4. Понятие о минералах

Минералами называются природные химические соединения, состоящие из атомов одного или нескольких химических элементов. Диагностические свойства минералов: физические свойства (кристаллографические формы, цвет, цвет черты, блеск, прозрачность, твердость, спайность, удельный вес, магнитность) и химические свойства (реакция с соляной кислотой, гигроскопичность, горючесть, запах, вкус) - опреде­ляются атомами и молекулами, образующими вещество минерала, их расположением и взаимодейст­вием. Общее число минералов с разновидностями превышает 2000.

Кристаллографические формы минералов представляют многогранники. Их грани (плоскости), пересекаясь, об­разуют ребра кристаллов. Точки пересечения ребер – это вершины кристалла. Различают 7 групп (сингоний) форм кристаллов, каждая сингония обладает определенной симметрией. Существуют: кубическая, гексагональная, тригональная, тетрагональная, ромбическая, моноклинная и триклинная сингоний.

Цвет, или окраска, минералов зависит от разных причин. Большинство минералов окрашено ионами-хромоформами (железо, хром, медь и др.), кото­рые входят в состав минералов и обуславливают его собственный цвет. Например, магнетит - чер­ный, малахит - зеленый и т.д. Цвет других минералов связан с посторонними механическими вклю­чениями красящего вещества. Так, обычно белый кальцит может быть черным (примесь органиче­ского вещества).

Цвет черты - цвет порошка, полученного от трения минерала по матовой поверхности фарфоровой пластинки, нередко важный признак, позволяющий определить минерал, например, черная черта у магнетита, вишнево-красная - у гематита, бурая - у хромита и т.д.

Блеск определяется отражением световых лучей от поверхности минерала. Раз­личают блеск – металлический и неметаллический (стеклянный, алмазный, жирный, шелковистый, мерцающий, перламутровый и другие).

Прозрачность – способность минерала пропускать свет. Выделяют прозрачные (горный хрусталь), полупрозрачные и непрозрачные минералы.

Твердость минералов характеризуется со­противлением минерала царапанью. Для простейшего определения твердости пользуются относи­тельной шкалой твердости Мооса, состоящей из 10 эталонных минералов, от мягких к твердым:

1 - тальк;

2 - гипс;

3 - кальцит;

4 - флюорит;

5 - апатит;

6 - ортоклаз;

7 - кварц;

8 - топаз;

9 - корунд;

10-алмаз.

Спайность представляет способность некоторых минералов раскалываться по определенным направлениям, с образованием ровных поверхностей. Известны спайности: весьма совершенная, ко­гда минерал легко расщепляется на тончайшие пластинки с зеркально гладкими поверхностями (слюда); совершенная, когда минерал раскалывается на части определенной формы с гладкими по­верхностями (кальцит); ясная, при которой на поверхности раскола минералов ясно видны участки со спайностью, разделенные неровными участками излома (полевые шпаты); несовершенная спайность, когда равные поверхности совсем отсутствуют (корунд).

Генезис минералов. Образование (генезис) минералов связано с эндогенными и экзо­генными процессами в земной коре и в более глубоких частях Земли. Если минералы непосредствен­но кристаллизуются из магмы, генезис таких минералов называется магматическим. Минералы, вы­падающие из горячих водных растворов, происходящих из магм, называются гидротермальными. Минералы, осаждающиеся из водоемов на поверхности или близко от поверхности Земли, имеют осадочный генезис. Минералы, образующиеся при воздействии на вещество горных пород тепла и давлений более высоких, чем те, при которых эти породы образовались, называются метаморфоген-ными.

Классификация минералов. По химическому составу минералы разделяются на классы, из которых главные следующие:

Класс самородные элементы (состоящие из одного химического элементы), насчитывается около 50 минералов, которые составляют 0,1% от массы земной коры. Включает в себя металлы (серебро, платина, золото, медь) и металлоиды (графит, алмаз, сера).

Класс сульфиды (соли сероводородной кислоты Н₂S), относятся около 200 минералов, составляющих 0,25% от массы земной коры. Это: пирит, халькопирит, сфалерит, молибденит, киноварь, антимонит

Класс галогениды (соли галоидоводородных кислот НF, НС1, НВг, HI). К ним относится около 100 минералов: галит, бишофит, сильвин, флюорит

Класс сульфаты (соли серной кислоты Н₂SO₄) насчитывается около 260 минералов, которые составляют 0,1% от массы земной коры: гипс, барит

Класс фосфаты (соли фосфорной кислоты), объединяет около 350 минералов, которые составляют 1% от массы земной коры: апатит, фосфорит

Класс карбонаты (соли угольной кислоты НСОз): около 80 минералов, составляющих 0,7% от массы земной коры: кальцит, доломит, малахит, сидерит, магнезит.

Класс оксиды и гидроксиды (соединения металлов и других элементов с кислородом, гидрок­сид ионом (ОН)). Занимают 17% массы земной коры. Около 200 соединений.

Группа кварца (горный хрусталь, аметист, топаз, халцедон, опал);

Группа алюминия (корунд, боксит);

Группа железа (гематит, лимонит, магнетит, ильменит);

Группа олова (касситерит);

Группа марганца (пиролюзит).

Класс силикаты (соли кремниевой кислоты). Относится 800 минералов, занимающих 75% от массы земной коры.

Островные силикаты: группа оливина (оливин, хризолит), группа граната (андрадит, пироп, гроссуляр, уваровит).

Кольцевые силикаты: группа берилла (изумруд, аквамарин), турмалин

Цепные и ленточные силикаты

Группа пироксенов (эгирин, авгит)

Группа амфиболы (роговая обманка)

Листовые силикаты

Группа слюд (мусковит, биотит)

Группа талька - хлорита (тальк, змеевик)

Группа глин (каолин, монтмориллонит)

Каркасные силикаты

Группа полевые шпаты (ортоклаз, плагиоклазы, в т.ч. олигоклаз, лабрадор)

Группа фельдшпатиды (нефелин).