вулканический процесс характеризуется образованием различ­ных вулканических стекол (обсидиан), самородной серы. Минералы осадочного (экзогенного) генезиса образуются в

результате сложных процессов, протекающих в верхней части зем­ной коры или на ее поверхности. Под воздействием сложного ком­плекса атмосферных и других факторов (кислород, углекислый газ, микроорганизмы, вода, водные растворы различного состава, ко­лебания температур, различная интенсивность солнечного воздей­ствия) минералы магматического генезиса существенно изменяют­ся, распадаются в результате гидролиза, гидротации, окисления, растворения на составные части, а затем образуют новые устойчи­вые в химическом и физико-химическом отношении соединения.

Этот процесс разрушения одних минералов и образования но­вых называется выветриванием, результатом которого являются

такие минералы, как гидрослюды, каолинит, монтмориллонит, сульфаты, коллоидные окислы железа и кремния (лимонит, опал).

В процессе жизнедеятельности животных и растительных орга­низмов и микроорганизмов, особенно в мелководных заливах мо­рей, образуется ряд биогенных минералов, таких, как лимонит, глауконит, опал.

К экзогенному способу образования минералов относится также кристаллизация минеральных солей из водных растворов в озерах и морских заливах в периоды интенсивного испарения воды или изме­нения ее температуры, когда раствор становится пересыщенным. В таких условиях образуются галит, гипс, ангидрит, кальцит и др.

Минералы метаморфического генезиса образуются в результа­те воздействия высоких температур, больших давлений и флюидов (лат. — текучий) — жидкие или газообразные компоненты магмы или циркулирующие в глубинах земной коры насыщенные газами растворы. В их составе предположительно преобладают перегретые пары воды, фтор, хлор, углекислота и многие другие элементы, влияющие на минералы магматического и осадочного генезиса. Возникающие новые термодинамические и физико-химические условия энергично преобразуют минералы. Метаморфические ми­нералы имеют преимущественно силикатный состав; к их числу относятся серпентин, асбест, хлорид, тальк, актинолит, родонит, гранат и др.

Классификация минералов. Минералы классифицируются по различным признакам: происхождению, химическому составу, кристаллохимическим и кристаллографическим особенностям, сопротивляемости к выветриванию, растворимости и др.

Наиболее важной с инженерно-строительной точки зрения яв­ляется классификация по химическому составу, согласно которой выделяется 10 классов минералов в соответствии с их распростра­нением в земной коре. Наиболее часто встречающимися являются минералы классов «силикаты», «окислы», «карбонаты», «сульфа­ты», «галоиды», «сульфиды», «самородные элементы». Наряду с классами выделяются группы и подгруппы минералов. Например, в классе «силикаты» имеются группы «алюмосиликаты», «ортоси­ликаты», «метасиликаты», «вторичные силикаты». В группу «алю­мосиликаты» входят подгруппы «полевые шпаты», «фельдшпато- иды», «слюды».

Широкие перспективы для уточнения генезиса минералов, установления их структуры и влияния на свойства открывает кри­сталлохимическая классификация. В соответствии с этой класси­фикацией для характеристики типа строения минерала его состав изображается структурной химической формулой (например, К [Si₃Al₂ 0₃] ).

Это гидромусковиты, гидробиотиты, особенностью которых явля­ется обогащение Н₃0, ОН, Н₂0. Состав сложный, меняющийся.

К группе листовых силикатов относится как же минерал глау­конит — водный алюмосиликат К, Fe, А1.

Каркасные силикаты объединяют наиболее важную группу по­родообразующих минералов — полевые шпаты. В них кремнекис­лородные тетраэдры сцеплены через все четыре вершины, что со­здает каркас.

Группа полевых шпатов составляет в земной коре по массе свы­ше 50%. Они подразделяются на калиево-натриевые полевые шпа­ты и известково-натриевые, или плагиоклазы. К первым относится минерал ортоклаз. Плагиоклазы представлены непрерывным рядом изоморфных минералов. Крайними членами этого ряда являются натриевый плагиоклаз — альбит и кальциевый плагиоклаз — анор­тит. Все промежуточные минералы этого ряда представляют собой смесь альбитовых и анортитовых молекул в различных соотноше­ниях. Наблюдается уменьшение содержания окиси кремния от аль­бита (68,8%) к анортиту (43,28%). В соответствии с этим плагио­клазы подразделяются на кислые (альбит и олигоклаз), средние (ан­дезит и лабрадор) и основные (битовнит и анортит).

Как в описанной выше группе полевых шпатов (ряд альбит- анортит), так и во многих других силикатах широко развиты явле­ния изоморфизма (греч. «изос» — равный, «морфе» — форма), под которыми понимают свойство элементов заменять друг друга в хи­мических соединениях родственного состава и образовывать ряд смешанных минералов кристаллической формы. Наиболее про­стой пример — замещение одного иона другим ионом при условии одинаковой их валентности и близких размеров ионных радиу­сов — имеет место в оливине. Но часто встречается гораздо более сложное изоморфное замещение целых групп ионов группами дру­гих, например в плагиоклазах. В промежуточных минералах меж­ду альбитом и анортитом происходит изоморфное замещение, при этом сумма валентности взаимодействующих групп ионов одина­кова. Особенно сложные изоморфные замещения наблюдаются у роговой обманки. Для силикатов, как и для ряда других минера­лов, также характерно явление полиморфизма.

2. Диагностические признаки

Все минералы различаются между собой по диагностическим признакам.

К диагностическим показателям относятся внешние признаки минералов, видимые невооруженным глазом. Наиболее суще­ственное значение имеют такие признаки минералов, как строе­ние, спайность, излом, твердость, блеск, цвет, прозрачность и др.

Строение минералов в большинстве случаев кристаллическое, однако среди них встречаются и аморфные образования. Кристал­лические минералы отличаются заметно выраженным габитусом — определенными очертаниями (изоморфные зерна, вытянутые пла­стинки, иголки, волокна), реже встречаются кристаллы с четко выраженными геометрическими формами в виде многогранников: тетраэдров, гексаэдров, октаэдров, призм, пирамид и пр.

1. Морфологические признаки

Габитус, или форма минералов, — один из признаков, опреде­ляющий их строение и зачастую позволяющий распознать многие из них. Например, у галита кристаллы в форме куба (гексаэдра), у кальцита — ромбоэдра. Некоторые минералы можно определить только по габитусу, например горный хрусталь, образующий шес­тигранные призмы, завершающиеся пирамидой (рис. 8, 9).

Большинство кристаллических минералов обладают анизо­тропностью, что объясняется особенностью строения кристалли­ческой решетки, в которой существует разница в расстояниях меж­ду ее узлами по различным направлениям. Аморфные минералы всегда сложного строения.

Характер срастания. В природе минералы могут встречаться в виде одиночных кристаллов и их сростков (друзы, щетки), а также минеральных агрегатов (зернистых, игольчатых, листовых, плас­тинчатых, натечных, конкреции, жеод и др.) (рис. 10).

У минералов различают следующие виды спайности:

• весьма совершенная — минерал легко расщепляется с образо­ванием одной плоскости спайности (биотит, мусковит);

совершенная — при легких ударах минерал, раскалываясь, об­разует три плоскости спайности и, как правило, дает правиль­ные ограненные формы (гексаэдры у галита, ромбоэдры у каль­цита);

средняя — минерал раскалывается на обломки, на которых об­наруживаются две плоскости спайности (роговая обманка, ор­токлаз);

несовершенная — плоскости спайности обнаруживаются с тру­дом, обломки в основном ограничены поверхностями излома (апатит);