Шкала Мооса - измерение твердости минералов

Определение твердости неизвестной породы или минерала часто бывает очень полезным в процессе идентификации. Твердость является мерой сопротивления минерала истиранию и измеряется по стандартной шкале - шкале твердости Мооса. Шкала Мооса была названа в честь Фредерика Мооса (1773-1839), немецкого минеролога.
Шкала состоит из 10 распространенных минералов (за исключением алмаза) известной твердости, которые упорядочены по номерам от самого мягкого (1) до самого твердого (10). Вот что было принято за эталоны твердости немецким исследователем: 
 

1	Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) - Царапается ногтем
2	Гипс (CaSO4·2H2O) - Царапается ногтем
3	Кальцит (CaCO3) - Царапается медной монетой
4	Флюорит (CaF2) - Легко царапается ножом, оконным стеклом
5	Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) - С усилием царапается ножом, оконным стеклом
6	Ортоклаз (KAlSi3O8) - Царапает стекло. Обрабатывается напильником
7	Кварц (SiO2) - Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло
8	Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) - Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло
9	Корунд (Al2O3) - Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло
10	Алмаз (C) - Режет стекло

Как подсказывает здравый смысл, шкала Мооса основана на том факте, что более твердый материал царапает более мягкий. Используя простой тест на царапанье, вы можете определить относительную твердость неизвестного минерала.

Как выполнить тест

Выберите свежую, чистую поверхность на образце для испытания.
Крепко держите образец и попытайтесь поцарапать его острием предмета известной твердости. В этом примере мы используем острый кристалл кварца (H=7).
Плотно прижмите острие кристалла к поверхности неопознанного образца.
Если «инструмент» (в данном случае кристалл кварца) более твердый, вы должны почувствовать определенный «укус» в поверхность образца.

Найдите выгравированную линию. Рекомендуется потереть наблюдаемую линию пальцем, чтобы убедиться, что она действительно выгравирована на поверхности образца. В этом случае кристалл оставил глубокую отчетливую царапину на поверхности. Поскольку образец был поцарапан кристаллом кварца, мы знаем, что его твердость меньше, чем у кварца, меньше H=7. Если есть какие-либо сомнения относительно результата теста, повторите его, обязательно используя острие и свежую поверхность.

«Инструменты» для определения твердости

Хотите верьте, хотите нет, но большинство людей обычно не носят с собой образцы 10 минералов по шкале Мооса! Однако есть несколько простых «инструментов», которые люди часто носят с собой, которые могут быть полезны при определении относительной твердости образца неизвестного минерала.

• Твердость вашего ногтя равна 2,5. Если вы сможете поцарапать им поверхность неизвестного образца, то сразу узнаете, что его твердость меньше 2,5. Другими словами, он немного тверже гипса (H=2), но мягче кальцита (H=3).
• Медная монета имеет твердость 3,0 — немного тверже вашего ногтя. Итак, если вы не можете поцарапать образец ногтем (H = 2,5), но с этим справится копейка, вы сразу узнаете, что он по крайней мере такой же твердый, как кальцит (H = 3).
• Стальное лезвие среднего ножа обычно имеет твердость около 5,5. Если копейка не царапает ваш неизвестный образец, а лезвие ножа царапает, то можно сделать правильный вывод, что он тверже кальцита (H=3), но мягче ортоклаза (H=6).

Пример: вы выбираете один из минералов по шкале Мооса, и обнаруживаете, что его можно поцарапать ножом (H=5,5), но не копейкой (H=3). Таким образом, можно сделать вывод, что образец имеет относительную твердость от 3,0 до 5,5. Минералы по шкале Мооса, которые попадают в этот диапазон относительной твердости, представляют собой кальцит (H=3), флюорит (H=4) и апатит (H=5). Используя свою наблюдательность и знание других физических характеристик минералов, таких как кристаллическая структура, цвет, прожилки и т. д., вы можете сделать вывод, что ваш образец представляет собой кальцит!