Електричні властивості мінералів

Вже давно відомі людям електричні властивості мінералів. Добре описана здатність наелектризуватися при терті. Самородні метали, наприклад, мідь і срібло, - чудові провідники електрики. А такі мінерали, як кальцит чи слюди,– не менш чудові діелектрики. Достатньо згадати щити-ізолятори.

Магнітні та електричні властивості мінералів тісно пов'язані один з одним. П'єзоелектричний ефект, виявлений братами П'єром і Жаком Кюрі (фізиком та мінералогом) у 1880 році, характерний для цілого ряду мінералів: турмаліну, нефеліну, сфалериту, але надзвичайно важливо, що він чудово виявлений у кварцу. Якщо на пластинку, певним чином вирізану з кристалу гірського кришталю, чинити тиск, то на різних її сторонах з'являються протилежні електричні заряди. А якщо, навпаки, додавати до пластинки змінні заряди, то вона почне стискатися і розтискатися, вібрувати, випромінюючи електромагнітні коливання. Завдяки кварцу-п'єзоелектрику геофізиками вирішено і завдання пошуків рудних тіл, основу яких складають агрегати кварцових зерен: вибухова хвиля змушує подібне тіло "відповісти" коливанням п'єзоелектричного відлуння.

Всі мінерали з металевим зв'язком мають електропровідність. Електропровідність мінералів може сильно змінюватися в залежності від напрямку в кристалі (наприклад, вздовж та впоперек їх видовження). Іншою найважливішою величиною, що визначає електричні властивості мінералів, є діелектрична проникність, яка характеризує їх поляризацію під дією електричного поля. Діелектрична проникність мінералів схильна до сильного впливу різних домішок; вона погано піддається розрахунку, і її щоразу доводиться вимірювати емпірично, по можливості на апаратурі, що дозволяє стандартизувати умови вимірювання.

Для мінералів-напівпровідників дуже важливим є визначення типу провідності. Розрізняють напівпровідники з електронною, дірковою та змішаною провідністю (відповідно n, р та np-напівпровідники). Тип провідності тих самих мінералів (наприклад, сульфідів — піриту, арсенопіриту та ін.) часто закономірно змінюється відповідно до вертикальної або латеральної (горизонтальної - від центру до флангів) зональності рудних родовищ, і його визначення може надати істотну допомогу при прогнозі поведінки знаряддя на глибоких горизонтах і флангах розвідуваних родовищ.

Електричні властивості мінералів використовуються для сепарації (розділу) мінералів при мінералогічному аналізі, а також при промисловому збагаченні руд і особливо рудних концентратів. Для цього створені спеціальні апарати - сепаратори, електричні, магнітні, електромагнітні, у лабораторному та виробничому варіантах; у мінералогічному аналізі широко застосовуються також ручні магніти.