книги из ГПНТБ / Борголов И.Б. Геология с основами минералогии и петрографии учеб. пособие для студентов с.-х. вузов, обучающихся по специальности агрономия, агрохимия и почвоведение

дообразующих минералов. Как и пироксены они делятся на

непостоянен. Твердость 5,5—5,6. Удельный вес 2,9—3,4. Цвет серо-зеленый, темно-зеленый, черный. Черта зеленоватая или бурая. Спайность совершенная в двух направлениях под Z124°. Излом занозистый. Сингония моноклинная. Проис­ хождение магматическое и метаморфическое. Является важ­ ным породообразующим минералом гранитов, диоритов, ан­ дезитов и др. В зоне выветривания неустойчив, разлагаясь, превращается в карбонаты, лимонит и опал.

Листовые (слоевые) силикаты. Соединение тетраэдров,

расположенных в одной плоскости через три общих кисло­ рода, приводит к образованию слоевой или листовой струк­ туры, имеющей в своей основе радикал (Si40 ю) “ . Такая структура характерна для различных пластинчатых минера­

состав: MgO — 31,7%, Si02 — 63,5%, Н20 — 4,8%. Твердость

1. Удельный вес 2,7—2,8. Цвет белый, бледно-зеленый, свет­ ло-желтый. Жирен на ощупь. Блеск жирный или перламут­ ровый, спайность весьма совершенная. Сингония моноклин­ ная. Тальк — продукт метаморфизма магнезиальных силика­ тов или доломитов.

Широко применяется в различных отраслях промышлен­ ности и сельского хозяйства. Находит широкое применение в производстве ядовитых порошков и препаратов, используе­

щение Si+M g на А1 и Mg3 на А12 обусловливает разнообра­ зие химического состава минералов этой группы. Среди них по химическому составу выделяется несколько разновидно­ стей, весьма трудноотличимых по внешнему виду. Твердость 2 —2,5. Удельный вес 2,6—2,85. Окраска от светло-зеленой до темно-зеленой. Блеск стеклянный. Спайность весьма со­ вершенная, излом неровный. Сингония моноклинная. Встре­ чается в форме листоватых и чешуйчатых агрегатов, а также сплошных масс. Происхождение метаморфическое. Является продуктом изменения биотита, авгита и роговой обманки.

50

белый, желтоватый, сероватый. Черта белая. Спайность весь­ ма совершенная. Сингония моноклинная. Распространенный породообразующий минерал магматического, пегматитового, гидротермального и метаморфического происхождения. В

Биотит — это магнёзиально-железистая слюда—K(Mg, Fe) 3 (ОН, F) 2 (AlSi3Oio]. Состав ее непостоянный. Твердость— 2—3, удельный вес 2,7—3,1. Цвет черный. В тонких листоч­ ках прозрачен. В остальных свойствах он сходен с мускови­ том. В процессе химического выветривания переходит в вер­ микулит и далее в хлорит. Происхождение магматическое и метаморфическое. Является одним из главных составных

пу входит большое число минералов, из которых практиче­ ское значение имеют каолинит, гидрослюды и монтморилло­ нит. Эти минералы являются главной составной частью глин и отличаются высокой дисперсностью (частицы < 1 мм).

Удельный вес 2,58—2,60. Цвет белый, может быть буроватый или голубоватый. Блеск матовый. Жирный на ощупь. Излом землистый. Сингония моноклинная. Образуется в результате химического выветривания полевых шпатов и слюд. Каоли­ нит, галлуазит и монтмориллонит, входя в различные поч­ вообразующие породы, обусловливают ряд их физико-хими­ ческих особенностей (просадочность лёсса).

На поверхности земли каолинит устойчив в условиях кис­ лой среды. Входит в состав различных глин. Имеет примене­ ние в керамической и бумажной промышленности. Является важнейшим сырьем для изготовления огнеупорных изделий.

Гидрослюды. Под этим названием понимается группа близких по составу минералов (гидробиотит, иллит, глауко­ нит и т. д.), являющихся промежуточными образованиями между слюдами и глинистыми минералами, со слоистой

структурой. Гидрослюды образуются в процессе выветри­ вания.

Иллит— (К, НзО) А12 (ОН) 2 [(Si, А1)4Оіо]-пН20. По хими­ ческому составу является промежуточным образованием между мусковитом и каолинитом. По сравнению с мускови­ том содержание К2О в нем падает до 2—3%, а Н20 возра­ стает до 8—9%. Содержание Si02 достигает 50—55%, А120 3 — ниже (25—33%). Твердость 1—2. Удельный вес 1,6. Цвет свет­ ло-коричневый и зеленоватый. Образует землистые массы. Входит в состав глинистых минералов. Часто устанавливает­ ся в почвах, образующихся на месте выхода кислых и сред­ них по составу изверженных горных пород. Иногда встреча­ ется в чистом виде и добывается как сырье для огнеупоров.

Вермикулит— (Mg, F e-1', Fe3f) • (ОН) 2 [(Si, А1)4]-4Н20. Химический состав: M gO — 14—25%, Fe20 3— 3—17%, FeO— 1—3%, Si0 2 — 34—42%, А120 з — 10—17%, H20 — 8—18%.

Кроме того, присутствуют до 5% К2О и до 11% NiO. Это слю­ доподобный минерал, являющийся продуктом выветривания биотита. Твердость 1—1,5. Удельный вес 2,4—2,7. Цвет бу­ рый, желто-бурый, золотисто-желтый. Сингония моноклин­ ная. Блеск жирный. Нагретый вермикулит увеличивается в

Твердость 2—3. Удельный вес 2,2—2,8. Цвет зеленый, темно­ зеленый, оливково-зеленый. Блеск матовый, у плотных раз­ ностей стеклянный и жирный. Излом неровный. Растворяется в НС1, оставляя скелет кремнезема.

Глауконит — минерал морского химического происхожде­ ния, широко распространен среди осадочных пород. После соответствующей термической обработки применяется как калийное удобрение. Используется также как смягчитель жесткости воды. Идет на приготовление защитной зеленой краски.

52

2. Удельный вес 2,0—2,5. Окраска светло-зеленая, белая, из­ меняющаяся в зависимости от примесей. Образует довольно плотные землистые массы с матовым блеском. Особенностью монтмориллонита является подвижность кристаллической ре­ шетки. Образуется в процессе выветривания гранитов и дио­ ритов и входит в состав глинистых минералов.

Монтмориллонитовые глины имеют большое практическое значение. Они способны к сильному набуханию за счет по­ глощения воды с увеличением в объеме до 20 раз. Поглоти­ тельная способность монтмориллонита используется для очи­ стки нефтепродуктов и смягчения жестких вод.

Каркасные алюмосиликаты. В силикатах данного типа структур так называемый непрерывный каркас состоит из связанных между собой тетраэдров через кислороды всех че­ тырех вершин. Здесь нет свободных валентностей, и присоеди­ нение других ионов невозможно. Основное звено каркасных структур— [(Si, А1)40 8] Такую структуру имеют наибо­ лее широко распространенные минералы этого подкласса — полевые шпаты, а также фельдшпатиды.

Г р у п п а п о л е в ы х ш п а т о в . Эта группа состоит из двух подгрупп: а) подгруппы кали-натровых полевых шпа­ тов и б) подгруппы плагиоклаза. Полевые шпаты — это наи­ более широко распространенные минералы, составляющие до 50% всей массы земной коры.

1.Подгруппа кали-натровых полевых шпатов. Ортоклаз—

зовый, мясо-красный. Блеск стеклянный. Черта белая. Спай­ ность совершенная в двух направлениях под прямым углом. Излом ступенчатый. Сингония моноклинная. Является со* ставной частью гранитов, сиенитов и метаморфических по­ род. При выветривании переходит в один из глинистых ми­ нералов (каолинит и др.). Служит сырьем для стекольной и керамической промышленности (фарфор, фаянс и т. д.).

53

желтая, зеленая. В отличие от ортоклаза характерно решет­ чатое строение, хорошо различимое под микроскопом. Спай­ ность совершенная в двух направлениях. Угол между плос­ костями спайности отличается от прямого на 3,5—4°. Сннгония триклинная. Минерал широко распространен среди гор­ ных пород кислого и среднего состава. Встречается в пег­ матитовых жилах вместе с кварцем в виде так называемых «письменных гранитов». Голубовато-зеленую разновидность микроклина называют амазонитом.

2.Подгруппа плагиоклазов. Эта подгруппа представляет

зующих смешанные соединения в любой пропорции. В зави­

основных разностях, с №№ 60—100—43%. Для кислых пород

ческий состав: Na20 — 10,79%, А120 3— 19,4%, Si02 — 68,81%, постоянно содержатся примеси К2О, реже ВаО и др. Твер­ дость 6 —6,5. Удельный вес 2,62—2,65. Цвет белый, желто­ ватый, серый. Блеск стеклянный и перламутровый. Спайность совершенная в двух направлениях. Сингония триклинная. Происхождение магматическое и пегматитовое. В процессе выветривания переходит в глинистые минералы с образова­ нием в кислой среде каолинита, а в щелочной — монтморил­ лонита. Альбит входит в состав магматических и метаморфи­ ческих горных пород, реже встречается в осадочных поро­

дах. Применяется в стекольной и керамической промышлен­ ности.

Лабрадор. Изоморфная смесь альбита (50—30%) и анор­ тита (50—70%). Примерный химический состав: Na20 — 5,89%, CaO 10,05/о, А120 з 28,01%, Si02 — 56,05%. Твердость 6 . Удельный вес 2,7—2,72, Цвет серый и темно-серый с голубо­ ватым и синеватым переливом. Блеск стеклянный, спайность совершенная в двух направлениях. Сингония триклинная Происхождение магматическое. В процессе выветривания пе­

54

реходит в глинистые минералы. Входит в состав основных магматических пород и амфиболитов. Ценный поделочный и

Удельный вес 2,73—2,78. Цвет белый, серый, красноватый. Черта бесцветная. Спайность средняя в двух направлениях. Блеск стеклянный. Сингония триклинная. В чистом виде встречается редко. Анортит характерен для основных магма­ тических горных пород (габбро и базальтов).

Г р у п п а ф е л ь д ш п а т и д о в . Фельдшпатиды по хи­ мическому составу похожи на полевые шпаты, но беднее кремнекислотой.

Нефелин — Na3K[Al, Si04]4. Название минерала происхо­ дит от греческого слова «нефеле»— облако (при разложении в сильных кислотах образует облаковидный кремнезем). Хи­ мический состав: Si02—41,48—46,41%, А120 3—31,07—33,99%, Na20 —15,67—17,25%, К2О—3,66—6,57%, остальное приходится на Fe20 3, Cl, F и Н20. Твердость 5,5—6 . Удельный вес 2,55—2,65. Окраска серовато-белая, серая с различными от­ тенками. Блеск стеклянный до жирного. Спайность отсутству­ ет, излом плоскораковистый. Сингония гексагональная. Про­ исхождение магматическое. Образуется в бедных кремнезе­ мом щелочных глубинных и излившихся породах, где содер­ жание кремнекислоты недостаточно для образования поле­ вых шпатов. В зоне окисления неустойчив. В некоторых поч­ вах, разлагаясь, нефелин образует студнеобразные гели А1 и Si (коллоиды), улучшающие структуру почв и оживляю­ щие микробиологическую деятельность. Применяется в хими­ ческой промышленности для получения окиси алюминия, со­ ды, ультрамарина и т. д. Является рудой на алюминий и калийным удобрением. Нефелиновые сиениты залегают вме­ сте с апатитом на Кольском полуострове, на Южном Урале, в Ильменских горах.

Класс окислов и гидроокислов

Окислы совместно с гидроокислами объединяют около 200 минералов, на их долю приходится до 17% всей массы земной коры. Из них на долю только одного кремнезема при­ ходится 1 2 ,6 %, окислы и гидроокислы железа составляют 3,9%, из остальных наибольшее значение имеют окислы и гид­ роокислы алюминия и марганца.

Кварц — Si02. Химический состав: Si — 46,7%, О — 53,3%.

55

Это один из самых распространенных в земной коре и наи­ более изученных минералов. Твердость его 7. Удельный вес 2 653—2,654. Окраска различная: бесцветная, фиолетовая, молочная, черная, дымчатая и т. д. Блеск стеклянный, в из­ ломе жирный. Спайность весьма несовершенная. Излом рако­

вистый. Сингония тригональная.

Кварц имеет магматическое, пневматоливое, гидротер­ мальное и гипергенное происхождение. Однако в условиях выветривания весьма устойчив. Является составной частью кислых магматических пород (граниты), многих метамор­ фических (гнейсы, кварциты), а также осадочных (песчани­ ков, песков) горных пород. Образует много разновидностей, отличающихся друг от друга по окраске, строению и зерни­ стости. Главные разновидности — горный хрусталь (водяно­ прозрачный), аметист (фиолетовый), морион (дымчатый), а также халцедон, являющийся скрытокристаллической разно­

стью. Отметим также агаты, яшмы, кремни и роговики. Под названием роговиков понимают окремнелые породы и халце­ доновидные жильные массы скрытокристаллического кварца.

Кварц и его разновидности имеют весьма широкое приме­ нение. Массивный кварц применяется в металлургии и в про­ изводстве огнеупоров. Прозрачные кристаллы горного хру­ сталя применяются в оптике. Халцедон является ценным по­ делочным камнем. Агаты используются в точных приборах

и т. д.

Опал — Si02 -nH20. Это аморфная разновидность кремне­ зема с переменным содержанием Н20 (от 1 до 5, достигая редко 34%). Твердость 5,5—6,5. Удельный вес 2.2—2,3. Блеск жирный с внутренним цветным отражением. Цвет тусклый, белый, желтый, серый, синий и бурый, просвечивающий в краях. Черта светлая. Излом раковистый. Происхождение гипергѳнное. Образуется при выветривании различных сили­ катов и алюмосиликатов. В почвах опал возникает благода­ ря действию гуминовых кислот на минеральный состав почв; может образоваться также биогенным и гидротермальным путем. Опал с течением времени переходит в халцедон и да­ лее в кварц. Опал является драгоценным камнем, а его раз­ новидности диатомит и трепел — строительным и абразив­ ным материалом.

Диатомиты, трепела и опоки встречаются на восточном склоне Урала, в Саратовском Поволжье.

О к и с л ы ж е л е з а . Гематит (красный железняк) — Fe20 3.

56

красно-бурой до черной. Черта вишнево-красная. Сингония тригональная. Образуется в условиях повышенной темпера­ туры и давления при дегидратации бурых железняков. Яв­ ляется ценной железной рудой с содержанием железа око­

ло 65%.

Месторождения: Кривой Рог, Курская магнитная анома­ лия и др.

Магнетит — Fe30 4. В химическом отношении представля­

ность отсутствует. Сингония кубическая. Сильно магнитен. Образуется в восстановительной среде; наиболее крупные месторождения его имеют метасоматическое* и метаморфи­ ческое происхождение.

Важнейшее сырье для выплавки чугуна и стали. Содер­ жание железа в рудах достигает 72%. Месторождения: горы Магнитная, Высокая, Благодать (контактово-метасоматиче­ ский тип) и др.

Г и д р о о к и с л ы ж е л е з а .Лимонит—2Ре20 3 -ЗН20, или БегОз-НгО. Состав непостоянный: Fe20 3—89,9%, Н20 —10,1%, часто содержание воды бывает выше. В настоящее время под бурым железняком понимается минеральный агрегат, состоя­ щий из ряда гидроокислов железа. Такой сложный и пере­ менный состав минерала обусловливает большие колебания в его физических свойствах. Твердость колеблется от 1 до 5,5. Удельный вес 3,6—4. Цвет желтый, желто-бурый, тем­ но-бурый и ржавый. Черта светло-бурая, бурая. Излом зем­ листый. Строение аморфное. Лимоінит — это типичный про­ дукт выветривания железистых минералов на земной поверх­ ности. В природе встречается в виде небольших плотных скоплений, конкреций, желваков, натеков и т. д. Происхож­ дение экзогенное. Является рудой на железо. Месторожде­ ния: Керченское, Халиловское (Юж. Урал) и др.

О к и с л ы а л ю м и н и я . Корунд — А120 3. Химический сос­ тав: А1—52,2%, О—47,8%. Твердость 9. Удельный вес 3,99—4,10.

Цвет синий, красный, зеленый и т. д. Блеск стеклянный до алмазного. Спайность отсутствует. Излом неровный. Синго­ ния тригональная. Образует кристаллы бочонкообразной и

* Под метасоматозом понимают процесс замещения одного минерала другим или минеральным агрегатом иного химического состава. Заме­ щение происходит в ходе реакции твердого тела с расплавом, газовым веществом или раствором.

57

ческое. В настоящее время корунд получают искусственным путем при плавлении бокситов в электрической печи. Искус­ ственные рубины и сапфиры получены плавлением и раскристаллизацией глинозема в кислородно-водородном пла­ мени. Находят применение как абразивный материал, а так­ же в ювелирном деле.

Г и д р о о к и с л ы а л ю м и н и я . Боксит представляет собой минеральный агрегат из трех разновидностей гидро­ окислов алюминия: диаспора, бемита и гидраргиллита. Его условный химический состав: А120 3 -пН20 с примесями Fe, Si, Ті. Твердость 1—3. Удельный вес 2,5—3,5. Имеет аморф­ ное строение. Цвет большей частью красный или серо-зеле­ ный. Блеск матовый. Встречается в виде ноздреватых, ооли­ товых и других разновидностей.

Происхождение экзогенное. Различают остаточные и оса­ дочные бокситы. Остаточные бокситы— это элювиальные об­ разования латеритного типа. Осадочные бокситы образова­ лись в результате переноса продуктов выветривания и их

2. Удельный вес 4,7—5,0.. Блеск полуметаллический. Непро­ зрачный минерал. Цвет черный с синеватой побежалостью. Черта черная. Часто наблюдается оолитовая структура. Ми­ нерал имеет осадочное происхождение и образуется в зоне выветривания марганцевых и других минералов.

Пиролюзит часто встречается совместно с другими мар­ ганецсодержащими минералами, такими, как псиломелан —

(тМ п0-М п02 -пН20) и родонит— (Mn, C a)-Si03. Псиломе­

рудз. Другие соединения марганца применяются в качестве микроудобрений в сельском хозяйстве. Соли марганца по» вышают урожай некоторых культур, а также применяются в медицине и технике

58

Месторождения: Чиатурское, Никопольское (Украина) и

др.

Класс карбонатов

К классу карбонатов относятся минералы солей уголь­ ной кислоты. К карбонатам относится до 80 минералов. Ми­ нералы класса пользуются широким распространением в природе, составляя по весу в земной коре 1,8%. Они являют­ ся породообразующими минералами многих осадочных и ме­ таморфических пород.

Кальцит — СаС03. Химический состав: СаО — 56%, С 02— 44%, присутствуют примеси Mg, Fe, Mn до 8 %. Твердость 3. Удельный вес 2,71. Окраска белая, серая, иногда голубая. Черта белая. Блеск стеклянный. Спайность совершенная в трех направлениях по ромбоэдру. Сингония тригональная. Прозрачный кальцит с резко выраженным двойным луче­ преломлением называется исландским шпатом. Бурно вски­ пает при действии слабым 10%-ным раствором НС1. Образу­ ются биогенным, гидротермальным путем, а также в процес­ се выветривания.

Является важной составной частью многих осадочных и метаморфических горных пород. Известняки применяются для известкования болотных и подзолистых почв, в строи­ тельстве для получения извести и портланд-цемента, в хи­ мической промышленности для получения соды, едкого натра

кальцитом, но вскипает при действии горячен НС1. Входит в состав метаморфических горных пород. Применяется для из­ готовления огнеупорных кирпичей, точильных кругов и т. д.

Месторождения: Южный Урал, Восточные Саяны (Са-

Спайность совершенная в трех направлениях. Сингония тригональкая. Происхождение гипергенное и гидротермальное.

59