Bảng khóa nhận dạng đá và khoáng vật

Công cụ này là một bảng khóa nhận dạng đá và khoáng vật. Nhập các tính chất vật lý bạn có thể kiểm tra tại nhà, công cụ sẽ liệt kê mọi khoáng vật trong bộ tham chiếu phù hợp với chúng, giải thích lý do các khoáng vật khác bị loại, và gợi ý phép thử nào sẽ thu hẹp danh sách nhanh nhất.

Vì sao một bức ảnh là không đủ

Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ nói rõ điều này: đá và khoáng vật phải được xem xét trực tiếp từ mọi góc độ, vì chúng cực kỳ khó nhận dạng chỉ qua ảnh chụp.

Lý do là các tính chất dùng để nhận dạng một khoáng vật phần lớn không phải là tính chất thị giác. Vết vạch, độ cứng, độ tách, tỷ trọng và phản ứng với axit đều đòi hỏi phải cầm và xử lý mẫu vật. Không tính chất nào trong số đó thể hiện được trên hình ảnh.

Màu sắc, tính chất duy nhất mà một bức ảnh thể hiện tốt, lại là tính chất kém tin cậy nhất. Riêng thạch anh đã có thể xuất hiện không màu, trắng, hồng, tím, xám, nâu và đen. Hai khoáng vật cùng màu có thể hoàn toàn khác nhau, và một khoáng vật có thể xuất hiện với hàng chục màu sắc. Đó là lý do bảng khóa này cho màu sắc trọng số thấp nhất và vết vạch trọng số cao nhất.

Các phép thử

Độ cứng

Độ cứng được đo theo thang Mohs từ 1 đến 10, được xác định bởi mười khoáng vật chỉ thị: tan 1, thạch cao 2, canxit 3, fluorit 4, apatit 5, octoclaz 6, thạch anh 7, topaz 8, corindon 9, kim cương 10.

Độ cứng được kiểm tra bằng cách cào xước. Móng tay có độ cứng khoảng 2.5, đồng xu bằng đồng khoảng 3.5, dao thép hoặc đinh thép khoảng 5.5, và kính cửa sổ cũng khoảng 5.5. Nếu mẫu vật làm xước được kính nhưng không làm xước được giũa thép, độ cứng của nó vào khoảng 6 đến 6.5.

Vết vạch

Vết vạch là màu của bột mà một khoáng vật để lại khi cọ xát lên sứ không tráng men. Nó ổn định hơn nhiều so với màu sắc của bản thân mẫu vật. Hematit là ví dụ điển hình: khoáng vật này có thể trông có màu bạc, đen hoặc đỏ, nhưng vết vạch của nó luôn là màu nâu đỏ.

Phép thử vết vạch chỉ có tác dụng với các khoáng vật mềm hơn tấm sứ, tức khoảng độ cứng 7.

Ánh

Ánh là cách bề mặt phản chiếu ánh sáng. Sự phân chia chính là ánh kim so với ánh phi kim. Các loại ánh phi kim được mô tả là ánh thủy tinh, ánh xà cừ, ánh tơ, ánh mỡ, ánh nhựa, ánh mờ hoặc ánh kim cương.

Độ tách

Độ tách là xu hướng vỡ theo các mặt phẳng, và số phương tách có giá trị nhận dạng. Mica tách thành từng lớp mỏng theo một phương. Fenspat có hai phương tách. Canxit có ba phương, tạo thành hình thoi. Fluorit có bốn phương, tạo thành hình bát diện. Một khoáng vật không có độ tách, như thạch anh, sẽ vỡ với các mặt gãy cong thay vì phẳng.

Tỷ trọng

Tỷ trọng so sánh khối lượng riêng của một khoáng vật với nước. Hầu hết các khoáng vật phổ biến có tỷ trọng từ 2.5 đến 3. Bất cứ khoáng vật nào nặng hơn đáng kể đều là một dấu hiệu quan trọng: barit có tỷ trọng khoảng 4.5, một con số đáng ngạc nhiên đối với một khoáng vật có màu nhạt, còn galenit khoảng 7.5.

Tỷ trọng có thể đo bằng cách cân mẫu vật khô, sau đó cân nó khi treo trong nước, rồi lấy khối lượng khô chia cho khối lượng bị mất.

Từ tính và phản ứng với axit

Manhetit có từ tính mạnh, gần như chỉ riêng đặc điểm này đã đủ để nhận dạng nó. Một giọt axit clohydric loãng làm canxit sủi bọt dễ dàng; đôlômit chỉ sủi bọt khi bị cào thành bột trước. Hai phép thử này nhanh và cho kết quả rõ ràng.

Cách bảng khóa hoạt động

Mỗi tính chất bạn nhập vào được so sánh với các giá trị tham chiếu. Một khoáng vật chỉ còn nằm trong danh sách nếu không có gì bạn quan sát được mâu thuẫn với nó. Các tính chất chưa được kiểm tra không bao giờ bị tính là bất lợi cho một khoáng vật, vì vậy chỉ cần kiểm tra một phần các tính chất cũng vẫn cho ra kết quả hữu ích.

Công cụ này không bao giờ báo cáo tỷ lệ phần trăm độ tin cậy, vì không có cách nào trung thực để tính ra con số đó từ một vài phép thử thủ công. Nó chỉ báo cáo những khoáng vật nào vẫn còn khả năng.

Ví dụ

Một mẫu vật có màu sẫm và trông có ánh kim. Chỉ riêng màu sắc thì manhetit, hematit, galenit, than chì và một số khoáng vật khác đều chưa bị loại.

Cọ xát nó lên sứ cho ra vết vạch màu nâu đỏ. Chỉ một phép thử đó đã loại mọi ứng viên khác trừ hematit, dù mẫu vật trông như thế nào.

Nếu vết vạch là màu đen và mẫu vật có từ tính mạnh, câu trả lời sẽ là manhetit thay vì hematit.

Câu hỏi thường gặp

Một ứng dụng có thể nhận dạng đá của tôi từ ảnh chụp không?

Không đáng tin cậy. Không có nghiên cứu công bố nào đo lường độ chính xác của các mô hình nhận dạng hình ảnh thông thường đối với ảnh chụp khoáng vật bình thường, và các con số về độ chính xác mà các ứng dụng tiêu dùng đưa ra đến từ chính hoạt động quảng cáo của họ. Các mô hình nghiên cứu hoạt động tốt thường đưa độ cứng vào như một dữ liệu đầu vào riêng biệt, chính vì hình ảnh đơn thuần là không đủ.

Vì sao công cụ đôi khi để lại nhiều khoáng vật trong danh sách?

Vì các phép thử đã nhập thực sự không phân biệt được chúng. Độ cứng 7, không có độ tách và vết vạch màu trắng phù hợp với cả thạch anh lẫn garnet; tỷ trọng của chúng khác nhau, nên đo tỷ trọng sẽ giải quyết được vấn đề.

Đá của tôi không khớp với gì cả. Tại sao?

Hầu hết các loại đá là hỗn hợp của nhiều khoáng vật chứ không phải một khoáng vật đơn lẻ. Ví dụ, đá granit chứa thạch anh, fenspat và mica cùng nhau. Hãy kiểm tra một hạt khoáng vật riêng lẻ thay vì cả khối đá.

Có thể định giá từ các tính chất này không?

Không. Giá trị phụ thuộc vào chất lượng, kích thước, hình dạng tinh thể và nơi tìm thấy, không điều nào trong số đó suy ra được từ một danh sách tính chất. Bất cứ thứ gì có thể có giá trị nên được một chuyên gia thẩm định hoặc khoa địa chất của một trường đại học xem xét.

Bảng khóa này bao gồm bao nhiêu khoáng vật?

Bộ tham chiếu chứa các khoáng vật tạo đá và khoáng vật sưu tầm phổ biến mà một người mới bắt đầu có khả năng gặp phải. Các loài hiếm hơn cần một tài liệu tham chiếu khoáng vật học đầy đủ và, thường là, phân tích trong phòng thí nghiệm.