Page 1

Physical Mineralogy  (PM):     The  study  of  physical  properties  of  minerals.  Minerals  are  pure  substances  found  in   nature.  Rocks  are  made  up  of  one  or  more  minerals.   Constituents  of  PM:   Crystal  Structure:   The  unique  arrangement  of  atoms  or  molecules  in  a  crystalline  liquid   or  solid.  A  crystal  structure  is  composed  of  a  pattern,  a  set  of  atoms   arranged  in  a  particular  way,  and  a  lattice  exhibiting  long-­‐range  order   and  symmetry.  Patterns  are  located  upon  the  points  of  a  lattice,  which   is  an  array  of  points  repeating  periodically  in  three  dimensions.  The   points  can  be  thought  of  as  forming  identical  tiny  boxes,  called  unit   cells,  that  fill  the  space  of  the  lattice.   Lattice  examples:   Simple  cubic    

Body-­‐centered cubic    

Face-­‐centered cubic  


Crystal  Habit:   The  typical  appearance  of  crystals  in  a  mineral.   Ex1:  Diamonds  have  an  Octahedral  Crystal  Habit,  as  can  be  seen  by   the  picture  at  the  top  left,  in  which  8  triangles  stretch  to  the  tip  of  the   diamond.  

Ex2: Mica  has  a  Foliated  (micaceous)  Crystal  Habit,  meaning  its  habit   is  to  form  layers  of  thin  sheets  as  seen  below.  

Twinning:   When  two  separate  crystals  share  some  of  the  same  crystal  lattice   points  in  a  symmetrical  manner.  The  result  is  an  intergrowth  of  two   separate  crystals  in  a  variety  of  specific  configurations.  A  twin   boundary  or  composition  surface  separates  the  two  crystals.   Exs:    

Cleavage:   The  tendency  of  crystalline  materials  to  split  along  definite   crystallographic  structural  planes.   Types  of  Cleavage:   Basal:  occurs  parallel  to  the  base  of  the  crystal   Cubic:  occurs  parallel  to  the  faces  of  a  cube  in  a  crystal  with   cubic  symmetry.  (Ex:  grains  of  table  salt)   Octahedral:  forming  octahedral  shapes  for  a  crystal  with  cubic   symmetry.  Diamond  and  fluorite  exhibit  perfect  octahedral   cleavage.  Octahedral  cleavage  is  seen  in  common   semiconductors.  

Dodecahedral: forms  dodecahedra  for  a  crystal  with  cubic   symmetry.   Rhombohedral:  occur  parallel  to  the  faces  of  a  rhombohedron.   Calcite  and  other  carbonate  minerals  exhibit  perfect   rhombohedral  cleavage.   Prismatic:  cleavage  parallel  to  a  vertical  prism.   Luster:     A  description  of  the  way  light  interacts  with  the  surface  of  a  mineral.   Types  of  Luster  include:   Adamantine  (Ex:  diamond)   Dull   Greasy   Metallic   Pearly  (Ex:  Muscovite)   Resinous  (Ex:  Amber)   Silky  (Ex:  Minerals  with  extremely  fine  fibers)   Submetallic  (similar  to  metallic,  but  duller  and  less  reflective)   Vitreous  (Ex:  Quartz  or  any  mineral  that  looks  like  glass)   Waxy   Color:  color  of  the  mineral  (it  really  is  that  simple)   Streak:  the  color  of  the  powder  produced  when  a  mineral  is  dragged  across   an  unweathered  surface.                

Hardness: Is  based  on  the  Mohs  scale  of  mineral  hardness.  The  Mohs  scale  of   mineral  hardness  is  based  on  the  ability  of  one  natural  sample  of   matter  to  scratch  another.  The  Mohs  scale  simply  records  which   mineral  is  harder,  while  the  absolute  hardness,  measured  by  a   sclerometer,  shows  the  comparative  ratio  of  hardness.  In  the  figure   below,  it  can  be  seen  that  on  the  Mohs  scale,  Diamond  is  harder  than   Corundum,  which  is  harder  than  Topaz.  However,  the  absolute   hardness  shows  that  Diamond  is  about  3.75-­‐4x  (this  scale  says   diamond  has  absolute  hardness  1500,  some  others  say  1600)  harder   than  Corundum,  which  is  2x  harder  than  Topaz.  

Specific  Gravity:   The  ratio  of  the  density  of  a  mineral  to  the  density  of  a  reference   substance.  The  reference  substance  is  almost  always  water.  SG  is   measured  by  a  pycnometer.  

       SG=  Specific  Gravity;  V=  Volume;   p(it’s  actually  greek  letter  rho,  but  it  looks  like  a  p)=  density;     g=  gravitational  acceleration  (9.8  m/s2);   wV=  weight  in  vacuo  (latin  for  in  a  vacuum  );  wA=  weight  in  air     weight=  mass  *  g  

Physical Mineralogy