Спайность и излом

Спайностью называется способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям. Это свойство кристаллических сред связано исключительно с внутренним их строением и для одного и того же минерала не зависит от внешней формы кристаллов (например, у ромбоэдрических, скаленоэдрических и призматических кристаллов или даже совершенно неправильных кристаллических зерен кальцита наблюдается всегда одна и та же форма спайности по ромбоэдру). Поэтому этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. Не случайно многие минералы называются шпатами (полевые шпаты, тяжелый шпат, плавиковый шпат, исландский шпат и т. д.)*. Об этом же говорят названия таких минералов, как ортоклаз (спайность под прямым углом), плагиоклаз (под косым углом) и др.

^*(К шпатам издавна относят те, не имеющие металлического блеска, минералы, которые обладают хорошей спайностью в нескольких направлениях ("спате" по-гречески - пластина))

Практически важно различать степень совершенства проявления спайности. С этой точки зрения принята следующая пятиступенчатая шкала.

Рис. 22. Весьма совершенная спайность слюды


1. Спайность весьма совершенная (например, в слюдах и хлоритах). Кристалл способен расщепляться на тонкие листочки (рис. 22). Получить излом иначе как по спайности весьма трудно.
   
   Рис. 23. Совершенная спайность каменной соли
   
   
2. Спайность совершенная (например, в кристаллах кальцита, галенита, каменной соли и др.). При ударе молотком всегда получаются выколки по спайности, внешне очень напоминающие настоящие кристаллы (рис. 23). Например, при разбивании галенита получаются мелкие правильные кубики, при раздроблении кальцита - правильные ромбоэдры и т. п. Получить излом по другим направлениям (не по спайности) довольно трудно.
3. Спайность средняя (например, в кристаллах полевых шпатов, роговых обманок и др.). На обломках минералов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям
4. Спайность несовершенная (например, у апатита, касситерита, самородной серы и др.). Она обнаруживается с трудом, ее приходится искать на обломке минерала. Изломы, как правило, представляют собой неровные поверхности.
   
   Рис. 24. Раковистый излом обсидиана
   
   
5. Спайность весьма несовершенная, т. е. практически отсутствует (например, у корунда, золота, платины, магнетита и др.). Она обнаруживается в исключительных случаях. Такие тела обычно имеют раковистый излом, т. е. похожий на поверхность раковины с концентрически расходящимися ребрами, подобно тому, как это наблюдается в излом шлаков, простых стекол или вулканического стекла - обсидиана (рис. 24). У самородных металлов бывает характерен занозистый излом, у сульфидов - мелкораковистый по кривым поверхностям.

В различных минералах, обладающих спайностью, плоскости последней ориентированы по определенным кристаллографическим направлениям, и притом не одинаково для различных типов кристаллических решеток: у галенита и каменной соли - по кубу, у карбонатов - по ромбоэдру, у роговых обманок и пироксенов - по призме - у слюд и хлоритов - только по пинакоиду. Нередко различно ориентированные плоскости спайности в одном и том же минерале имеют различную степень совершенства. Например, у кристаллов гипса, относящихся к моноклинной сингонии, наблюдаются следующие спайности: по второму пинакоиду (010) - весьма совершенная, по пирамиде (111) - средняя и по первому пинакоиду (100) - несовершенная. Количество направлений спайности в ряде случаев также является важным диагностическим признаком. Например, такие весьма похожие друг на друга по ряду внешних признаков (цвету, твердости, блеску и др.) минералы, как сфалерит - ZnS и вольфрамит - (Fe,Mn)WO₄, отличаются друг от друга тем, что в кристаллах или зернах сфалерита наблюдается несколько направлений спайности по (110), тогда как у вольфрамита совершенную спайность мы всегда находим только в одном направлении по (010), вдоль вытянутости кристаллов или зерен.

Явление спайности в кристаллах объясняется, как показал Г. В. Вульф, различием сил сцепления между структурными единицами в кристаллической решетке в различных направлениях. Плоскостям спайности отвечают наименьшие величины сил сцепления, т. е. они проходят по направлениям наименьшего числа связей.

Кроме спайности, в кристаллах могут наблюдаться также плоскости отдельности, обусловленные, по предположению Н. В. Белова, "прокладками" субмикроскопических веществ иного состава, закономерно ориентированных вдоль плоскостей плотнейшей упаковки. В отличие от спайности, они не являются строго плоскими и обычно ориентированы в одном направлении.