1.2 Образование минералов и горных пород

Силикаты

Полевые шпаты

Ортоклаз

К(АlSi₃О₈) или

К₂О∙Аl₂O₃∙6SiO₂

Образуются в процессах магматизма и метаморфизма. Являются основными породообразующими минералами большинства

МГП и ММГП; в ОГП – преимущественно в песках и песчаниках. Основные плагиоклазы нестойки к выветриванию, кислые устойчивы.

Самые распространенные минералы горных пород. Используются в производстве эмалей, облицовочных материалов,

фарфора, фаянса. При выветривании дают различные вторичные минералы – каолинит, хлорит и др.

Альбит – натриевый (кислый)

плагиоклаз

Na₂O∙Al₂O₃∙6SiO₂

Анортит – кальциевый (основной)

плагиоклаз

СаО∙Аl₂O₃∙2SiO₂

Полевые шпаты

Плагиоклазы – смесь альбита и анортита

Кислые (олигоклаз), средние (андезин) и основные (лабрадор, битовнит) в зависимости от соотношения содержащихся альбита и анортита.

Оливин

(Мg, Fе)₂ SiО₄ – железисто-магнезиальный силикат.

Образуется при высоких температурах в самой начальной стадии магматизма

Содержится (до 50%) в основных:

(габбро, диабазы, базальты) и составляет большую часть ультраосновных МГП (дуниты, перидотиты). Нестоек к выветриванию, давая серпентин и лимонит

Сырье для огнеупоров.

Редко встречается прозрачная разновидность оливина (хризолит) – драгоценный камень.

Авгит

Са(Мg,Fe,Ti,Al) [(Si, Al)₂O₆]

По условиям образования при магматизме и по плотности близок к оливину, несколько более стоек к выветриванию. При химическом выветривании дает серпентин или хлорит

МГП (диориты, габбро, пирок-сениты, андезиты, базальты); ММГП (роговики); ОГП (вулканические туфы). С увеличением содержания авгита растет хрупкость и абразивность породы.

Распространенный минерал - типичный представитель группы пироксенов (диопсид, гиперстен, эгирин и др). При воздействии на авгит гидротермальных растворов образуется волокнистый амфибол уралит.

Роговая обманка

Наиболее распространенный минерал группы амфиболов. Сложный состав, близкий к пироксенам, за которыми образуется при магматизме, с содержанием соединений Al, Fe, Mg, Ca и др. Образуется также при эпимагматизме (пневматолитовая стадия) и метаморфизме.

Распространенный минерал МГП (сиенит, диорит, габбро, базальт) и некоторых ММГП (амфиболиты). Значительное содержание роговой обманки увеличивает вязкость породы, что затрудняет ее обработку.

При метаморфизме образуются амфиболы тремолит и актинолит, образующие в тальковых и хлоритовых сланцах радиально-лучистые пучки кристаллов.

Слюда

Биотит

К(Мg,Fe)₃[AlSi₃O₁₀] (OH,F) -

Железо-магнезиальная (темная) слюда . Образуется в магматическом процессе, кристаллизуясь вслед за амфиболами.

Широко распространен: МГП интрузивные от гранитов до габбро и их эффузивные аналоги; ММГП (гнейсы, слюдяные сланцы); низкая хим. стойкость; разлагаясь, образует ржавые пятна оксидов и гидроксидов железа

Приготовление бронзовой краски и жаростойких масс.

Мусковит

Калиевая (светлая) слюда

КAl₂ [AlSi₃O₁₀] (OH, F)₂

Образуется при магматизме вслед за биотитом. При метаморфизме развивается из глинистых минералов в виде серицита - тонкочешуйчатой разновидности мусковита

МГП (граниты, сиениты); ММГП (гнейсы, слюдяные сланцы); как примесь в ОГП – пески, глинистые породы. Устойчив к выветриванию, но при значительном содержании снижает прочность пород, повышает сжимаемость, способствуют расслоению.

Как диэлектрик в приборостроении, в обойном производстве, при изготовлении красок, кровельных материалов.

Силикаты

Тальк

Мg₃ [Si₄O₁₀](OH)₂ или МgO₂SiO₂H₂O.

Вторичный минерал, образующийся при воздействии воды и углекислоты на магнезиальные породы, содержащие оливин и пироксены

ММГП – сланцы тальковые, хлоритовые, тальково-карбонатные, серпентинит. К выветриванию устойчив, но из-за низкой прочности и чешуйчатого строения богатые тальком породы подвержены оползням

Кусковой тальк – огнеупорный материал;

в порошке применяется в бумажной, текстильной и др. отраслях промышленности.

Хлорит

(Fe,Мg)₅ Al(OH)₈[AlSi₃O₁₀]

Группа вторичных минералов - водных алюмосиликатов магния и железа, образующихся в условиях гидротермальных изменений оливина, пироксенов, амфиболов и др.

ММГП – хлоритовые, талько-хлоритовые сланцы, серпентиниты; могут встречаться в составе глинистых минералов в ОГП.

При высоком содержании железа используется как железная руда (шамозит).

Серпентин

Мg₆(OH)₈[Si₄O₁₀] или MgOSiO₂2H₂O, что близко составу талька. Образуется при гидротермальных изменениях и выветривании пород с оливином, пироксенами, амфиболами, встречается в агрегатах зернистого и волокнистого строения

ММГП – серпентинит (змеевик). Тонковолокнистые мягкие разности серпентина называются асбестом. Устойчив к выветриванию.

Поделочный камень; огнеупорный материал.

Каолинит

Al₄ [Si₄O₁₀] (OH)₈

или Al₂O₃2SiO₂2H₂O

Образуется в континентальных условиях при выветривании пород, содержащих Al,Si –граниты, гнейсы и др.

ОГП – глинистые породы, аргиллиты, мергели.

ММГП - глинистые сланцы. Каолинитовые глины ненабухающие или малонабухающие

Распространенный глинистый минерал. Применяется в производстве фарфора, бумаги, красок и др. Встречаются минералы, близкие к каолиниту по составу и свойствам –галлуазит и др.

Монтмориллонит

(Al₂ Мg₃)(Si₄O₁₀) (OH)₂ nH₂O, или Al₂O₃4SiO₂nH2O.

Образуется при выветривании основных МГП в морских условиях, при разложении и преобразовании вулканического пепла

Глинистые породы с монтмор-ом или его разновидностями называются «бентониты». В различных районах имеют местные названия. Например, гумбрин, аскангель, нальчикин на Кавказе и др. Глины монт-го состава гидрофильны и высокопластичны, обладают моющими и отбеливающими свойствами, сильно набухают при увлажнении

При замещении магния другими элементами образуются минералы «Группы монт-та» - нонтронит (с железом), сапонит (с кальцием) и др. Используются для очистки и отбеливания различных веществ, приготовления тиксотропных растворов, в различных отраслях промышленности.

Гидрослюды

Группа вторичных глинистых минералов - продуктов различной степени разложения и гидратации слюд. Образуются как в континентальных, так и морских условиях, поэтому наиболее широко распространены, в том числе в современных осадках - илах.

В глинистых ОГП; как примесь – в песчаниках, известняках. По гидрофильности, набухаемости и другим свойствам находятся между каолинитом и монтмор-том. Гидрослюдой является, например, глауконит

К(Мg, Al, Fe) [AlSi₃O1₀]

Производство кирпича, керамики, строительных растворов. Глауконит используется для производства калийных удобрений, изготовления красок.

Оксиды и гидроксиды

Кварц

SiO₂

Широко распространенный минерал, образующийся в эндогенных (магматизм, метаморфизм) и экзогенных (химических, биохимических) процессах.

Скрытокристаллическая разновидность кварца – халцедон, а с примесью глины - кремень.

МГП, ММГП, ОГП – граниты, липариты, кварциты, гнейсы, сланцы, пески и песчаники; в глинистых породах один из основных минералов в пылеватой и песчаной фракциях. В связи с твердостью и химической стойкостью очень устойчив к выветриванию

Применяется в электротехнике, оптике, медицине; пески и песчаники – сырье для производства стекла. Некоторые разновидности кварца и халцедона–аметист, морион агат и др. используются в ювелирных и художественных изделиях.

Опал

SiO₂∙ nH₂O - аморфный минерал, образуется при химическом выветривании как коллоидный раствор и гель кремнезема, далее твердеющий. Содержание воды переменное и зависит от условий среды

Породообразующий минерал в кремнистых ОГП (диатомиты, трепелы, опоки).

Заполняя пустоты – поры, трещины в различных породах, выступает в роли природного цемента. Может замещать ткани растений и животных.

Содержится в соломе некоторых злаков, бамбуке. Красивые разности используются в ювелирном деле (благородный опал).

Лимонит

(бурый железняк)

Fe₂О₃∙ nH₂O

Образуется в осадочном процессе, является конечным продуктом выветривания многих железосодержащих минералов

ОГП – озерные, болотные, луговые, дерновые руды. Природный цемент обломочных пород.

Руда для получения железа; землистый лимонит используется как краска (охра).

Карбонаты

Кальцит

(известковый шпат)

СаСО₃

Образуется в осадочном процессе, химическом, биохим., при эпимагматизме в гидротермальной стадии, при метаморфизме.

ОГП – известняки, мел, мергель; ММГП – мрамор. Встречается в глинистых породах; в обломочных как природный цемент

Производство извести; прозрачная разновидность (исландский шпат) применяется в оптике.

Доломит

Са Мg(СО₃)₂

Образование аналогично кальциту и путем доломитизации известняков при наличии в поровых растворах магния

ОГП – доломиты, известняки;

ММГП – серпентиниты, мраморы.

Строительный и поделочный камень; материал для огнеупоров; флюс в металлургии; в хим. пром-сти и производстве удобрений (доломитовая мука).

Сульфиды

Пирит

(серный колчедан)

FeS₂

Наиболее распространенный сульфид. Образуется осадочным путем в восстановительной среде; при магматизме в гидротермальной стадии; при метаморфизме.

МГП – рудные жилы;

ОГП – как примесь в глинах, мергелях, известняках; ММГП – в мраморах. Примесь пирита ухудшает строительные свойства породы из-за его окисления.

Сырье для получения серной кислоты. В рудных жилах с пиритом - месторождения кобальта, меди, золота.

Сульфаты

Гипс

СаSО4∙2Н2О. Образуется осадочным путем в усыхающих бассейнах вместе с другими химическими осадками в виде слоев, линз. Минерал среднерастворимый.

Мономинеральная ОГП – гипс;. обычно сопровождается глинами и мергелями. Встречается также в виде мелкорассеянных зерен в глинистых и других ОГП.

Разновидность – селенит-волокнистые агрегаты с шелковистым блеском;

Применения –алебастр (стр. гипс) получают обжигом и помолом гипса, используют как вяжущее в строительных изделиях и растворах; применяется в скульптуре, медицине, как удобрение для гипсования почв.

Ангидрит

СаSО₄

Условия образования аналогичны гипсу

ОГП – ангидрит; часто наблюдается переслаивание этих пород, поскольку возможны их взаимопереходы. Так, при гидратации ангидрит переходит в гипс с увеличением объема.

Сырье для получения серной кислоты. Использование при производстве вяжущих, как поделочного материала и в других областях аналогично гипсу.

Галоиды

Галит

NаСl

Процесс образования осадочный химический. Минерал легкорастворимый

ОГП – каменная соль.

В пищевой и химической промышленности.

Сильвин

КСl

Условия образования аналогичны галиту, вместе с которым часто и встречается

ОГП – калийная соль; сильвинит, состоящий из сильвина и галита с примесями ангидрита, глины и др.

В химической промышлен-ности, в производстве удобрений.

Флюорит

(плавиковый шпат)

СаF₂

Способы образования - эпимагматический гидротермальный, осадочный, метаморфический

МГП – рудные жилы; в ОГП (известняки, доломиты) как примесь. Кристаллы светятся при УФО и нагревании (термолюминисценция)

В металлургии.

В химической промышленности для получения плавиковой кислоты и ее производных.

Фосфаты

Апатит

Са₅ [РO₄]₃ (F, Сl)

Образование – при эпимагматизме в пегматитовом процессе; при метаморфизме.

МГП (нефелиновый сиенит) и ММГП.

Производство фосфорных удобрений; в металлургии, керамической и стекольной промышленности.