic, adamantin sau sidefos (mica alba, mica neagra, gipsul, cloritul, galena, blenda);

clivaj foarte bun - se obtine destul de usor si este caracterizat prin fete plane cu luciu sticlos, iar formele de clivaj obtinute se aseamana cu cristalele din care s-au desprins (calcit, sare gema, baritina, ortoza);

clivaj bun - obtinut prin aplicarea unei forte mecanice puternice, rezultand fete aproape plane, insa cu un luciu mai sters (fluorina, amfibolii, piroxenii);

clivaj imperfect - se obtine printr-o lovire puternica, rezultand forme plane si cu luciu gras (olivina, sulf, granati, apatit).

Dupa directiile de producere a clivajului, acesta poate fi: unidirectional (mice, gips lamelar), bidirectional (feldspati, amfiboli, piroxeni) si tridimensional (sare gema, calcit etc.).

Unele minerale se pot deosebi intre ele si dupa marimea unghiului de clivaj, astfel: ortoza are unghiul de clivaj de 90^o, la amfiboli este de 124^o iar la piroxeni este cuprins intre 87-93^o.

Spartura este proprietatea caracteristica mineralelor la care fortele de coeziune au valori apropiate pe diferite directii. Daca asupra acestor minerale actioneaza o forta mecanica mai puternica decat coeziunea lor se desfac dupa suprafete neregulate cu asperitati. Adeseori felul cum se sparge un mineral este caracteristic, servind la determinarea lui. Dupa aspectul suprafetei de spartura se disting:

v spartura concoidala - caracteristica mineralelor ce se desfac dupa suprafete curbe, cu luciu gras sau de ceara (opal, absidian);

v spartura neregulata (colturoasa) - cand mineralul se desface dupa suprafete neregulate (aur, argint, fier);

v spartura aschioasa - cand suprafata de spartura prezinta aschii (corindon, turmalina);

v spartura fibroasa - care apare datorita alternarii foarte dese a doua clivaje perfecte (gips fibros, azbest).

Duritatea reprezinta rezistenta pe care o opune suprafata neteda a unui mineral la zgarierea cu un corp mai dur sau un varf ascutit asupra caruia se actioneaza cu o forta.

Determinarea duritatii mineralelor are o foarte mare importanta practica in diferite ramuri de activitate.

Duritatea serveste la determinarea mineralelor in laborator precum si la alegerea rocilor pentru constructii, pavaje etc. Rocile in constitutia carora intra minerale cu duritate mare, rezista mai bine la uzura si presiune (granite, riolite, bazalte, cuartite).

In procesul natural de dezagregare fizica si alterare chimica a rocilor, mineralele cu duritate mare sunt mai rezistente la actiunea de eroziune, transport si faramitare a lor de catre agentii fizici.

In lucrarile de laborator, cele mai folosite metode pentru determinarea duritatii sunt: scara practica de duritati a lui F. Mohs, metoda prin slefuire, metoda prin sfredelire si metoda prin zgariere (sclerometrului).

Scara practica de duritati a lui F. Mohs este constituita din 10 minerale luate drept etalon dintre cele mai frecvente in natura, mai importante si mai usor de obtinut in bucati mari. Aceste minerale sunt ordonate in raport de cresterea duritatii lor dupa cum urmeaza:

Tab. 11. Duritatea mineralelor

Determinarea duritatii unui mineral oarecare se face incercand sa-l zgariem cu un colt sau o muchie ascutita a mineralelor etalon din aceasta scara. Spre exemplu, daca mineralul este zgariat de cuart dar la randul sau el zgarie ortoza, rezulta ca duritatea sa este cuprinsa intre gradul 6 si 7. Daca un mineral este zgariat de cuart iar el la randul lui zgarie cuartul, inseamna ca duritatea acelui mineral este egala cu a cuartului, adica 7.

Daca nu se dispune de scara etalon a lui Mohs pentru aprecierea duritatii unor minerale, se poate folosi urmatorul criteriu: mineralele care au duritatea cuprinsa intre 1-2 se zgarie cu unghia; mineralele care au duritatea cuprinsa intre 3-4 se zgarie cu briceagul; mineralele cu o duritate de gradul 5-6 se zgarie usor cu sticla; mineralele cu duritatea 7-8 zgarie sticla, iar cele care au duritatea mai mare decat 8 zgarie otelul.

Intervalele pe scara lui Mohs sunt neegale, astfel duritatile 3 si 4 sunt foarte apropiate, in timp ce 9 si 10 sunt foarte departate.

Oxizii si silicatii au duritati cuprinse intre 6-8; sulfurile, carbonatii, sulfatii si fosfatii au duritatea 3-5 iar clorurile si unele elemente native au duritatea sub 3.