§ 4. Минералы

Минералы представляют собой природные химические соединения (или элементы), являющиеся составной частью горных пород. Они встречаются преимущественно в твердом (кварц, слюда), реже в жидком (самородная ртуть) и газообразном (сероводород) состоянии. Из более чем 2000 минералов, известных в мире, лишь 25 широко распространены и играют существенную роль в составе геологических тел, характеризующихся большими размерами. Они называются поро­дообразующими минералами.

Минералы могут быть кристаллическими или аморфными. В крис­таллическом веществе частицы располагаются в строго определенном порядке. Форма кристаллов зависит от строения вещества, от его кристаллической решетки. Аморфное строение вещества характери­зуется беспорядочным расположением его частиц. Физические свойст­ва (теплопроводность, электропроводность и т.д.) у аморфного вещест­ва во всех направлениях приблизительно одинаковы, тогда как у кристаллического разные.

Все минералы по химическому составу принято подразделять на классы.

Сульфиды. Насчитывается около 200 минералов, относящихся к этому классу. Это сернистые соединения металлов: пирит FeS₂, галенит PbS, киноварь HgS, молибденит MoS. Они составляют не более 0,25 % массы земной коры и не являются породообразующими. Мно­гие сульфиды имеют большое практическое значение как руды свин­ца, цинка, ртути, молибдена и др.

Галоиды. Этот класс включает хлористые, фтористые, бромистые и иодистые соединения — всего около 100 минералов, которые предс­тавляют собой соли галоидоводородных кислот. Доля их в земной коре незначительна. Наиболее распространены галит NaCl и сильвин КС1. В недрах многих нефтегазоносных районов они образуют толщи огромной мощности (более 500 м) .

Сульфаты. В этот класс входит около 260 минералов, представ­ляющих собой соли серной кислоты. На их долю приходится 0,1 % массы земной коры. Некоторые из них (гипс CaS0₄ • 2Н₃0, ангид­рит CaS0₄) являются породообразующими минералами и встречаются в виде мощных пластов.

Карбонаты. Минералы этого класса (около 80) составляют 1,7 % массы земной коры. Наиболее распространены кальцит СаС0₃ и доло­мит СаС0₃ • MgC0₃. Они относятся к породообразующим минералам и встречаются в природе большими массами (известняки, доломиты, мраморы).

Фосфаты. Эти минералы обычно рассматривают вместе с арсе- натами и ванадатами (солями мышьяковой и ванадиевой кислот), объединяя их в один класс. В этом классе насчитывается около 350 минералов, которые составляют 0,7 % массы земной коры. Наиболь­шее распространение и значение имеют фосфаты (апатит Ca_s [Р0₄ ] ₃F, фосфориты и др.).

Окислы и гидроокислы. Число минералов в этом классе более 200. На их долю приходится 17 % массы земной коры. Наиболее часто встречающимся минералом этого класса является кварц Si0₂. Внут­реннее его строение имеет много общего с внутренним строением силикатов, также широко распространенных на Земле.

Силикаты. К этому классу относится около 800 минералов, что составляет примерно 1/3 числа всех известных. На их долю, по подс­четам А.Е. Ферсмана, приходится 75 % массы земной коры. Многие из них относятся к породообразующим минералам и входят в состав почти всех горных пород. По происхождению силикаты связаны с эндогенными и особенно с магматическими процессами. Основой всех силикатов является кремнекислородный радикал-анион [Si0₄]^4-, он состоит из четырех ионов кислорода, расположенных в вершинах тетраэдра, и одного иона кремния (в центре). В зависимости от того, как связаны между собой эти радикалы, различают несколько групп силикатов (по числу типов кристаллической решетки). Наиболее распространена в природе группа долевых шпатов (55 % массы зем­ной коры). По строению кристаллических решеток минералы этой группы близки к кварцу. Во внутренней их решетке помимо крем­нистых радикалов присутствуют и алюмокислородные.

Среди полевых шпатов выделяются калиевые (ортоклаз К₂0 х х А1₂0₃ • 6Si0₂ и др.) и кальций-натриевые полевые шпаты. Послед­ние называют плагиоклазами. Крайними членами ряда плагиоклазов являются два минерала — альбит Na [ AlSi₃O_g] и анортит Са [Al₂Si₂O_g ], образующие множество переходных разностей. Одним из предста­вителей этого ряда является Лабрадор, который содержит 50—70 % анортитовых молекул и 30—50 % альбитовых.

Из минералов других групп силикатов породообразующими яв­ляются мусковит К₂0 • ЗА1₂0₃ • 6Si0₂ • 2Н₂0 (белая калиевая слюда), биотит K(Mg, Fe)₃(OH, F)₂AlSi₃Q₀ (черная железо-магнезиальная слюда), роговая обманка (Са, Na) • (Mg, Fe, Al)₅ (ОН)₂ [(Si, A1)<P_U] ₂, авгит Ca(Mg, Fe, Al) [(Si, A1)₂0₆] ₄, нефелин Na[AlSi0₄], оливин (Mg, Fe)₂ [Si0₄] и др.

Помимо перечисленных выделяется еще несколько классов мине­ралов: самородных элементов (золото, платина, серебро, медь, сера, графит, алмаз), органических соединений и др.