18. Классификация минералов по химическому составу (из распечаток)

Минералы классифицируют по химическому составу и кристаллической структуре. Все известные минералы подразделяют на несколько классов, важнейшими из которых являются: самородные, сульфиды, окислы, галоиды, соли кислородных кислот.

Самородные

Минералы, принадлежащие к классу самородных, состоят из одного элемента, преимущественно химически инертного (золото, платина, медь, графит, сера, алмаз). Роль их в общем составе земной коры незначительна.

Общие свойства

Для металлов характерны высокие электро- и теплопроводность, сильный металлический блеск, высокая отражательная способность и наибольшая плотность, свойствен полиморфизм - несколько структурных разновидностей (углерод: графит и алмаз, сера: в ромбической и моноклинной сингонии и аморфная). Из неметаллических наиболее часто встречаются в природе графит и сера.

• Графит, С. Твердость 1. Блеск металловидный. Цвет серый, черта серая, блестящая. Жирный на ощупь, пачкает руки. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Образует тонкочешуйчатые агрегаты, происхождение метаморфическое. Разновидность – шунгит.

• Сера, S. Твердость 1—2. Блеск жирный. Цвет желтый, черта белая с желтоватым оттенком. Спайность несовершенная. Кристаллизуется в ромбической, моноклинной и тригональной сингониях. Образует землистые агрегаты, натечные формы. Очень хрупкая. Горит, выделяя сернистый газ. Происхождение гипергенное (возникшие у поверхности Земли под воздействием экзогенных процессов) и вулканогенное.

Сульфиды

Представляют собой сернистые соединения металлов и являются породообразующими минералами, хар-но образование ограненных кристаллов, непрозрачность, металлический блеск, твёрдость до 4.Образуются они при эндогенных.

• Пирит, FeS₂. Твердость 6—6,5 (единственный минерал из сульфидов, который царапает стекло). Блеск металлический. Цвет латунно-желтый. Черта черная с зеленоватым оттенком. Спайность весьма несовершенная. Есть характерная штриховка на гранях. Широко распространены плотные агрегатные массы, иногда наблюдаются конкреции. Образуется пирит в самых различных геологических условиях. При окислении пирит неустойчив, постепенно переходит в лимонит.

• Халькопирит, GuFeS₂ (медный колчедан). Твердость 3—4. Блеск металлический. Цвет — латунно-ярко-желтый с побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком. Спайность несовершенная. Довольно хрупкий. Встречается в виде вкраплений неправильной формы. Происхождение метаморфическое, магматическое.

• Галенит, PbS (свинцовый блеск). Твердость 2—3. Блеск металлический. Цвет свинцово-серый. Черта серовато-черная. Хрупкий. Спайность совершенная по кубу. Встречается в виде зернистых масс или вкраплений неправильной формы. Происхождение магматическое. Промышленное содержание свинца в рудах 5—6%.

Окислы

Относятся простейшие соединения металлов с кислородом. Большое количество минералов этого класса составляет около 17% земной коре, имеют повышенную твердость. Основная часть сосредоточена в верхних слоях земной коры, где содержится свободный кислород.

• Кварц, SiO2. Один из наиболее распространенных в земной коре минералов. Твердость 7. Блеск стеклянный. Цвет может быть самый различный. Прозрачные или полупрозрачные окрашенные разности носят особые названия: горный хрусталь — прозрачный кварц, аметист — фиолетовый, раухтопаз — дымчатый; морион — черный, цитрон — золотисто-желтый. Черты кварц не дает. Спайность отсутствует, излом раковистый. Образует хорошо ограненные кристаллы часто с поперечной штриховкой на гранях призмы. Встречается в виде плотных зернистых масс, вкраплений отдельных кристаллов и друз.

• Халцедон. Скрытокристаллическая форма кварца. Твёрдость такая же как у кварца. Блеск восковой или матовый. Цвет может быть самый разный (голубоватый, сероватый, светло-коричневый, розовый, желтый, черный). Иногда слабо просвечивает. Черты не дает. Спайность отсутствует. Встречается в виде жеод, миндалин, плотных масс, натеков.

• Кремень. Разновидность халцедона, загрязненная глинистыми примесями. Чаще всего встречаются кремни бурого, серого и черного цвета. Кремни, как правило, осадочные образования.

• Опал, SiO₂ ×nH₂O. Аморфная разность кремнезема с непостоянным химическим составом. Содержание воды меняется до 34%. Твердость 5—5,5. Блеск восковой, стеклянный. Цвет очень разнообразен и зависит от примесей и содержания воды. Черты не дает. Спайность отсутствует. Образует натечные формы, желваки, ноздреватые накипи, плотные агрегаты. Отлагается из гидротермальных источников и гейзеров. Минерал неустойчив, переходит в халцедон и кварц.

• Корунд, Аl₂ O₃. Твердость 9. Блеск стеклянный. Если минерал полупрозрачный, то обычно он синевато- или желтовато-серого цвета, прозрачные разновидности корунда встречаются различной окраски. Спайность отсутствует. Образует кристаллы боченковидной столбчатой формы, достигающие больших размеров (до 10 см в поперечнике). Минеральные агрегаты в виде сплошных пестроокрашенных зернистых масс называются наждаком. Встречается в глубинных магматических породах.

• Гематит, Fе₂ О₃ (красный железняк). Твердость 5,5—6. Блеск полуметаллический. Цвет железно-черный, землистые разности красноватые. Черта вишнево-красная. Хрупкий. Спайность отсутствует. Часто образует кристаллы пластинчатой и таблитчатой формы. Обычно встречается в виде сплошных плотных масс (крупнокристаллических, листоватых и чешуйчатых). Происхождение метаморфическое.

• Магнетит, Fе₃ О₄ (FeО × Fе₂О₃) (магнитный железняк). Твердость 5,5—6. Блеск полуметаллический. Цвет черный, железно-черный. Черта черная. Хрупкий. Сильно магнитен. Спайность отсутствует. Часто встречаются в пустотах в виде друз. Происхождение магматическое. Магнетит — важнейшая руда для выплавки чугуна и стали

• Лимонит, Fe₂ O₃ ×nH₂O (болотная руда, бурый железняк). Твердость 1—5 в зависимости от физического состояния. Блеск от полуметаллического до матового. Цвета бурого до почти черного. Черта бурая. Образует натечные почковидные формы, сплошные плотные массы, оолиты, конкреции, жеоды. Происхождение осадочное или в результате окисления сульфидных месторождений.

• Боксит, Al₂O₃ ×nH₂O. Твердость 1—3. Блеск стеклянный. Цвет от белого до красного в зависимости от содержания примесей железа. Встречается в виде землистых агрегатов и бобово-зернистых масс. Происхождение гипергенное, образуется в коре выветривания пород, содержащих каолин и полевые шпаты, в областях тропического климата. Боксит является важнейшим сырьем для получения алюминия.

Галоиды

Объединяет соли HF, НСl и HJ, водород замещен щелочными или щелочноземельными металлами, Си, Ag и др. Большинство минералов кристаллизуется в высшей сингонии. Хлориды хорошо растворимы в воде, имеют горько-соленый вкус, небольшие плотность и твердость. Фториды отличаются большей твердостью. Многие из галоидов являются важным сырьем для химической, металлургической, стекольной промышленности.

• Галит, NaCl (каменная соль). Твердость 2. Блеск стеклянный. Бесцветный или окрашенный примесями, прозрачный. Черта белая. Спайность совершенная по кубу. Соленый, растворим, хрупкий. Кубические кристаллы, рыхлые массы. Происхождение осадочное, из насыщенных растворов.

• Сильвин, KCl. Твердость 2. Блеск стеклянный. Цвет разнообразный: белый, синий, красный. Черта белая. Спайность по кубу. Горько-соленый на вкус, растворим в воде. Зернистые массы, иногда слоистый. Происхождение осадочное, из рассолов.

• Флюорит, CaF2 (плавиковый шпат). Твердость 4. Блеск стеклянный. Редко бесцветный, чаще желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, розовый, фиолетово-черный. Хрупкий. Черта белая. Спайность совершенная по октаэдру. Кубические, реже октаэдрические кристаллы. Зернистые агрегаты. Метаморфическое и осадочное происхождение. Используется для получения сплавов, плавиковой кислоты, в оптике.

Сульфаты

Класс сульфатов составляют соли серной кислоты. Минералы этого класса широко распространены в природе. Для них характерны светлая окраска, небольшая твердость (ниже 4), большинство минералов легкие (кроме барита), кристаллизуются главным образом в моноклинной и ромбической сингониях. По происхождению сульфаты являются преимущественно экзогенными образованиями.

• Гипс, CaSO₄ * 2H₂O (легкий шпат). Твердость 1,5–2. Блеск стеклянный у кристаллических разностей, шелковистый у волокнистых. Бесцветный, белый, серый, розовый, синий. Черта белая. Спайность совершенная в одном направлении. Хрупкий. Кристаллы таблитчатые, часто двойники (ласточкин хвост). Сплошные зернистые или тонкокристаллические массы (алебастр), тонковолокнистые массы (селенит), друзы. Гипергенное происхождение, в результате выпадения из растворов морей и озер, при гидратации ангидрита.

• Ангидрит, CaSO₄ (безводный гипс). Твердость 3–3,5. Блеск стеклянный. Цвет белый, голубой, розоватый, серый. Черта белая. Спайность средняя, наблюдается у кристаллических разностей. Излом зернистый. Кристаллы призматической формы, хорошо ограненные кристаллы редки. Наблюдается в сплошных зернистых массах. Осадочное происхождение, из растворов морей и озер. Вместе с гипсом образует мощные пласты.

Карбонаты

Представляют собой соли угольной кислоты, многие из них являются породообразующими и широко развиты в природе. Карбонаты образуют хорошо ограненные кристаллы, характеризуются невысокой твердостью, повышенной растворимостью в разбавленных кислотах, хорошей спайностью, слабой окраской. По происхождению большинство является экзогенными.

• Кальцит, CaCO₃ (известковый шпат). Твердость 3. Блеск стеклянный, перламутровый. Цвет белый, но благодаря примесям часто с различными оттенками серого, желтого, розового, бурого цвета. Черта белая. Спайность совершенная по ромбоэдру. Хрупкий. Реагирует с соляной кислотой. Кристаллы призматические, ромбоэдрические. Плотные, скрытокристаллические и кристаллические массы, друзы, натеки. Прозрачный кальцит, у которого резко выражено двойное лучепреломление, называется исландским шпатом. Происхождение осадочное

• Доломит, CaMg(CO₃)₂. Твердость 3,5–4. Блеск стеклянный. Цвет белый, желтоватый, бурый, серый, розоватый. Черта белая. Реагирует с соляной кислотой в порошке. В природе встречается в виде сплошных зернистых (кристаллических) масс, реже натеков. Сплошные зернистые массы, реже натеки. Осадочное и метаморфическое происхождение.

• Магнезит, MgCO₃ (магнезиальный шпат). Твердость 4–4,5. Блеск стеклянный, у землистых разностей матовый. Цвет белый с желтоватым и сероватым оттенком. Черта белая. Хрупкий. Слабо реагирует с соляной кислотой в порошке, хорошо при нагревании. Образует кристаллы ромбоэдрической формы; чаще распространен в виде крупнозернистых агрегатов, землистых фарфоровидных масс, которые характерны для месторождений выветривания. Гипергенное (возникшие на поверхности Земли) и метаморфическое происхождение.

• Сидерит, FeCO₃ (железный шпат). Твердость 4. Блеск стеклянный. Цвет буровато-серый. Черта белая, иногда буроватая. Спайность совершенная. Хрупкий. Реагирует с соляной кислотой при нагревании Агрегаты обычно кристаллическизернистые; наблюдаются шаровидные конкреции с радиально-лучистым строением. Осадочное и метаморфическое происхождение.

• Малахит Cu₂[CO₃](OH)₂. Твердость 3,5–4, спайность совершенная. Цвет ярко-зеленый, темно-зеленый, травяно-зеленый. Черта бледно-зеленая. Блеск кристаллов алмазный, стеклянный, волокнистых агрегатов – шелковистый, бархатный. Реагирует с холодной HCl. Наиболее характерны и общеизвестны сферолитовые тонковолокнистые концентрически-зональные почковидные формы агрегатов, дающие на полированном срезе причудливый красивый рисунок. Образуется в близповерхностных зонах окисления меднорудных и полиметаллических гидротермальных месторождений, образуется при гипергенных процессах. Сопровождает медные руды.

Фосфаты

Минералы представляют собой соли фосфорной кислоты. Физические свойства этой группы минералов варьируют в широких пределах. По происхождению могут быть экзогенными и эндогенными.

• Апатит Са₅[РО₄]₃*(Сl, F). Твердость 5. Блеск стеклянный, жирный. Цвет белый, чаще зеленоватый. Черта белая. Спайность несовершенная. Излом неровный, раковистый. Очень хрупкий. Кристаллы в виде шестигранных призм. Сплошные зернистые массы, вкрапления и друзы. Магматическое и гидротермальное происхождение. Фосфорит близок апатиту по химическому составу и физическим свойствам. Встречается в виде конкреции радиально-лучистого строения и псевдоморфозы по костям животных. Образуется в морских осадочных породах биохимическим путем.

Силикаты

Относятся соли различных кислот кремния, имеют сложное строение кристаллических решеток и очень разнообразны. Поэтому этот класс подразделяется на несколько подклассов. Силикаты — самый распространенный в природе класс минералов. На долю их приходится третья часть всех минеральных видов. Многие из них являются породообразующими минералами.По своему происхождению силикаты связаны с эндогенными и особенно с магматическими процессами.