УДК 549:291,33
ББК 86.41:26.31
  К.305
 

Понятие спайности и свойства кристаллов раскалываться

   Под спайностью минералов понимают способность образовывать выколки по трещинам, ограниченные ровными плоскостями, при механическом воздействии (удар, давление, растяжение). Поверхности спайности расположены параллельно возможным граням кристалла. Возникшие таким образом геометрически правильные тела называют спайными выколками. Спайность связывают с атомным строением - расположением атомов в кристаллической решетке.

   Большинству минералов свойственна анизотропия твердости (различная твердость по разным направлениям), но обнаружить ее можно лишь точными измерениями. Исключение составляет кианит (дистен): его твердость вдоль удлинения кристаллов равна 5,5, а в поперечном направлении 6,5-7.

   Спайностью называется свойство кристалла раскалываться преимущественно по определенным плоским направлениям. Спайность обусловлена самим кристаллическим строением минералов. Представим себе кристалл, разделенный произвольно расположенными плоскостями: одни плоскости окажутся густо "заселенными" частицами, в других случаях сетка частиц будет реже. Силы связи между частями кристалла зависят от того, как пройдет раздел: на одной и той же площади контакта в одних случаях связано между собой больше, в других - меньше частиц. Иными словами, кристалл обладает анизотропией прочности, т.е. различной прочностью в разных направлениях. Когда это различие достаточно велико, говорят о спайности.

   1. Весьма совершенная: кристалл способен раскалываться на сколь угодно тонкие спайные пластинки. Поверхности сколов - гладкие плоскости с характерным для данного минерала блеском; по другим (неспайным) направлениям расколоть кристалл гораздо труднее, а излом при этом получается ступенчатым, состоящим опять-таки из участков спайных плоскостей.
   2. Совершенная: кристалл раскалывается преимущественно по направлениям спайности, спайные поверхности более или менее гладки, неровный излом получается с трудом.
   3. Ясная или средняя: излом, как правило, неровный, но при внимательном рассматривании можно обнаружить и участки спайных поверхностей, не всегда, впрочем, гладкие.
   4. Несовершенная: спайность практически отсутствует, излом всегда неровный, спайные сколы не обнаруживаются.

   Познакомимся со спайностью более наглядно, раскалывая молоточком ненужные куски различных кристаллов. Гипс и слюды - примеры минералов с весьма совершенной спайностью; галит, галенит, кальцит, топаз, микроклин - с совершенной, диопсид и другие пироксены - со средней, апатит, кварц, берилл, сера - с несовершенной спайностью. По старинной традиции минералы с хорошо выраженной спайностью назывались шпатами - от старонемецкого слова, означающего "раскалываться": известковый и исландский шпаты (кальцит), тяжелый шпат (барит), плавиковый шпат (флюорит). Все минералы, в названия которых входит слово "шпат", обнаруживают более или менее хорошую спайность, как, например, полевой шпат, исландский шпат, бурый шпат, тяжелый шпат и др. Слюды и слюдистые минералы обладают весьма совершенной спайностью, перпендикулярной главной; около 50% рудных минералов имеют спайность по кубу, октаэдру или ромбододекаэдру.

   В опытах с раскалыванием кристаллов мы обнаружим, что у некоторых минералов спайность проявляется одновременно в нескольких направлениях, а иногда вместо спайных пластинок получаются правильные многогранники, со всех сторон ограниченные плоскостями спайности. Число и взаимное расположение направлений спайности соответствуют симметрии кристалла, и следовательно, могут быть использованы как диагностический признак.

   Плоскости, в которых спайность выражена в одинаковой степени, повторяют одну из простых форм, свойственных данному минералу (может быть, и не присутствующую на данном индивиде). Если спайность обнаруживается только в одном направлении, минерал может иметь пинакоид или моноэдр; в двух направлениях - ромбическую или тетрагональную призму или диэдр. Три взаимно перпендикулярные направления спайности галита (поваренной соли) или галенита - спайность по кубу, образованному шестью попарно параллельными спайными плоскостями; характерная простая форма этих минералов - куб. Четыре спайные направления флюорита позволяют получить из его кристаллов выколки октаэдрической формы; два направления у амфиболов и пироксенов образуют спайность по призме и т. д.

   Число и взаимное расположение направлений спайности помогают уяснить кристаллографию минерала - важнейший диагностический признак. Следует, однако, иметь в виду, что определенное сочетание спайных направлений дает возможность исключить те или иные сингонии, но не указывает на принадлежность к строго определенной сингонии.

   Начинающие любители не всегда отличают совершенную спайность от весьма совершенной и средней и т. д., тем более, что границы между ними и в самом деле несколько условны; поэтому определять степень спайности лучше с запасом, допуская и соседнюю оценку.

   Раскалывание индивида преимущественно по определенным плоскостям может быть вызвано также отдельностью. Как правило, причина отдельности - ослабленные зоны по направлениям несовершенной спайности, двойникование и зональная концентрация включений. Отдельность - свойство лишь некоторых экземпляров минерала, а не минерального вида в целом, и обнаруживается только в отдельных зонах кристалла. Нередко отдельность в одних направлениях сочетается со спайностью в других. Различить их можно при внимательном рассматривании излома. Медленно поворачивая образец, следует добиться такого положения, когда плоские участки излома дают яркие отблески света. В случае спайности получается однородная картина: отблески равномерно распределены по излому или сливаются в один. Отблески от плоскостей отдельности образуют полосчатый узор на более темном фоне неровного излома.

   Отдельность - свойство довольно распространенное и для некоторых минералов (корунда, диопсида, диаллага и др.) достаточно характерное, чтобы служить диагностическим признаком. Под изломом подразумевается характер поверхности, образующейся при раскалывании минерала в произвольном (неспайном) направлении.

Определение сингонии кристалла по направлениям спайности

Характеристика спайности Исключаются сингонии
Только по одному направлению Кубическая
Только по двум направлениям Между направлениями прямой угол - 90o Кубическая, тригональная, гексагональная
Между направлениями непрямой угол Кубическая, тетрагональная, тригональная, гексагональная
По трем направлениям Плоскости спайности пересекаются по параллельным прямым Кубическая, тетрагональная
Плоскости пересекаются по непараллельным прямым Все углы между плоскостями прямые - 90o Тригональная, гексагональная, моноклинная, триклинная
Хотя бы один из углов непрямой Кубическая, тетрагональная

   Пример спайности. Есть у кристаллов топаза характерная особенность: почти у всех из них снизу плоское донышко. Кристалл всегда прекрасно стоит на ровной гладкой и блестящей горизонтальной поверхности, похожей на одну грань. Но эта ложная грань на самом деле скол по спайности. У топаза прекрасно проявлена спайность, перпендикулярная вертикальной оси кристаллов. Часто по спайности сколота и вершина кристалла. Часто можно встретить выколки по спайности - крупные и мелкие пластинки топаза. Спайность обусловила еще две особенности внешнего вида минерала: перламутровый блеск и ступенчатый излом. И то, и другое присутствует именно на спайных сколах, так как на гранях блеск топаза яркий, стеклянный, близкий к алмазному.