Основные диагностические свойства минералов

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА СЭиТД

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Геммологическая экспертиза»

 

На тему: «Основные диагностические свойства минералов»

 

 

 

 

Выполнил студент: гр 760481 Бурцева Н.В.

Проверил :                            Ивайкина А.Л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тула 2013 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение………………………………………………………………………. 3  

1. ЗЕМНАЯ КОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВА…………………5

1.1  Строение земного шара…………………………………………………...5

2. КОНСТИТУЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ…………………….7

2.1  Общие сведения…………………………………………………………...7

3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ……………..……9

3.1  Цвет минералов……………………………………………………………10

3.2  Черта минерала и твердость………………………………………………12

3.3  Удельный вес…….………………………………………………………...14

4. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ…………………16

4.1 Оптические свойства……………………………………………………….16

4.2 Механические свойства  ……………………………………………………19

4.3 Прочие свойства…………………………………………………………….22

Список использованной литературы……………………………………….24 
Введение

Минералогия принадлежит  к числу геологических наук. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое объемлет все вопросы о минералах, включая  и их происхождение. Термин "минерал" происходит от старинного слова "минера" (лат. minera — руда, ископаемое). Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.

Интуитивно  минералы можно определить как составные  части горных пород и руд, отличающиеся друг от друга по химическому составу и физическим свойствам (цвету, блеску, твердости и т. д.). Например, биотитовый гранит как горная порода состоит из трех главных минералов различного состава: светлоокрашенного полевого шпата, серого кварца и черной слюды (биотита).

В настоящее  время большинство объектов минералогии  отвечает следующему определению:

Минерал — однородное природное  тело, находящееся или  бывшее в кристаллическом состоянии.

Таким образом, определенное понятие минерала отвечает минеральному индивиду — естественно ограниченному телу — и охватывает все разнообразие реальных единичных объектов минералогии, встречающихся в природе. В число минералов обычно не включаются высокомолекулярные органические образования типа битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности.

С генетической точки зрения минералы представляют собой природные химические соединения и простые вещества, являющиеся естественными  продуктами различных физикохимических процессов, совершающихся в земной коре и прилегающих к ней оболочках (включая и продукты жизнедеятельности организмов). К минералам относят и космогенные объекты, отвечающие вышеприведенным требованиям однородности и кристалличности.

Минералогия как наука о природных химических соединениях (минералах) изучает во взаимной связи их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение.

В соответствии с этим и задачи данной науки должны быть тесно связаны, с одной стороны, с достижениями смежных с нею  наук (физики, химии, кристаллохимии и др.), а с другой — с запросами практики поисково-разведочного дела.

      Главнейшими задачами минералогии в настоящее время являются:

1. всестороннее изучение и более глубокое познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с их химическим составом и кристаллическим строением с целью практического использования их в различных отраслях промышленности и выявления новых видов минерального сырья;
2. изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породах с целью выяснения условий возникновения минералов и истории процессов минералообразования (генезиса), а также использования этих закономерностей при поисках и разведках различных месторождений полезных ископаемых.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЗЕМНАЯ КОРА  И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВА

 

1.1 Строение земного шара

 

Главным объектом геологических, в том числе и  минералогических исследований является земная кора, под которой подразумевается  самая верхняя оболочка земного  шара, доступная непосредственному наблюдению.

Наши фактические  знания о строении и химическом составе  земной коры основываются почти исключительно  на наблюдениях над самыми поверхностными частями нашей планеты.

Горообразующие  процессы, совершавшиеся в различные геологические эпохи и приводившие к образованию высоких горных хребтов, подняли из глубины самые различные породы, не образующиеся вблизи поверхности Земли. Наиболее глубинные по происхождению горные породы из доступных прямому изучению — мантийные ксенолиты, обнаруживаемые в трубках взрыва, — являются объектом пристального внимания исследователей. Их изучение дает возможность, как показывают геологические наблюдения и подсчеты, получить более или менее реальное представление о составе и строении земного шара только до глубины 100–150 км (радиус же его превышает 6300 км).

О строении и  составе глубоких недр земного шара можно судить лишь на основании косвенных  данных. Как показывает сопоставление  плотностей всего земного шара (5,527) и земной коры (2,7–2,8), внутренние части нашей планеты должны обладать значительно большей плотностью, чем поверхностные. Различные данные (геофизические наблюдения, данные сравнения Земли с другими космическими телами, состав метеоритов и пр.) дают основания предполагать, что это обстоятельство обусловлено не только увеличением с глубиной давления, но и изменением состава внутренних частей нашей планеты.

Согласно современным  моделям, построенным на основании  геофизических данных, в строении Земли выделяется несколько концентрических оболочек (геосфер), различающихся по физическим свойствам и составу (табл. 1).

 

Таблица 1 Характеристики геосфер Земли

Оболочка	Индекс	Нижняя граница, км	Плотность	Компонентный  состав
Кора	A	10-30	2,80–2,85	SiO2, Al2O3,FeO, CaO, MgO, Na2O, K2О
Верхняя мантия	B	350–400	2,9–3,5	SiO2, MgO, FeO, CaO, Al2O3
Переходная  зона	C	770	3,8–4,2	SiO2, MgO, FeO, CaO, Al2O3
Нижняя мантия	D	2875	4,5–5,6	SiO2, MgO, FeO, Fe, MgS, FeS
Внешнее ядро	E	4711	9,8–12,2	FeO, Fe, FeS, Si, Ni, H, C
Переходная  зона	F	5160	12,2–12,5	Fe, FeS, Ni, H, C
Внутреннее  ядро	G	6371	12,7–14,0	Fe, Ni, H, C

 

 

 

2. КОНСТИТУЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

 

2.1 Общие сведения

 

Замечательной особенностью многих природных соединений является их окраска. Для ряда минералов  она постоянна и весьма характерна. Например, киноварь (Hg₂S) всегда обладает карминно-крассным цветом, для малахита характерна ярко-зеленая окраска, кубические кристаллики пирита(FeS₂ – медный колчедан) легко узнаются по металлически-золотистому цвету и т. д. Наряду с этим окраска большого количества минералов изменчива. Таковы, например, разновидности кварца: бесцветные (прозрачные), молочнообелые, желтоватообурые, почти черные, фиолетовые, розовые.

Блеск — также  весьма характерный признак многих минералов. В одних случаях он очень похож на блеск металлов (галенит (PbS), пирит (FeS₂), арсенопирит (FeAsS)), в других — на блеск стекла (кварц), перламутра (мусковит). Немало и таких минералов, которые даже в свежем изломе выглядят матовыми, т. е. не имеют блеска.

Все свойства минералов (физические и др.), находятся в причинной зависимости от особенностей химического состава и кристаллической структуры вещества — от конституции минерала, что, в свою очередь, обусловлено размерами атомов или ионов (участвующих в составе минерала), строением их электронных оболочек (особенно наружных) и свойствами, которые определяются положением химических элементов в системе Д. И. Менделеева. Поэтому многое из того, что раньше казалось загадочным, теперь, в свете современных достижений точных наук, становится все более и более понятным. Эти достижения способствуют не только правильному пониманию природных явлений, но и помогают нам в практическом использовании свойств минералов.

Конституция минерала представляет собой единство его  химического состава и кристаллической структуры. Понятие "конституция" описывает, можно сказать, сущность минерала; она является его собственным, внутреннейшим свойством, в отличие от прочих свойств и признаков, являющихся откликами на внешние воздействия, проявляющихся и формирующихся во взаимодействии со средой. Именно конституция минерала определяет его видовую принадлежность, диагностические же свойства (признаки) минералов, являющиеся функцией его состава и структуры, служат для установления видовой принадлежности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Физические свойства минералов

Уже указывалось, что  минералы как физические тела обладают широким разнообразием таких  свойств, как цвет, твердость, блеск, удельный вес и др. В зависимости  от химического состава и кристаллической  структуры эти свойства у различных минералов проявляются по-разному. Каждый минерал характеризуется какими-либо особыми признаками, по которым его можно всегда отличить от других.

Очень многие минералы можно  совершенно точно определить по комплексу  характерных физических свойств, не прибегая к более трудоемким исследованиям, как, например, к химическому анализу, рентгеноанализу и др. Нужно заметить, что для многих минералов существуют специфические, только каждому из них в отдельности свойственные, тонкие особенности, которые при первом знакомстве нелегко схватить и передать словами. Особенно это относится к оттенкам цвета, к густоте окраски, к характеру излома, блеска и пр. Тем не менее уже при некотором опыте глаз настолько привыкает улавливать эти характерные свойства минералов, что в дальнейшем они служат решающими диагностическими признаками. Во времена далекого прошлого, когда люди еще не имели никакого представления ни о химии вообще, ни о химических элементах в частности, эти особые признаки минералов были хорошо известны и "рудознатцы" по ним безошибочно находили те полезные ископаемые, которые для них в то время представляли ценность.

Нельзя, конечно, думать, что таким путем могут быть определены все встречающиеся в  природе минералы. Многие из них  для окончательного установления требуют более детальных исследований, в частности - применения паяльной трубки, качественных химических реакций, более точного определения удельного веса, механических и прочих свойств. Тонкозернистые минеральные массы изучаются в специальных препаратах (шлифах) под микроскопом. Очень часто, в случаях установления с помощью спектрального анализа примесей таких ценных металлов, как кобальт, индий, кадмий, литий, цезий и др., имеющих промышленное значение даже в случае незначительного их содержания в минералах, приходится обращаться к химическому анализу. При изучении скрытокристаллических минеральных образований необходимо прибегать также к рентгенометрическим исследованиям. Особые методы применяются при изучении радиоактивности минералов, пьезоэлектрических эффектов, магнитных свойств и других физических явлений в минералах.

Ниже мы остановимся  на разборе главнейших свойств минералов, которые имеют наибольшее диагностическое  значение. К этим свойствам относятся  следующие: морфологические особенности - облик кристаллов, двойники, штриховатость граней; оптические* - прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск; механические - спайность, излом, твердость, хрупкость, ковкость, упругость; также и такие свойства, как удельный вес, магнитность, радиоактивность и др.

3.1 Цвет минералов

Окраска минералов невольно обращает на себя внимание при первом же знакомстве с ними и потому является одним из важнейших признаков, свойственных минералам.

Вполне естественно  поэтому, что многие названия даны минералам именно по этому признаку. Примеры: лазурит, азурит ("азур" по-французски - лазуРb), хлорит ("хлорос" по-гречески - зеленый), родонит ("родон" по-гречески - розовый), рубин ("рубер" по-латыни - красный), крокоит ("крокос" по-гречески - шафран, т. е. здесь имеется в виду его красно-оранжевый цвет), аурипигмент ("аурум" по-латыни - золото), хризолит, хризоберилл ("хризос" по-гречески - золото), эритрин ("эритрос" по-гречески - красный), гематит ("гематикос" по-гречески - кровавый), альбит ("альбус" по-латыни - белый), меланит ("мелас" по-гречески - черный) и т. д. Наоборот, такие названия, как киноварь, малахитовая зелень и другие, вошли в наш язык как стандартные цвета красок, что говорит о том, что эти цвета постоянно присущи данным минералам.

В целом проблема окраски минералов очень сложна. Хотя наши познания в области причин появления окрасок кристаллических веществ, благодаря большим успехам физики и кристаллохимии, в последнее время значительно подвинулись вперед, все же остается еще много неясных вопросов. Первую более обстоятельную попытку обобщить имеющийся материал по этому вопросу и увязать окраску природных соединений с их кристалло-химическими особенностями сделал А. Е. Ферсман в своей книге "Цвета минералов" (1937).

В природных химических соединениях различают три рода окрасок по происхождению:

1. идиохроматическую,
2. аллохроматическую и
3. псевдохроматическую.

Идиохроматизм*. Во многих случаях окраска природных соединений, никогда не встречающихся в виде бесцветных кристаллов, обусловлена  внутренними свойствами самого минерала. Таковы, например, черный магнетит (FeFe₂O₄), латунно-желтый пирит (FeS₂), карминно-красная киноварь (HgS), зеленые и синие кислородные соли меди (малахит, азурит, бирюза и др.). густосиний лазурит и т. д.

3.2 Черта минерала и твердость

Если поскрести  минерал, у нас получится порошок, называемый чертой минерала. Черта  является важной характерной особенностью; она иногда отличается от цвета минерала в образце и обычно постоянна  для одного и того же минерала. Примеры минералов по плану:

1. Система кристаллической  симметрии (сингония)
2. Оси симметрии кристаллов,
3. Специфические для каждой системы примеры кристаллизации минералов в каждой системе.

Пирит относится  к Кубической сингонии. У него 12 или 6 граней. Еще один пример этой системы - алмаз.

Вульфенит (Pb[MoO₄]) относится к тетрагональной сингонии у него красивые желто-оранжевые кристаллы. Минерал находят в местах отложении свинца. Блеск варьируется

Топаз (Al₂ [SiO₄](F,ОН)₂) относится к ромбическим кристаллам. Этот красивый драгоценный камень, обычно желтого цвета, иногда может быть бесцветным небесно голубым и даже розовым, если подвергся воздействию высокой температуры.

Ортоклаз (KAlSi₃O₈)  - это моносимметричный кристалл. Он бывает белым розовым, желтым или коричневым. Важный компонент магматической породы.

Бирюза (CuAl₆ х [РО₄] 4[ОН]₈ x 5Н₂O) - хороший пример триклинной сингонии, хотя правильные кристаллы образует редко. Обычно ее находят в виде аморфного минерала.

Из берилла  получится  изумруд, если он окрашен примесью хрома. Виды кварца, рубин и сапфир могут  кристаллизоваться как гексагональные минералы.

Высокотемпературный кварц  относится к тригональным кристаллам типа драгоценных камней. Встречается  как в тригональной, так и в  гексагональной сингониях Доломит  тоже может иметь любую из этих сингонии.

Еще минералы различаются  по твердости, оцениваемой по шкале Мооса (по имени австрийского минералога) от 1 до 10. Мягкий минерал тальк на ней соответствует 1, а алмаз, самый твердый из природных материалов, - 10.

 

3.3 Удельный вес

Удельный вес, или плотность, - это соотношение  между весом вещества и одинакового количества воды. Это довольно важная для определения величина. Если мы примем удельный вес воды за 1, то у большинства минералов он варьируется от 2,2 до 3,2. У некоторых минералов (таких немного) очень высокий или очень низкий удельный вес. Например, у графита он равен 1,9, а у золота от 15 до 20, в зависимости от чистоты.

Еще одним показателем  для определения минералов является кливаж, т. е. то, как минерал распадается  на части при ударе. Можно получить информацию о минерале и поднеся его к свету. Прозрачные минералы так легко пропускают свет, что сквозь них все видно Полупрозрачные тоже пропускают свет, но сквозь них уже ничего не видно Непрозрачные минералы вовсе не пропускают свеч, а, наоборот, поглощают его или отражают. Эти свойства также используются в процессе определения. Часто у минералов бывает металлический или радужный блеск. Например, у галена (свинцовая руда) - металлический блеск, он блестит почти как металл, а у большинства силикатов - стекловидный, они напоминают блестящее стекло. Существуют и другие виды блеска - адамантовый (как у алмаза), жемчужный, шелковистый (или атласный), землистый (тусклый). У некоторых минералов может быть несколько видов блеска. Так, блеск кальцитов варьируется от стекловидного до землистого.

У многих минералов  есть специфические свойства, по которым  их легко узнать. Например, скородит и самородный элемент мышьяк при  нагревании пахнут чесноком, а тальк - мыльный на ощупь.

Некоторые минералы флюоресцируют (светятся или меняют цвет) в ультрафиолетовых или рентгеновских лучах. Другие электрически заряжаются при нагревании или под давлением

А есть минералы, распознать которые можно только посредством специальных тестов в лаборатории. Одни растворяются только в горячих кислотах, а в холодных - нет, другие -только в концентрированных, но не в разведенных.

Изучение кристаллов важно для определения минералов, т. к. кристаллы большинства минералов  имеют определенную форму. Существует семь основных кристаллографических, или изометрических, систем, называемых сингониями. Алмаз, например, принадлежит к кубической системе, рубин - к гексагональной, бирюза - к триклинной. Каждую систему можно описать в соответствии со спецификой ее симметрии - свойства, которое при вращении кристалла вокруг оси позволяет ему появляться в тождественном виде два или больше раз за один полный оборот. Кристалл можно определить по количеству осей симметрии.

 

 

 

 

 

 

 

металл минерал кристалл изоморфный

4. Диагностические свойства минералов.

 

       Все диагностические свойства минералов можно разделить на три группы: оптические, механические и прочие. Свойства двух первых групп определяются для всех минералов. К группе прочих отнесены свойства, используемые для диагностики только каких-то определенных минералов.

4.1Оптические свойства минералов

 

     Цвет (окраска) минералов. Минералы могут иметь самую разнообразную окраску, и, описывая минерал, нужно стремиться к возможно более точному ее определению путем сравнения с цветом общеизвестных предметов, например: молочно-белый, лимонно-желтый, травяно-зеленый, свинцово-серый и т. д. В зависимости от причин, ее вызывающих, можно выделить три вида окраски минералов: идиохроматическую, аллохроматическую и псевдохроматическую.

Идиохроматическая окраска (от греч. «идиос» — собственный, «хрома » — цвет) обычно обусловлена кристаллохимическими особенностями самого минерала. Чаще всего она вызывается вхождением в состав минералов хромофоров — элементов-носителей окраски (Fe, Са, N i , Сг, Мп, Со и др.). В зависимости от валентного состояния эти элементы окрашивают минералы в разные тона. Минералы с идиохроматической природой окраски всегда обладают постоянным цветом, который является для них важнейшим диагностическим признаком. Даже названия многим минералам даны именно по этому признаку, например рубин (от лат. «рубер» — красный), хлорит (от греч. «хлорос» — зеленый), альбит (от лат. «альбус» — белый), гематит (от греч. «гематикос» — кровавый) и др.

Аллохроматическая окраска (от греч. «аллос» — чужой, посторонний) не зависит от кристаллической природы самого минерала, а связана с тонко рассеянными в нем посторонними механическими примесями. Цвет минерала в этом случае не постоянен и не может служить определяющим диагностическим признаком. Например, такой распространенный минерал, как кварц, может быть молочно-белым, серым, бесцветным прозрачным (горный хрусталь), розовым, фиолетовым (аметист), золотисто-желтым (цитрин). Разнообразную окраску также могут иметь кальцит, гипс, доломит, барит и др.

Псевдохроматическая (ложная) окраска вызывается оптическими эффектами, чаще всего интерференцией света при его отражении от трещин, включений в минералах, тонких пленок на их поверхности. Так, у минерала Лабрадора, вследствие интерференции света, отраженного от плоскостей спайности и микроскопических трещин, выполненных ильменитом (FeTiO^), возникает красивое внутреннее свечение в голубовато-синих, а иногда и радужных тонах, называемое иризацией.

На слегка окисленной поверхности некоторых минералов (халькопирит, борнит) часто наблюдаются тонкие пленки с характерной пестрой радужной окраской, называемые побежалостью. Таким образом, иризация и побежалость являются наиболее распространенными видами ложной окраски.

Цвет черты (или  цвет минерала в порошке) определяется путем проведения куском минерала по шероховатой поверхности фарфоровой пластинки (бисквита). При этом четкую черту оставляют только ясноокрашенные минералы, твердость которых меньше твердости фарфора. Более твердые минералы черты не дают (они царапают фарфор), а бесцветные плохо окрашенные минералы, как правило, имеют плохо заметную белесую черту.

Цвет черты  может как совпадать с собственным  цветом минерала, так и отличаться от него. Так, у малиново-красной  киновари и желтой серы черта имеет  ту же окраску, тогда как у золотисто-желтого пирита она черная.

Для некоторых  минералов цвет черты является важным диагностическим признаком. Например, гематит, лимонит и магнетит, часто  имеющие в куске близкую окраску, легко различаются по цвету черты  — соответственно красно-бурой, ржаво-желтой и черной. Характерную зеленовато-серую черту имеет хромит, желтовато-коричневую — сфалерит.

Блеск минералов, или способность отражать падающий на них свет, является важным диагностическим  свойством, так как зависит от оптических констант минерала — показателя преломления и показателя отражения. Последние, в свою очередь, обусловлены кристаллохимическими особенностями минералов, и прежде всего плотностью кристаллических решеток и тинами химических связей в них. По характеру блеска минералы можно разделить на три группы: с металлическим, полуметаллическим и неметаллическим блеском.

Металлический блеск напоминает блеск гладкой  свежей поверхности металла. Он характерен для непрозрачных минералов, большинство  из которых являются рудными (галенит, пирит, халькопирит, самородные золото, серебро, платина). Названия некоторым из этих минералов первоначально давались по их интенсивному металлическому блеску, например свинцовый блеск (галенит), сурьмяный блеск (антимонит) и др.

Полуметаллический блеск сходен с блеском потускневшей поверхности металла и встречается у непрозрачных и полупрозрачных минералов (графит, гематит, темный сфалерит, магнетит).

Неметаллический блеск наиболее широко распространен. Он характерен для целого ряда прозрачных и полупрозрачных минералов. Выделяется достаточно большое количество его разновидностей.

1. Стеклянный, напоминающий  блеск поверхности стекла. Это  самый распространенный вид блеска, им обладают около 70 % всех минералов  (кварц на гранях кристаллов, кальцит,  доломит, флюорит, полевые шпаты и др.).

2. Алмазный —  очень сильный искрящийся блеск,  нередко затушевывающий собственную  окраску минерала (алмаз, светлый  сфалерит, касситерит и др.).

3. Жирный, близкий  к стеклянному, но несколько  более тусклый блеск, когда  поверхность минерала кажется покрытой пленочкой жира (кварц на изломе, нефелин, самородная сера).

4. Перламутровый  — аналогичен блеску перламутровой  раковины с радужными переливами, характерен для пластинчатых  минеральных агрегатов (мусковит, гипс, тальк).

5. Шелковистый — наблюдается при тонковолокнистом строении минералов и напоминает блеск шелковых нитей (асбест, волокнистый гипс).

6. Восковый —  тусклый, напоминающий блеск воска;  характерен для агрегатов с  достаточно грубой поверхностью (халцедон, кремень).

7. Матовый блеск, когда минералы практически не блестят, встречается у тонкодисперсных землистых минеральных агрегатов (каолинит, лимонит, глауконит).

 

4.2 Механические свойства минералов

 

Твердость является одним из важнейших диагностических  свойств минералов. Под твердостью понимается способность минералов противостоять внешнему механическому воздействию. В практической минералогии определяется относительная твердость путем царапания одного минерала другим. Для этих целей используется шкала твердости Мооса, в которую входят следующие 10 минералов- эталонов, расположенные в порядке увеличения твердости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10. Каждый минерал шкалы твердости царапает предыдущие, а последующие оставляют царапину на нем. Для определения твердости по свежей поверхности минерала с усилием проводят острым углом минерала-эталона, а затем стирают с поверхности минерала порошок, чтобы убедиться в наличии или отсутствии на ней царапины. Так, если эталоны 1, 2, 3, 4 не царапают минерал, а эталон 5 оставляет на нем царапину, твердость исследуемого минерала — 4,5. Минералы с одинаковой твердостью обычно взаимно царапают друг друга. Для приблизительной оценки твердости часто используют широко распространенные предметы: ноготь (твердость 2), стекло (твердость 5), лезвие стального ножа (твердость 6).

По твердости  минералы можно разделить на три  группы: мягкие — царапаются ногтем (тальк, гипс, графит); средней твердости  — не царапаются ногтем и не оставляют царапины на стекле (кальцит, галенит, халькопирит); твердые — царапают стекло (кварц, полевые шпаты, пирит, магнетит). Точное определение твердости производится на специальных приборах — склерометрах, снабженных алмазным или металлическим острием. Спайность и излом. Спайность — способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных гладких плоскостей, называемых плоскостями спайности.