ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ค้นพบแร่ที่มีอยู่ในโลกแล้วจำนวน 3,000-4,000 ชนิด ซึ่งแร่แต่ละชนิดก็มีคุณสมบัติแตกต่างกันออกไป ทั้งในเชิง คุณสมบัติทางกายภาพ (physical property) รวมทั้ง คุณสมบัติทางเคมี (chemical property) ดังนั้นเมื่อเราต้องการอยากรู้ว่าแร่ที่มีอยู่ในมือนั้นเป็นแร่ชนิดใด การศึกษาคุณสมบัติของแร่จึงเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการจำแนกแร่ โดยในส่วนของคุณสมบัติทางเคมี เราอาจจะต้องนำตัวอย่างไปสกัดหรือวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ในเชิงลึก ซึ่งอาจต้องใช้กระบวนการที่สลับซับซ้อนพอสมควรในระดับหนึ่ง ดังนั้นการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีของแร่ ถึงไม่ค่อยสะดวกนัก โดยเฉพาะในกรณีที่เราพบตัวอย่างในภาคสนาม และต้องการจำแนกชนิดของแร่เดี๋ยวนั้น 

ในทางตรงกันข้าม คุณสมบัติทางกายภาพของแร่สามารถพิจารณาได้ในเบื้องต้นจากการใช้โสตสัมผัสของผู้วิเคราะห์โดยตรง หรืออาจใช้เครื่องมืออย่างง่ายเข้าช่วย ดังนั้นเมื่อต้องการศึกษาหรือจำแนกแร่ในเบื้องต้น นักธรณีวิทยาจึงนิยมใช้คุณสมบัติทางกายภาพ เป็นด่านแรกในการจำแนกแร่ ซึ่งคุณสมบัติที่นักธรณีวิทยานิยมใช้ในปัจจุบันก็มีหลากหลายคุณสมบัติ ดังนี้

สี (color)

สี (color) เป็นคุณสมบัติที่เกิดจากปฏิกิริยาของแสงต่อ 1) องค์ประกอบทางเคมี 2) มลทินภายในแร่ 3) การจัดเรียงอะตอม และ 4) ความผิดปกติของโครงสร้างภายในแร่ โดยแร่ในแต่ละชนิดจะมีสีเฉพาะตัว แต่แร่บางชนิดสามารถเกิดขึ้นได้หลายสี เช่น แร่ควอตซ์ปกติใสไม่มีสี แต่อาจเกิดสีต่างๆ ได้เนื่องจากมีธาตุมลทินเจือปนอยู่ ดังนั้นคุณสมบัติของสี จึงเป็นคุณสมบัติที่ใช้จำแนกแร่ในเบื้องต้นเท่านั้น และหากจำเป็นต้องจำแนกแร่จากสีของแร่ จึงควรพิจารณาอย่างระมัดระวัง

สีผง (streak)

สีผง (streak) คือ สีที่เกิดจากการขูดขีดแร่บนแผ่นกระเบื้องหรือ แผ่นสีผง (streak plate) ซึ่งทำให้มีสีติดกับแผ่นสีผง ซึ่งอาจไม่เหมือนกับสีแร่เดิม เช่น แร่ฮีมาไทต์ซึ่งมีสีแดงเมื่อขูดกับแผ่นสีผงจะมีสีน้ำตาลแดง และมีหลายกรณีที่สีของแร่เป็นสีเดียวกัน แต่เมื่อขูดเพื่อดูสีผงกลับมีสีต่างกัน และสามารถจำแนกแร่เหล่านั้นได้

ความแข็ง (hardness)

ความแข็ง (hardness) หมายถึง ความทนทานของแร่ต่อการถูกขูดขีดจากวัตถุประเภทต่างๆ โดยการตรวจวัดความแข็ง สามารถอ้างอิงตามระดับความแข็งของ มาตราโมส์ (Mohs’ scale) ดังแสดงในตารางหรือรูปด้านล่าง

แร่ที่มีความแข็งเท่ากันอาจขูดขีดและให้รอยซึ่งกันและกัน แร่ที่เนื้อร่วน ไม่ได้หมายความว่าแร่นั้นอ่อน แร่ชนิดเดียวกันอาจมีความแข็งในทิศทางต่างๆ ไม่เท่ากัน

ความถ่วงจำเพาะ (specific gravity)

ความถ่วงจำเพาะ (specific gravity) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสารต่อน้ำหนักของน้ำบริสุทธิ์ที่มีปริมาตรเท่ากัน ความถ่วงจำเพาะเป็นคุณสมบัติประจำของแร่ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักอะตอมและการจัดตัวของอะตอม แร่ที่มีความถ่วงจำเพาะสูงจะมีน้ำหนักมาก เช่น ทองคำ (ความถ่วงจำเพาะ = 19.3) เงิน (ความถ่วงจำเพาะ = 10.5) ส่วนแร่ที่พบโดยทั่วไป เช่น เฟลด์สปาร์และแร่แคลไซต์ มีความถ่วงจำเพาะอยู่ระหว่าง 2.6-2.95 โดยมีค่าเฉลี่ยประมาณ 2.7

ความวาว (luster)

ความวาว (luster) หมายถึง คุณสมบัติในการสะท้อนแสงของแร่ทั้งจากบนพื้นผิวแร่และภายในผลึกแร่ ความวาวมีหลายรูปแบบ ได้แก่ (กรมทรัพยากรธรณี: www.dmr.go.th)

• วาวแบบเพชร (adamantine) เนืองจากความหนาแน่นของผลึกสูงมาก แสงจึงสามารถสะท้อนออกจากผลึกได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีความโปร่งใสหรือโปร่งแสง โดยส่วนใหญ่เป็น แร่อัญมณี (gemstone) เช่น เพชร แร่เซอรูสไซต์ (cerussite) และแร่เซอร์คอน (zircon) เป็นต้น
• วาวแบบด้าน (dull) หรือไม่มีความวาว เกิดจากแร่มีคุณสมบัติหักเหแสงออกไปทุกทิศทุกทาง เช่น แร่คาโอลีไนต์
• วาวแบบน้ำมัน (greasy) มีความวาวคล้ายจาระบี เช่น แร่โอปอล (opal) และแร่คอร์เดียไรต์ (cordierite)
• วาวแบบโลหะ (metallic) (วแร่จะมันวาวเหมือนโลหะ มักเป็นแร่ที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ เช่น แร่กาลีนาและแร่ไพไรต์
• วาวแบบไข่มุก (pearly) มีลักษณะโปร่งใสเล็กน้อย เช่น แร่มัสโคไวต์และแร่สติลไบต์ (stilbite)
• วาวคล้ายยางสน (resinous) มีความวาวคล้ายขี้ผึ้งหรือ เทียนไข เช่น แร่อำพัน (amber)
• วาวแบบใยไหม (silky) แร่มีการเรียงตัวของเส้นใยขนาดเล็กและมีลักษณะคล้ายเส้นไหม เช่น แร่แอสเบสตอส (asbestos) หรือแร่ใยหิน แร่ยูลีไซต์ (ulexite) และแร่ซาตินสปาร์ (satin spar)
• วาวแบบขี้ผึ้ง (waxy) เป็นความวาวคล้ายกับขี้ผึ้ง เช่น แร่หยก (jade) และแร่คาลซิโดนี (chalcedony)
• วาวแบบแก้ว (vitreous) เป็นความวาวที่พบมากในแร่ เกิดจากการหักเหหรือการสะท้อนแสงของแร่ที่มีดัชนีหักเหต่ำ เช่น แร่แคลไซต์ (calcite) แร่ควอตซ์ (quartz) แร่โทแพซ (topaz) แร่ทัวร์มาลีน (tourmaline) และแร่ฟลูออไรท์ (fluorite) เป็นต้น

รอยแตกเรียบ (cleavage)

รอยแตกเรียบ (cleavage) หมายถึง รอยแยกของแร่ตามแนวแตกของผลึกแร่ซึ่งจะสัมพันธ์กับโครงสร้างอะตอม โดยตัดขนานกับระนาบการจับตัวของอะตอม (atomic plane) แนวแตกเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ เนื่องจากแร่ในแต่ละชนิดจะมีลักษณะการแตกเฉพาะ ได้แก่

• รอยแตกแนวเดียว แร่สามารถแตกและแยกออกเป็นแผ่นๆ ได้ง่าย เช่น แร่ไมกา
• รอยแตก 2 แนว มี 2 แบบคือ แนวรอยแตกตั้งฉากกัน เช่น แร่ออร์โทเคลส และแนวรอยแตกไม่ตั้งฉากกัน เช่น แร่แอมฟิโบล
• รอยแตก 3 แนว มี 2 แบบคือ แนวรอยแตกตั้งฉากกัน ทำให้แร่แตก เป็นลูกบาศก์ เช่น แร่กาลีนา และแนวรอยแตกไม่ตั้งฉาก ทำให้แร่แตกเป็นสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน เช่น แร่แคลไซต์
• รอยแตก 4 แนว คือแนวรอยแตกที่คล้ายกับรูปสามเหลี่ยมด้านประกบกันเป็นรูปออกตะฮีดรอน เช่น แร่ฟลูออไรท์

ความเหนียว (tenacity)

ความเหนียว (tenacity) คือ คุณสมบัติของแร่เนื่องจากแรงยึดระหว่างอะตอม ทำให้แร่มีความเหนียวแตกต่างกัน ได้แก่ 1) เปราะร่วน (brittle) เช่น แร่ฟลูออไรท์และแร่ควอตซ์ 2) เหนียว (tough) เช่น แร่ใยหิน 3) ทุบหรือรีดเป็นแผ่นบางได้ (maleable) เช่น ทองคำ เงินและทองแดง 4) มีดตัดออกได้ (sectile) เช่น แร่แกรไฟต์ ยิปซั่มและแร่ทัลก์ 5) บิดโค้งงอได้โดยไม่กลับรูปเดิม (flexible) เช่น แร่ยิปซั่มและแร่ทัลก์ และ 6) บิดให้โค้งงอได้โดยกลับรูปเดิมได้ (elastic) เช่น แร่ไมกา

รอยแยก (fracture)

รอยแยก (fracture) คือ ลักษณะการแตกของแร่ซึ่งไม่เป็นระนาบเรียบและไม่มีทิศทางที่แน่นอนเหมือนกับรอยแตกเรียก โดยส่วนใหญ่เกิดโดยรอบ บริเวณที่มีความผิดปกติหรือมีมลทินในผลึกแร่ รูปแบบของรอยแยกที่พบบ่อยมีหลากหลายแบบ เช่น 1) รอยแยกแบบโค้งเว้า (conchoidal) หรือรอยแยกแบบฝาหอย เช่น รอยแยกในหินออปซิเดียน ซึ่งมีองค์ประกอบเป็นแร่ควอตซ์ 2) รอยแยกแบบเสี้ยน (splintery) เช่น แร่ไครโซไทล์ (chrysotile) และ 3) รอยแยกแบบแบบขรุขระ (uneven) เช่น แร่แมกนีไทต์ เป็นต้น

ลักษณะผลึก (crystal habit)

ลักษณะผลึก (crystal habit) ผลึกแร่ในธรรมชาติมีทั้งผลึกขนาดใหญ่ที่สามารถมองเห็นชัดเจนด้วยตาเปล่า หรือมีขนาดเล็ก หรือขนาดเล็กมากจนต้องดูด้วยกล้องจุลทัศน์ นอกจากนี้ผลึกแร่ยังอาจเกิดซ้อนกันหรือรวมกันเป็นกลุ่ม หรือในกรณีของแร่บางชนิดอาจไม่แสดงหน้าผลึกที่ชัดเจน แต่ซ่อนความเป็นผลึก หรือคุณสมบัติผลึกไว้ภายในแร่ และนอกจากนั้นยังแสดงลักษณะรูปร่างเฉพาะแบบ (habit) ซึ่งนักธรณีวิทยานำมาใช้ประโยชน์ในการจำแนกหรือศึกษาวิจัยแร่ด้วยเช่นกัน โดยในการจำแนกแร่ นักธรณีวิทยาแบ่งย่อย ลักษณะผลึก (crystal habit) ของแร่ดังแสดงตัวอย่างในตารางและรูป

รูปผลึก (crystal form)

รูปผลึก (crystal form) เกิดจากการจัดตัวอย่างเป็นระเบียบของโครงสร้างภายในแร่ รูปผลึกประกอบด้วยหน้าผลึกที่เป็นระนาบเรียบด้านต่างๆ ประกอบกันขึ้นเป็นรูปทรงทางเรขาคณิต แร่บางชนิดอาจมีรูปผลึกเฉพาะตัวเพียงรูปเดียว บางชนิดอาจมีรูปผลึกได้หลายรูป นักธรณีวิทยาจำแนกรูปผลึกออกเป็น 6 ระบบ ตามการวางตัวและความยาวของแกนผลึก ดังนี้

• ระบบไอโซเมตริก (isometric system) มีแกน 3 แกน เท่ากัน และตัดกันที่กึ่งกลางเป็นมุมฉาก รูปผลึกเหมือนลูกเต๋า เช่น แร่กาลีนา เป็นต้น
• ระบบเตตระโกนอล (tetragonal system) มีแกน 3 แกน ตัดตั้งฉากกันที่กึ่ง กลาง 2 แกนยาวเท่ากัน แกนที่ 3 อาจจะยาวหรือสั้นกว่า รูปหน้าตัดของแร่เป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัส เช่น แร่ดีบุก เป็นต้น
• ระบบออร์โธรอมบิก (orthorhombic system) มีแกน 3 แกน ตัดตั้งฉากที่กึ่งกลางแต่ยาวไม่เท่ากัน รูปหน้าตัดของแร่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า เช่นแร่โทแปซและแร่กำมะถัน เป็นต้น
• ระบบโมโนคลีนิก (Monoclinic system) มีแกน 3 แกนยาวไม่เท่ากันเลย 2 แกนตัดตั้งฉากกัน ส่วนแกนที่ 3 ตัดทำมุมกับ 2 แกนแรก เช่น แร่ยิปซั่มและแร่ออร์โทเคลส เป็นต้น
• ระบบไตรคลีนิก (triclinic system) มีแกน 3 แกน ไม่เท่ากันและตัดไม่ตั้งฉากกัน เช่น แร่ไมโครคลายน์และแร่เทอร์ควอยซ์ เป็นต้น
• ระบบเฮกซะโกนอล (hexagonal system) มีแกน 4 แกน 3 แกนอยู่ในแนวราบ ยาวเท่ากัน และตัดทำมุม 60 องศา ซึ่งกันและกัน แกนที่ 4 ยาวหรือสั้นกว่าและตั้งฉากกับ 3 แกนแรก เช่น แร่ควอตซ์และแร่คอรันดัม เป็นต้น

คุณสมบัติอื่นๆ

คุณสมบัติอื่นๆ เช่น 1) ความเป็นแม่เหล็ก (magnetism) แร่บางชนิดใช้แม่เหล็กดูดติด เช่น แร่ฮีมาไทต์และแร่แมกนีไทต์ 2) การเกิดฟอง (effervescence) คือ คุณสมบัติของกลุ่มแร่คาร์บอเนต (carbonate group) ซึ่งจะเกิดฟองฟู่เมื่อถูกกรดไฮโดรคลอริก (hydrochloric) 3) การเรืองแสง (fluorescence) แร่บางชนิดอาจมีคุณสมบัติเรืองแสงเป็นสีต่างๆ เมื่อส่องด้วยแสงอัลตราไวโอเลต เช่น แร่ชีไลต์ 4) ความยืดหยุ่น (elasticity) 5) รสชาติ (taste) เช่น แร่เฮไลด์มีรสเค็ม 6) กลิ่น (odor) เช่น แร่คาโอลีไนต์มีกลิ่นเหมือนกับดิน 7) ความสามารถในการให้แสงผ่าน (diaphaneity) เช่น โปร่งใส (transparent) สามารถมองผ่านทะลุก้อนแร่ได้อย่างชัดเจน โปร่งแสง (translucent) แสงผ่านได้ แต่ไม่สามารถมองผ่านได้ ทึบแสง (opaque) แสงผ่านไม่ได้ เป็นต้น 8) ผิวสัมผัส (feel) เช่น แร่ทัลก์ลื่นคล้ายกับสบู่

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth