енергії. В разі утворення метеоритного кратера породи руйнуються, переміщуються, плавляться і випаровуються.

3.6. КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИРОДНИХ РЕЧОВИН

Кристали мінералів можуть формуватися різними шляхами: ви- ростати з газової фази, виникати з рідин, випадати під час охоло- дження гарячого розплаву і насиченого розчину в глибоких надрах і під час випаровування цього розчину за найрізноманітніших обста- вин, у тім числі і на поверхні Землі. Є багато систематик мінералів, гірських порід, корисних копалин, які розглядають ці геологічні ті- ла з різних позицій — загальногосподарських, промислових, будіве- льних, загальногеологічних, кристалохімічних та генетичних. Най- загальніша з них ділить усі речовини Землі на дві великі групи —

неорганічні та органічні.

У геохімії поширена класифікація природних систем В. Гольд- шмідта, згідно з якою ознакою геохімічної спорідненості хімічних елементів — сумісних концентрацій у геологічних тілах — всі еле- менти поділено на п’ять груп (табл. 3.5).

Таблиця 3.5. Геохімічна класифікація елементів (за Б. Мейсоном)

Автофільні елементи — інертні, леткі, перебувають у газоподіб- ному стані; гідрофільні — в рідкому (Н і О у формі Н2О; С і О — у формі СО2) і в розчині; літофільні — накопичуються в період кон- центрування розплаву, за моделлю це атоми, іони; халькофільні і сидерофільні — мають велику щільність, є розплавленими сульфі- дами або входять до складу мінералів.

Господарська систематика мінеральної сировини. Усі корисні ко- палини М.І. Єрмаков поділив на чотири типи: I — метали; II — не- метали; III — горючі копалини; IV — гідрогазомінеральна сирови- на. Серед металів він виділив підтип — родовища елементів або їхніх сполук, серед неметалів — родовища мінералів і гірських по- рід, кристалів, аморфних і прихованокристалічних речовин. Вчений

121

літерою А позначив технічну сировину, коштовні камені та п’єзооптичну сировину, літерою Б — кольорові камені, В — будіве- льні матеріали і скляно-керамічну сировину, Г — тверде паливо (хімічну сировину, каустобіоліти, гуміти, напівсапропелі і сапропе- лі), Д — відходи (різні шлаки, цемент, бетон), Е — агрономічну си- ровину (агроруди — добрива і меліоранти ґрунтів, корми для тва- ринництва та птахівництва).

Систематика мінералів. До останнього часу найбільш пошире- ною була класифікація мінералів, в основу якої покладено хімічний склад аніонної частини сполуки. Під час складання цієї класифіка- ції вчені виходили з того, що металоподібна частина сполуки міне- ралів, яка зумовлює низку зовнішніх ознак (кристалічну форму, оп- тичні властивості та ін.), дає змогу об’єднати мінерали в певні кла- си. Вивченням особливостей кристалічної структури мінералів встановлено чіткий зв’язок між їх будовою — структурою, хімічним складом і фізичними властивостями (забарвлення, твердість, спай- ність) і доведено, що морфологія (зовнішній вигляд) мінералів до- помагає визначити їх генезис. Перебудова мінералогічної система- тики і класифікації мінералів за О.Г. Берехтіним на кристалохіміч- ній (структурній) основі відкриває великі перспективи для пізнання і розуміння деяких процесів мінералоутворення.

Кристалохімічна класифікація. Силікатні сполуки земної кори досить різнорідні. Серед них є головні породоутворювальні мінера- ли і відносно рідкісні мінеральні види. Склад і кристалохімічна структура силікатів здебільшого складніші, ніж інших мінералів. Основним елементом кристалохімічної структури силікатів є силіці- євокисневий радикал — тетраедр (табл. 3.6, рис. 3.11).

Таблиця 3.6. Силіцієвокисневі радикали в структурах різних класів силіка-

тів (спрощено за М.О.Тороповим і Л.М.Бурак)

В усіх силікатах кожен іон силіцію сполучений із чотирма іонами кисню, розташованими у вершинах тетраедра. Тетраедри можуть з’єднуватись між собою тільки через кисневі вершини.

122

нійні, площинні або просторові сполучення силіцієвокисневих тет- раедрів. З’єднання силицієвокисневих тетраедрів у безперервні ланки дають ланцюгові силікати з радикалом [Si2O6]4–. У кожній ланці залишаються вільними чотири валентності: біля двох атомів кисню з кожного тетраедра — по дві вільні валентності.

Здвоєні ланцюги відповідають радикалу [Si4O11]6– й утворюють стрічки або пояси. Спостерігаються вони у структурах амфіболів. Стрічки, розміщені в одній площині, мають по три спільних атоми кисню й утворюють нескінченний лист або шар із радикалом [Si4O10]4–, типовим для мінералів шаруватої будови (слюди, каолініт, тальк).

У разі безперервного тривимірного зчеплення силіцієвокисневих тетраедрів у кристалічній структурі, коли кожен іон кисню одноча- сно належить двом тетраедрам, зчеплення тетраедрів відбувається через усі чотири вершини і дає каркасну будову (польові шпати, кварц та ін.; див. рис. 3.12).

Кожен мінерал має певний хімічний склад, що передається хіміч- ною формулою. Хімічна формула містить символи хімічних елемен- тів, що входять до складу мінералу, таких як кисень (О), силіцій (Si), алюміній (Al), залізо (Fe) та ін. (див. табл. 3.5). Загальноприй- нятою є структурна формула будови мінералу. Наприклад, мінерал галіт (NaCl) складається з атомів натрію і хлору, при цьому 23 ма- сові частки натрію зв’язані з 35,5 масовими частками хлору. Інколи формули складних мінералів записують у вигляді оксидів, які вхо- дять у мінерал. Наприклад, структурна формула калієвого польово- го шпату — К[АlSi3O8], або у вигляді оксидів — K2O•Аl2O3•6SiO2. Цей мінерал складається з 64,8 % діоксиду силіцію (SiO2), 18,3 % оксиду алюмінію (Аl2O3) і 16,9 % оксиду калію (K2O).

Кристалохімічні класифікації численні і принципово мало різ- няться одна від одної. Тут використано класифікацію М.О. Торопо- ва, яка враховує тип хімічної сполуки, структурні зв’язки речовин — іонів, атомів тощо (табл. 3.7).

Розвиваючи сучасні уявлення про стан твердого тіла — криста- лічний та аморфний, М.О. Торопов виділив три головні типи міне- ралів.

I.Кисневі сполуки — мінерали мають переважно іонні структури

йіноді іонно-ковалентні.

II.Некисневі сполуки — структурні зв’язки атомні, ковалентні, металічні, особливо — галоїди з іонними структурами.

III.Органічні та штучні сполуки — структурні зв’язки відсутні. Типи мінералів поділено на класи.

Кисневі сполуки включають сім класів: 1 — силікати; 2 — карбо- нати; 3 — фосфати; 4 — вольфраміти; 5 — нітрати; 6 — сульфати; 7 — оксиди і гідроксиди.

124

4.Ланцюгові Авгіт, тальк, гіперстен, діо- псид

5.Стрічкові Рогова обман- ка, родоніт, жадеїт, волас- тоніт

6.Шаруваті Слюда, каолі- (листуваті ніт, монтмори-

ішаруваті) лоніт, галуазит, вермикуліт

125