Классификация минералов и их описание.

Количество известных в настоящее время минералов около 7000. Их можно группировать по разным признакам. В основе принятой в настоящее время классификации минералов лежат химический состав и структура. Большое внимание уделяется также генезису (греч. "генезис" – происхождение). Роль различных минералов в строении горных пород неодинакова: одни встречаются редко и представляют собой лишь незначительные и необязательные включения; другие слагают основную массу, определяя их свойства; третьи, образующие локальные скопления или рассеянные в породах, представляют интерес как полезные ископаемые.

Классификация и характеристика основных породообразуюших минералов

1.Силикаты. 2.Карбонаты

3.Окислы. 4.Гидроокислы.

5.Сульфиды. 6.Сульфаты.

7.Галоиды. 8.Фосфаты.

9.Вольфраматы. 10.Самородные элементы

1.Класс силикатов. Минералы этого класса широко распространены в земной коре (свыше 78%). Они образуются в эндогенных (внутренних) условиях, т.е. связаны с проявлениями магматизма и с метаморфическими процессами. Лишь немногие возникают в экзогенных (внешних) условиях. Многие минералы этого класса являются породообразующими магматических и метаморфических горных пород, реже осадочных.

Одним из наиболее распространенных минералов группы силикатов является роговая обманка (Ca, Na)₂(Mg,Fe²⁺)₄(Al,Fe³⁺) (OH)₂[(Si, Al)₄O₁₁]₂.

Биотит [K(Mg, Fe)₃(OH,F)₂[AlSi₃O₁₀]. Цвет черный, бурый, иногда зеленоватый; блеск стеклянный, местами перламутровый; твердость 2-3; плотность 3-3,2. Как у всех слюд, упругие листочки, отделяющиеся по спайности. В жилах отдельные кристаллы слюд достигают в сечении нескольких квадратных метров. Происхождение магматическое, гидротермальное, метаморфическое.

Мусковит [KAl₂(OH)₂[AlSi₃O₁₀] по многим свойствам близок к биотиту, но почти бесцветный со светло-розовым или серым оттенком, прозрачен в тонких листочках; плотность 2,7-3,1. Используется в электропромышленности, радиотехнике, приборостроении, для изготовления огнестойких строительных материалов, красок, смазочных материалов и др. Наиболее крупные месторождения РФ в Карелии, Восточной Сибири.

Тальк [Mg₃(OH)₂[Si₄)O₁₀] образует кристаллические агрегаты, реже отдельные крупные кристаллы и их сростки. Цвет белый, светло-зеленый; блеск стеклянный, перламутровый, у плотных мелкозернистых агрегатов матовый; листочки, отделенные по спайности, гибкие, неупругие; твердость 1, на ощупь жирный; плотность 2,8. Широко используется как огнеупорный материал, при изготовлении изоляторов, в парфюмерии и пр. Крупные месторождения РФ на Урале, в Восточном Саяне.

Серпентин (змеевик) [Mg₆(OH)₈[Si₄O₁₀] встречается обычно в виде плотных скрытокристаллических разностей. Тонковолокнистая разновидность называется хризотил-асбестом. Цвет светло-зеленый, желто-зеленый до черного, часто пятнистый, отдельные волокна белые; блеск стеклянный, жирный, у хризотил-асбеста шелковистый; твердость 2-4; плотность 2,5-2,7. Хризотил-асбест используется для изготовления огнестойких и теплоизоляционных материалов (труб, шифера). Месторождения в РФ на Урале, в Саянах и др.

Из глинистых минералов наибольшим распространением пользуется каолинит [Al₄(OH)₈[Si₄O₁₀], образующий землистые агрегаты. Цвет белый; блеск агрегатов матовый; излом землистый; твердость 1, на ощупь жирный; плотность 2,6; легко поглощает влагу, намокая, становится пластичным. Употребляется в керамическом производстве, строительном деле, бумажной промышленности и др. Месторождения в РФ многочисленны: на Урале, Кавказе и в других местах.

Минералы Группы Полевых Шпатов пользуются широким распространением в земной коре, составляя в ней около 50 %. Являются породообразующими многих магматических и метаморфических горных пород. В трещинах образуют крупные кристаллы. Для всех полевых шпатов характерна спайность совершенная или средняя в двух направлениях под углом, близким к 90^o.

Наиболее распространен ортоклаз К[А1Si₃О₈]. Цвет от бесцветного, белого, светло-серого до разных оттенков розового и красно-желтого; спайность в двух направлениях под углом 90^o (отсюда и название минерала - прямоколющийся).

Минерал того же состава - микроклин. Его голубовато-зеленая разновидность - амазонит - по цвету легко отличается от других полевых шпатов.

Лабрадор (разновидности: лунный камень, солнечный камень, беломорит)– ценный поделочный и облицовочный камень.

2.Класс карбонатов объединяет большое число минералов, для которых характерна реакция с соляной кислотой, сопровождающаяся выделением углекислого газа, что помогает различать карбонаты от близких по многим свойствам минералов. Они часто светлоокрашенные, со стеклянным блеском; твердостью 3-4,5; спайностью совершенной в трех направлениях. Образование карбонатов связано с поверхностными химическими и биохимическими, с метаморфическими и гидротермальными процессами.

Кальцит, или известковый шпат Са[СО₃],-один из наиболее распространенных в земной коре минералов, участвующих в строении как осадочных, так и метаморфических пород. Встречается в виде кристаллических и скрытокристаллических агрегатов различной плотности, в пустотах в виде разнообразных натечных форм, кристаллов и их сростков. Цвет разнообразный - от бесцветного и белого, изредка до черного; блеск стеклянный, на отдельных участках перламутровый; прозрачный или просвечивающий (бесцветные прозрачные кристаллы кальцита, обладающие двулучепреломлением, называются исландским шпатом); твердость 3; плотность 2,7; бурно реагирует ("вскипает") с соляной кислотой. Применение разнообразно: в строительстве, в металлургической и химической промышленностях, как поделочный камень, исландский шпат - в оптике. Месторождения многочисленны.

Реже встречается сидерит Fе [СО₃], слагающий кристаллические и землистые агрегаты, образующий округлые конкреции и оолиты. Цвет желтовато-белый, буровато-серый; твердость 3,5-4,5; плотность 4. Реагирует только с подогретой соляной кислотой. Является важной железной рудой. Крупные месторождения РФ на Южном Урале.

3 и 4 - Классы окислов и гидроокислов. По количеству входящих в них минералов занимает одно из первых мест: на их долю приходится около 17% всей массы земной коры, около 12,5% составляют оксиды кремния и 3,9% - оксиды железа. Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях.

Кварц Si0₂ - широко распространенный в земной коре породообразующий минерал. Встречается в виде зернистых агрегатов, плотных масс, зерен в породах, в пустотах образует кристаллы и их сростки, имеющие сложную форму. Цвет разнообразный - бесцветный, белый, серый, встречаются окрашенные разности. Окраска лежит в основе выделения разновидностей кварца ( горный хрусталь - бесцветный прозрачный; раухтопаз - серо-дымчатый, бурый; аметист - фиолетовый; морион - черный и др.); просвечивает, реже прозрачен; блеск на гранях стеклянный, на изломе - жирный; излом раковистый или неровный; спайность весьма несовершенная; твердость 7; плотность 2,65. Кварц выделяется при кристаллизации магмы, выпадает из горячих растворов и паров, возникает в процессе метаморфизма. В экзогенных условиях образуется редко. Химически устойчив в любых условиях.

Халцедон SiO₂-скрытокристаллический минерал, образующий плотные, часто натечные массы. Цвет различный, часто желто-бурых тонов. Окрашенные разновидности имеют особые названия: красного или оранжевого цвета – сердолик; с окраской, располагающейся полосами,- агат и др. Блеск восковой, жирный, матовый; просвечивает обычно только по краю; излом раковистый; твердость 7, Связан с гидротермальными процессами, сопровождающими вулканическую деятельность, возникает в экзогенных условиях. Кварц и халцедон используются в стекольной, химической промышленностях, в строительстве, горный хрусталь (пьезокварц) -в оптике и радиотехнике. Красиво окрашенные разновидности применяются в ювелирном деле. Месторождения многочисленны.

Опал SiO₂^.nH₂O - аморфный минерал. Содержание воды колеблется обычно в пределах от 1 до 5%, редко увеличиваясь до 34%. Образует плотные, часто натечные массы, слагает некоторые осадочные породы органогенного происхождения. Бесцветный, белый, серый, примесями бывает окрашен в различные цвета; просвечивает; блеск стеклянный, жирный; излом раковистый или неровный; твердость 5,5-6; плотность 1,9-2,3. Образуется при выветривании силикатов, в результате жизнедеятельности некоторых организмов; выпадает и из горячих растворов, образуя гейзериты. Используется в ювелирном деле как поделочный камень, в строительстве как абразивный материал.

В природе широко распространены минералы - оксиды железа.

Гематит, или железный блеск Fe₂О₃, образует плотные мелкокристаллические агрегаты чешуйчатого строения, скрытокристаллические массы (красный железняк), а также желваки (конкреции) радиально-лучистого или скорлуповатого строения.. Цвет от желто-серого, стально-серого и почти черного у кристаллических разностей и до темно-красного у скрытокристаллических; цвет черты от красно-бурого до вишнево-красного; непрозрачный; блеск от металлического до матового; твердость 5,5-6 (у скрытокристаллических агрегатов меньше); плотность 5,2.

Магнетит, или магнитный железняк FeО^.Fе₂О₃, или FeFe₂0₄, обычно образует плотные кристаллические агрегаты. По свойствам напоминает кристаллическую разновидность гематита, но отличается от него черным цветом черты и магнитными свойствами. Образование гематита и магнетита связано главным образом с эндогенными процессами - магматическими, гидротермальными и метаморфическими. Гематит может возникать и в экзогенных условиях (при выветривании, в морской среде). Месторождения руд, связанных с этими минералами, широко распространены. В РФ следует отметить Урал, Курскую Магнитную Аномалию.

5.К классу сульфидов принадлежат многочисленные минералы - руды металлов.

Галенит, или свинцовый блеск PbS,- встречается в виде кристаллических агрегатов, реже - отдельных кристаллов и их сростков. Цвет свинцово-серый; черта серовато-черная, блестящая; блеск металлический; непрозрачный; спайность совершенная твердость 2,5; плотность 7,5.

Сфалерит, или цинковая обманка ZnS, - встречается в виде кристаллических агрегатов. Цвет бурый, редко бесцветный, примесями железа бывает окрашен в черный; черта желтая, бурая; блеск алмазный, металловидный; просвечивает; спайность совершенная, твердость 3,5-4; плотность около 4.

Месторождения галенита и сфалерита, руд свинца и цинка в РФ многочисленны, например, на Северном Кавказе, Забайкалье.

Происхождение минералов класса сульфидов связано главным образом с горячими водными растворами (гидротермами). Они часто встречаются в кварцевых жилах вместе со многими минералами класса самородных элементов.

Пирит или серный колчедан FeS₂ хорошо ограненные кристаллы латунно – желтого цвета с металлическим блеском, черта черная, спайность несовершенная, твердость – 6-6.5, удельный вес – 4.9 – 5.2. Пирит в зоне выветривания легко разрушается, поэтому его примесь значительно снижает качество стройматериалов.

6.Класс сульфатов. Известно около 260 минералов группы сульфатов. Происхождение связано с водными растворами; светлые, малая твердость, иногда в кристаллической решетке присутствует вода.

Гипс CaSO₄*2H₂O – водосодержащий сульфат. Цвет белый, светлые тона. Блеск стеклянный, иногда матовый, спайность совершенная, твердость 1.5 – 2. Заметно растворим в воде. Широко используется в строительстве.

Ангидрит CaSO₄ – безводная разновидность. Цвет белый, серый, голубоватый. Блеск – стеклянный. Спайность совершенная. Удельный вес 2.8 – 3. Твердость 3 – 3.5. применяется как поделочный камень, добавка к портландцементу.

7.Класс галоидных соединений. К нему относятся минералы, представляющие соли фтористо-, бромисто-, хлористо-, йодистоводородных кислот. Наиболее распространенными минералами этого класса являются хлориды, образующиеся главным образом при испарении вод поверхностных бассейнов. Известны выделения хлоридов и из вулканических газов.

Галит NaCI - образует плотные кристаллические агрегаты, реже кристаллы кубической формы. Чистый галит бесцветный или белый, чаще окрашен в различные светлые цвета; блеск стеклянный; прозрачный или просвечивает; спайность совершенная, твердость 2; плотность около 2. Гигроскопичен, соленый на вкус. Используется в пищевой промышленности, в химической для получения хлора, натрия и их производных. Основные месторождения СССР находятся на Украине, на Урале, в Донбассе и во многих других местах.

Сильвин КСl - близок по происхождению и по физическим свойствам к галиту, с которым часто образует единые агрегаты. Отличительный признак - горько-соленый вкус. Применяется в основном как сырье для калийных удобрений, в химической промышленности.

Фториды связаны преимущественно с гидротермальными, а также с магматическими и пневматолитовыми процессами (греч. "пневма" - дух, газ). В экзогенных условиях образуются редко. К ним относится флюорит, или плавиковый шпат - CaF₂, встречающийся в виде зернистых скоплений, отдельных кристаллов и их сростков. Сингония кубическая. Цвет разнообразный, часто меняющийся в одном кристалле от бесцветного к желтому, зеленому, голубому, фиолетовому; блеск стеклянный; спайность совершенная; твердость 4; плотность 3,18. Используется в металлургической, химической, керамической промышленности, прозрачные разновидности- в оптике. Основные месторождения СССР в Забайкалье и в Средней Азии.

8. Класс фосфатов. Наиболее распространенным минералом является апатит и фосфорит Са₅[РO₄]₃(F,ОН,Cl). Встречаются в виде кристаллических агрегатов и отдельных кристаллов. Цвет бесцветный, чаще бледно-зеленый; блеск стеклянный, излом неровный; спайность несовершенная; твердость 5; плотность 3,2. Происхождение магматическое. Широко используется для производства удобрения и в химической промышленности. Крупные месторождения СССР в Хибинах, в Прибайкалье.

9. Вольфраматы – WO₄ используется как тугоплавкий металл.

10. Классы самородных элементов. Минералы этого класса не относятся к породообразующим, но многие из них являются ценными полезными ископаемыми.

Из наиболее распространенных минералов этого класса можно назвать серу S, возникающую в процессе возгонки паров при вулканических извержениях, а также в поверхностных условиях при химических изменениях минералов классов сульфидов и сульфатов и биогенным путем. Используется в химической промышленности для получения серной кислоты, в сельском хозяйстве и в ряде других отраслей.

Графит С связан преимущественно с процессами метаморфизма. Широко применяется в металлургии, для производства электродов и др. К этому же классу относятся такие ценные минералы, как алмаз, золото, платина и др.

11. Органические соединения. Минералы органического соединения (углеводородные соединения). По происхождению связаны с накоплением остатков растительных организмов и последующих их изменением (каменный уголь), либо кристаллизации высокомолекулярных углеводородов при охлаждении нефти (асфальт, озокерит). Общее название каустобиолиты.