16. Вода в минералах и ее типы.
Адсорбированная и механическая вода – не входят в структуру минерала. Легко удаляется при 1000С (Н2О+) не учитывается при пересчёте формулы минерала.
связанная вода: кристаллизационная и конституционная.
кристаллизационная: в минералах содержится как молекула Н2О. Минералы содержащие кристаллизационную воду называются кристаллогидратами (гипс) при дегидратации (выпаривание 100-3000С) образуется безводное соединение или кристаллогидрат с меньшим содержанием воды. Разрушение кристаллической структуры не происходит только в том случае, когда кристаллизационная вода относится к цеалитному типу. Цеалиты: минералы с каркасным типом, в пустотах которых содержится вода, которая при высоких t удаляется, а попадая в водную обстановку вновь насыщается водой.
конституционная вода: наиболее прочная. Входит в кристаллическую структуру в виде гидратной группы (ОН-) или (Н+). Удаляется при t выше 3000С. Этот процесс сопровождается разрушением кристаллической структуры.
17. Принципы классификации минералов.
Одна из первых известных классификаций была приведена Теофрастом (ученик Аристотеля ок. 300 лет до н.э.). Он разложил все минералы т.е.:
добываемые в больших объемах (гипс, алебастр, известняк)
ценные в небольших объемах (гранат, лазурит)
не плавкие (кварц, гранат)
горючие (янтарь, смолы, уголь)
рыжие (охры и т.д.).
Эта классификация противоречива!! В нее вошли минералы, минералоиды и горные породы. Но не смотря на это, данная классификация просуществовала до 18-ого века.
Классификация Вернера (основана на внешних свойствах). Он выделил твердость, цвет, блеск, гладкость, вкус и т.д.
Так же есть классификация «минералогия по системе Дэна». Основанная на химическом составе минералов.
В ее основу было заложено различие минеральных видов по составу анионов. В соответствии с этим все минералы делились на классы:
самородные элементы
сульфиды
оксиды
галоиды
и т.д.
Дэна объединил эти классы в группы. По мимо классов химических соединений есть типы:
фосфиды
карбиды
нитриды
и т.д.
Только химический состав минерала не может полностью охарактеризовать минеральный вид. В соответствии с этим в 20-ом веке на смену химической классификации минералов пришла кристаллохимическая. Классы выделяются на основе их химического состава (анионов), а группы и подклассы выделяются на основе особенностей кристаллической структуры. Т.е. структура у них одинаковая (группы имеют общий анионный радикал и различаются по катионам). В таких группах при изоморфизме выделение минеральных видов условно и определяется по % содержанию тех или иных компонентов.
Кроме минеральных видов в классификации минералов используют разновидности минерального вида которые выделяются на основе каких-либо особенностей химического состава морфологии выделений.
18. Твердость минералов и методы ее определения.
Твёрдость – способность минерала противостоять механическому воздействию. Различают относительную и абсолютную твердость.
Относительная твердость была предложена в 1811г. немецким минералогом Фридрихом Моосом. Он предложил набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
1. тальк, 2. Гипс, 3. Кальцит, 4. флюорит, 5. апатит, 6. ортоклаз, 7. кварц, 8. топаз, 9. корунд, 10. алмаз.
Абсолютная твердость измеряется в микротвердометрах на алмазном тетраэдре, который вдавливается в отполированную поверхность испытуемого минерала. Нагрузка в кг относится к площади ямки.
Единица измерения: кг\см2.
Минералы
шкалы Мооса очень различны по абсолютной
твердости. Зависимость абсолютной и
относительной твердости: M=C
(М
– тв. по шкале Мооса, С- const,
Н- абсолютная тв. минерала).
Величина твердости минералов зависит :
от химического состава
от кристаллической структуры.
Твёрдость:
минералы содержащие тяжелые атомы обладают низкой твердостью (обычно ниже 5).
Силикаты и оксиды в большинстве своем имеют тв. >5.
водосодержащие минералы имеют низкую тв < 5.
Тв. Зависит от:
размеров ионных радиусов в однотипных минералах соединения с катионами меньших ионных радиусов будут иметь более высокую тв. (Fe2O3 – 6,5 < 9 – Al2O3 – одинаковая кристаллическая струк).
тв. зависит и от валентности катиона, чем выше валентность, тем выше тв.
Все минералы, за исключением кубических, проявляют неравноценность свойств в разных направлениях, и в отношении твердости. Для большинства минералов разность твёрдости в непараллельных направлениях невелика, но есть и сильно различающиеся, в таких минералах это свойство – важнейший диагностический признак (дистен или цианит).
Анизотропия – тв. В различных направлениях, в кристалле, не одинакова.
Выделяют пассивную и активную тв.
Пассивнотвердыми называются минералы, которые сами себя царапать не могут (тальк, корунд), Активнотвердыми – кварц, гипс, ортоклаз. Многие минералы в поверхностных условиях при активном поведении кислорода начинают изменяться с понижением твердости, поэтому, испытывая минерал на тв. нужно иметь свежий скол.
Обычно для определения относительной твердости пользуются различными инструментами:
иглами (Cu – 3, Al - 2)
гвоздь – 4
оконное стекло – 5
ножик – 6,5-7.