14. Классы минералов. Свойства фосфатов и силикатов

Химические свойства фосфатов

У всех ортофосфатов есть свойство: безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления, которая для разных солей колеблется в диапазоне от 830°C(у фосфата свинца) до 1605°C(у фосфата бария)[1].

Фосфаты в основном плохо растворимы, в отличие от дигидрофосфатов. Растворимы только фосфаты калия, натрия и аммония[2]. Фосфаты обладают общими свойствами солей:

Взаимодействуют с сильными кислотами (причём они превращают нерастворимый фосфат в растворимый дигидрофосфат):

Ca3(PO4)2 + 4HCl = Ca(H2PO4)2 + 2CaCl2

Взаимодействуют с щелочами:

3LiOH + H3PO4 = Li3PO4v + 3H2O

Взаимодействуют с другими растворимыми солями:

2Na3PO4 + 3Li2SO4 = 2Li3PO4v + 3Na2SO4

При нагревании выше 2000C° разлагаются на оксиды[3]:

Ca3(PO4)2 = 3CaO + P2O5

Силикаты

Физические свойства

Силикат кальция образует бесцветные кристаллы, нерастворимые в воде. Известен в нескольких полиморфных модификациях:

низкотемпературная ?-модификация (минерал волластонит) — кристаллы триклинной сингонии, пространственная группа P 1, параметры ячейки a = 0,794 нм, b = 0,732 нм, c = 0,707 нм, ? = 90,03°, ? = 95,37°, ? = 103,43°, Z = 6, плотность 2,905 г/см?.

при температурах выше 1125°С существует ?-модификация — кристаллы триклинной сингонии, пространственная группа P 1, параметры ячейки a = 0,690 нм, b = 1,178 нм, c = 1,965 нм, ? = 90,00°, ? = 90,80°, ? = 90,00°, Z = 8, плотность 2,915 г/см?.

Химические свойства

Разрушается сильными кислотами:

15. Образование магматических горных пород и характеристика основных пород

Магматические горные породы образовались из огненно-жидкой массы, которую называют магмой, при охлаждении и затвердении ее. Магма — сложный силикатный расплав, содержащий растворенные летучие вещества (пары воды, хлора, фтора и пр.). Магматические породы составляют наибольшую часть земной коры (до 95 %). Образование магматических горных пород можно наблюдать в настоящее время на земной поверхности около действующих вулканов, где лава (магма, лишенная газов), остывая, превращаются в магматические горные породы. Магматические горные породы делятся на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные (интрузивные) породы образуются при застывании магмы внутри земной коры. В данном случае отдача тепла окружающим породам происходит постепенно, охлаждение медленное, давление высокое, газовые составляющие сохраняются в растворе. Такие условия благоприятны для образования пространственной решетки минералов, и поэтому все составные части выделяются в виде более или менее крупных кристаллов-минералов. Более успешному процессу кристаллизации способствуют пары и газы, которые не находя выхода, каталитически воздействуют на кристаллизацию и, благодаря чему, получаются полнокристаллические породы зернистого строения. У каждой глубинной магматической породы имеются излившиеся аналоги, одинаковые по химическому и минералогическому составу и отличающиеся лишь условиями образования и, следовательно, строением.

Излившиеся (эффузивные) породы образуются при застывании магмы на поверхности Земли. В этом случае магма попадает в условия резко пониженного значения температуры и давления; из нее быстро выделяются в атмосферу газы. Эти условия не благоприятны для кристаллизации, т.к. при быстром охлаждении не успевает образоваться пространственная решетка кристаллов. Поэтому всегда некоторая часть эффузивной породы застывает не в виде кристаллов, а в виде аморфной (скрытокристаллической) массы (стекла).

Магматические горные породы могут быть мономинеральными, состоящими из одного минерала и полиминеральными — из нескольких минералов.

Минералы, принимающие существенное участие в образовании горных пород, называются породообразующими минералами. Среди них выделяют главные и второстепенные. Главными минералами обычно являются силикаты, алюмосиликаты и кварц.

Для определения горных пород существенное значение часто имеет их строение: текстура и структура. Под текстурой геологи понимают, каким образом минералы или их агрегаты располагаются в пространстве породы. Текстура глубинных магматических пород обычно бываетмассивной (сплошной). Она характеризуется равномерным распределением однородных минералов в массе породы (без особой ориентировки). Текстуры излившихся пород более разнообразны:

1) плотная (афонитовая), составные части пород настолько мелки, что неразличимы даже под лупой;

2) пористая, порода имеет обильные микроскопические поры и пустоты, не заполненные вторичными минералами;

3) миндалевидная, характеризуется наличием в породе полостей овальной формы, заполненных веществом отличного от породы состава (халцедон, опал, кальцит и др.);

4) флюидальная, характеризуется вытянутостью микролитов в определенном направлении, потокообразно. При наличии в породе вкрапленников, микролиты их огибают;

5) такситовая (неоднородная), когда составные части породы расположены неравномерно в виде параллельных полос или скоплений в отдельных частях породы.

Структура — строение породы или способ взаимодействия минералов ее слагающих, их размер, форма, степень их кристалличности. Структура обуславливается условиями кристаллизации. По степени кристалличности структуры могут быть полнокристаллическими(аморфное вещество полностью отсутствует), неполнокристаллическими, или полукристаллическими (наряду с кристаллами в породе имеются участки аморфного вещества) и стекловатыми (с преобладанием аморфной массы).

По размеру слагающих породу минералов мы с вами условимся различать структуры: крупнозернистые (с зернами более 5 мм),среднезернистые (2–5 мм) и мелкозернистые (менее 2 мм).

По относительному размеру слагающих породу минералов различают структуры: равномернозернистые, когда слагающие породу минералы по своим размерам близки друг к другу; неравномернозернистые. Примером последнего типа структур являются порфировая и порфировидная структуры. Порфировая структура характеризуется наличием в породе крупных кристаллов – вкрапленников, рассеянных встекловатой или скрытокристаллической основной массе. В порфировидной структуре различие порфировых зерен и минералов основной массы выражена менее резко и основная масса породы полнокристаллическая.