6 . Породообразующие минералы. Минералы и их строение.

. Природные минералы. Под этими минералами понимают мине­ральные образования, сформировавшиеся в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре. Каждый минерал имеет определенный химический состав, структуру и свои физические свой­ства.

Иногда в земной коре минералы встречаются в виде самостоятель­ных скоплений, создавая ценные месторождения полезных ископае­мых, но чаше входят в состав горных пород. Минералы определяют физико-механические свойства горных пород, поэтому с этой точки зрения представляют наибольший интерес для инженеров-строителей.

В земной коре содержится более 7000 минералов и их разновидно­стей. Большинство из них встречаются редко и лишь немногим более 100 минералов встречаются часто и в достаточно больших количествах, входят в состав тех или иных горных пород. Такие минералы называют породообразу шц ими.

Каждый минерал имеет определенное внутреннее строение и при­сущие только ему внешние признаки и характеризуется своими свой­ствами. Все это обусловливается условиями тех геологических процессов, в которых рождаются минералы. Каждый минерал может существовать в природе лишь в определенных термодинамических условиях. При изменении этих условий минеральное тело видоизме­няется или разрушается.

Происхождение минералов. Условия, в которых образуются минеp.uibi в природе, отличаются большим раз­нообразием и сложностью. Различают три основных процесса минерал ^образова­ния: эндогенный, экзогенный и метамор­фический.

Эндогенный процесс связан с внутрен­ними силами Земли и проявляется в ее недрах. Минералы формируются из маг­мы — силикатного огненно-жидкого рас­плава. Таким путем образуются, нап­ример, кварц и различные силикаты. Эн­догенные минералы обычно плотные, с большой твердостью, стойкие к воде, кис­лотам, щелочам.

Экзогенный процесс свойственен по­верхности земной коры. При этом про­цессе минералы формируются на суше и в море. В первом случае их создание свя­зано с процессом выветривания, т. е. раз­рушительным воздействием воды, кисло- _{р и с} , _к , рола, колебании температуры на энлоген- хрусталь) ные минералы. Таким образом обра­зуются глинистые минералы (гидрослюда,

каолинит и др.), различные железистые соединения (сульфиды, оксиды и др.). Во втором случае минералы формируются в процессе выпадения химических осадков из водных растворов (галит, сильвин и др.). В экзогенном процессе ряд минералов образуется также за счет жизне­деятельности различных организмов (опал и др.).

Экзогенные минералы разнообразны по свойствам. В большинстве случаев они имеют низкую твердость, активно взаимодействуют с водой или растворяются в ней.

Метаморфический процесс. Под воздействием высоких температур и давлений, а также магматических газов и воды на некоторой глубине в земной коре происходит преобразование минералов, ранее образо­вавшихся в экзогенных процессах. Минералы изменяют свое первона­чальное состояние, перекристаллизовываются, приобретают плот­ность, прочность. Так образуются многие минералы-силикаты (роговая обманка, актинолит и др.).

Структура. Минералы обладают кристаллической структурой или бывают аморфными. Большинство минералов имеет кристаллическое строение, в котором атомы расположены в строго определенном порядке, создавая пространственную решетку. Благодаря этому многие минералы внешне имеют вид правильных многогранников (кристал­лов). Примером может служить кварц (рис. 3).

Породообразующие минералы, минералы, входящие в качестве постоянных существ. компонентов в состав горных пород. П. м. принадлежат к числу наиболее распространённых минералов в земной коре. Наибольшее значение имеют силикаты, составляющие не менее 75% всей земной коры, среди них главную роль играют полевые шпаты, в меньших количествах встречаются фельдшпатоиды, пироксены, амфиболы, оливины, слюды и др. Для каждой группы пород характерны свои П. м. Для магматических горных пород — кварц, полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, оливины, фельдшпатоиды; для осадочных горных пород — кальцит, доломит, ангидрит, глинистые минералы; для метаморфических горных пород — дистен, андалузит, силлиманит, кордиерит, ставролит, хлорит, серпентин, некоторые гранаты, волластонит, глаукофан и др. Среди акцессорных П. м. встречаются циркон, апатит, магнетит, ильменит, сфен, флюорит, монацит, некоторые сульфидные минералы и др.

Главнейшие П. м. хорошо изучены; для них выявлены особенности состава, структуры, свойств, позволяющие генетически расчленять массивы горных пород. Исследованы кристаллические структуры всех важнейших П. м.; детальные сведения получены в отношении химических особенностей П. м., включая распределение катионов по различным структурным положениям между сосуществующими П. м. и данные по элементам-примесям. Фазовые взаимоотношения П. м. установлены с помощью экспериментально полученных диаграмм состояния и исследований превращений при высоких и сверхвысоких температурах и давлениях. Физико-химический анализ парагенезисов П. м. магматических и метаморфических пород является основой познания условий их образования