1.4.3. Химический состав

Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом (табл. 4). Химический состав кристаллических минералов выражается кристалло-химической формулой, показывающей количественное соотношение элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке:

Каолинит – Al₂[Si₄O₁₀](OH)₈

Агвит – Ca(Mg, Ge, Al)x[(Si, Al)₂O₆]

Химическая формула аморфных минералов отражает только количественное соотношение элементов.

В состав многих минералов экзогенного происхождения входит вода. Молекулярная вода не участвует в строении пространственной решетки и ее удаление лишь обезвоживает минерал: при нагреве гипса CaSO₄ ∙ 2H₂O остается ангидрит CaSO₄. Химически связанная вода (ОН) входит в пространственную решетку и ее удаление приводит к разрушению минералов.

Таблица 4

Классификация минералов по химическому составу

№	Класс	Типичные минералы
	Самородные элементы	Золото Аu, серебро Ag, платина Pt, сера S, графит С, алмаз С, медь Cu, мышьяк As
	Силикаты	Слюды: мусковит KAl2[AlSi3O10], биотит K(Mg,Fe)3[Si3Al10](OH)2; ортоклаз К[А1Si3О8]
	Карбонаты	Кальцит СаСО3, магнезит MgCO3, доломит СаМg(СОз)2
	Оксиды	Кварц SiO2, магнетит Fe3O4, корунд А12О3, пироллюзит МnО2
	Гидроксиды	Опал SiO2∙nH2O, лимонит 2Fe2O3∙3H2O, боксит А12О3∙nН2О
	Сульфиды	Пирит FeS2, халькопирит CuFeS2, галенит PbS, киноварь HgS
	Сульфаты	Гипс CaSO4∙2H2O, мираболит NaSО4∙10Н2О
	Галогениды	Галит NaCl, сильвин КС1, флюорит CaF
	Фосфаты	Апатит Ca5(PO4)3F, фосфорит Са3(РО4)2
	Вольфраматы	Вольфрамит (Fe,Mn)WO4

Самородные элементы – минералы, находящиеся в природе в свободном состоянии, составляют менее 0,1 % массы земной коры.

Силикаты – самые распространенные в природе минералы, включают более 800 минералов, являющихся основной составной частью магматических и метаморфических горных пород. На их долю приходится 80 % массы земной коры.

Карбонаты – соли угольной кислоты. К ним относятся более 80 минералов, составляют 1,7 % массы земной коры, в воде теряют механическую прочность, слабо растворяются, в кислотах разрушаются.

Оксиды и гидроксиды – объединяют примерно 200 минералов, на долю которых приходится 17 % массы земной коры – являются породообразующими минералами. Выделяют две группы:

1) оксиды и гидроксиды кремния – самый распространенный кварц – SiO₂ составляет 12 % от массы земной коры. (SiO₂ – горный хрусталь, аметист, дымчатый кварц, халцедон, агат, кремень и др.);

2) оксиды металлов (Fe, Mn, Al и др.).

Сульфиды – соли сероводородной кислоты, составляют 0,15 % массы земной коры (> 200 минералов), разрушаются под действием выветривания, имеют большое практическое значение как важнейшие руды: свинец – PbS (галенит), цинк – ZnS (сфалерит), ртуть – HgS (киноварь), медь – CuFeS₂ (халькопирит), молибден – MoS₂ (молибденит).

Сульфаты – соли серной кислоты, объединяют около 260 минералов, однако составляют лишь 0,1 % массы земной коры. Происхождение связано с водными растворами. Характеризуются светлой окраской и небольшой твердостью, хорошо растворяются в воде.

Галогениды – соли галоидоводородных кислот (НСl, HF) – 100 минералов, образуются при осаждении из растворов.

Фосфаты и вольфраматы – встречаются очень редко, составляют < 0,1 % массы земной коры, имеют важное значение как сырье при производстве удобрений.