2.1.2. Походження мінералів

Мінерали утворюються трьома шляхами: ендогенним, екзогенним і метаморфічним.

Ендогенним шляхом мінерали утворюються з магми - вогняно-рідкого силікатного розплаву, збагаченого газами і водяною парою. Ці мінерали часто називають магматичними. При зниженні температури магма твердіє, кристалізується, утворюються мінерали. Так виникають силікати, кварц та ін. Характерною рисою цього процесу є наявність високої температури (>1200°С) та високого тиску (до 3000 т/см²). Ендогенні мінерали первинні за походженням.

Екзогенні процеси протікають на поверхні Землі, на суходолі або у водяному середовищі. Вони сприяють створенню осадових мінералів, вторинних за походженням На суші осадові мінерали виникають в процесі вивітрювання, тобто, руйнування існуючих порід під дією води, вуглекислого газу, кисню, добових та сезонних змін температури і т. ін. Так, наприклад, виникає каолініт, кварц при хімічному вивітрюванні ортоклазу. У водяному середовищі мінерали осідають із перенасичених розчинів (галіт, кальцит) при їх охолодженні або висиханні.

Метаморфічним шляхом мінерали виникають внаслідок перетворення магматичних і осадових мінералів під дією високих температур, високого тиску, а також магматичних газів та водяної пари. Вказані мінерали змінюють свій початковий стан, зазнають перекристалізації, набувають більшої щільності та міцності. Так утворилися рогова обманка, тальк, хлорит та ін. метаморфічні мінерали, вторинні за походженням.

2.1.3. Фізичні властивості мінералів.

Мінерали відрізняються один від одного як своїм хімічним складом, так і фізичними властивостями (зовнішніми ознаками); головні з них такі: твердість, колір, блиск, прозорість, щільність, злам і спайність; деякі мінерали мають особливі властивості. Більшість породотворних мінералів мають 2…3 визначальні ознаки, за якими їх завжди можливо розпізнати.

Колір залежить від хімічного складу мінералу та домішок, які можуть суттєво впливати на забарвлення. Є мінерали, які, залежно від кольору отримаи свою назву (рубін - червоний, альбіт - білий, хлорит - зелений). Зустрічаються мінерали з різноманітним забарвленням, приміром, кварц може бути безбарвним, білим, буро-жовтим, сірим, бузковим, чорним. Для деяких мінералів визначають також колір мінералу, розтертого в порошок: він встановлюється за кольором риски, яку мінерали залишають на непокритій поливою порцеляновій поверхні. Наприклад, золотисто-жовтий пірит має чорний або чорно-зелений колір риски.

Прозорість - це здатність мінералу пропускати промені світла. За цією властивістю розпізнають прозорі (гірський кришталь, ісландський шпат, топаз), напівпрозорі (гіпс, галіт) та непрозорі (ортоклаз, лабрадор) мінерали.

Блиск - здатність відбивати промені світла від своєї поверхні. Ця важлива діагностична властивість залежить від показника заломлення мінералу. Визначається блиск на поверхні свіжого зламу. Всі мінерали за цією ознакою розподілені на дві групи:

1. Мінерали з металевим блиском (пірит, самородне золото, мідь, срібло).

2. Мінерали з неметалевим блиском, серед яких зустрічається;

- скляний блиск має більшість мінералів ;

- масний ( кварц, галіт) ;

- перламутровий (мусковіт, тальк);

- шовковистий ( мінерали з тонковолокнистою будовою - рогова обманка, гіпс-селеніт ) ;

- восковий ( халцедон );

- алмазний ( алмаз, сірка );

- тьмяний або ж блиск відсутній ( каолініт, монтморилоніт, кремінь).

Твердість - це здатність протидіяти зовнішньому механічному впливу - дряпанню або розтиранню в порошок.

При розтиранні в порошок визначається дійсна твердість, при дряпанні - відносна. В геологічній практиці частіше вживається остання. Для встановлення відносної твердості користуються шкалою Мооса (див. табл. 1), до якої входять десять мінералів-еталонів.

Таблиця 1

Шкала твердості

Еталонний мінерал	Бал умовної твердості	Число твердості, кг/мм2	Польова шкала
Тальк	1	2,4	Графіт олівця
Гіпс	2	36	Ніготь - 2,5
Кальцит	3	109	Латунна монета – 3.5
Флюорит	4	189	Залізний цвях - 4
Апатит	5	536	скло  5
Ортоклаз	6	797	ніж – 5.5 бали
Кварц	7	1120
Топаз	8	1427
Корунд	9	2060
Алмаз	10	10060

Для визначення твердості невідомого мінералу необхідно його рівну площину подряпати з легким натиском мінералом - еталоном або предметом, твердість якого відома. В якості еталонів твердості використовують різні предмети (табл. 1).

Щільність – це кількість речовини в одиниці її об’єму, тобто відношення маси мінералу до його об'єму. Поділяють мінерали на легкі - з щільністю до 2,5 г/см³ (сірка, гіпс, галіт, гази, вода), середні - із щільністю 2,5...4,0 г/см³ (кварц, ортоклаз, більшість породотворних мінералів) та важкі - щільність більше 4,0 г/см³ (пірит, золото)

Спайність - це здатність мінералів розщеплюватися або розколюватися при ударі в закономірних напрямках з утворенням рівних, блискучих поверхонь, що називаються площинами спайності. Ця властивість пов’язана з внутрішньою будовою і тому добре виражена у кристалічних мінералів.

Спайність буває:

- надто досконалою - коли мінерал легко розщеплюється на тонкі пластини чи волокна (тальк, слюди, азбест);

- досконалою - мінерал розколюється при ударі молотком з утворенням чітко окреслених площин; досконала спайність спостерігається в одному (гіпс), двох (ортоклаз) або трьох (кальцит) напрямках;

- середньою, коли мінерали від удару розколюються на куски, що покриті як площинами спайності, так і криволінійними поверхнями злому; кількість напрямків спайності не завжди вдається визначити (авгіт, рогова обманка) ;

- недосконалою, що визначається за допомогою лупи (апатит);

- надто недосконалою (спайність відсутня) - від удару мінерал розколюється в довільних напрямках (кварц, пірит).

Площини спайності слід відрізняти від граней кристалів; на останніх майже завжди є штриховка.

Злам (злом) - вид поверхні мінералу у напрямку, що не збігається з площиною спайності. Злам є важливою діагностичною ознакою при вивченні мінералів. Зустрічаються такі види зламу: рівний, нерівний, зернистий, землистий, цукроподібний, раковистий, голчастий, скалкуватий, ступінчастий, волокнистий, пластинчастий.

Особливі ознаки мають тільки деякі з мінералів. Це можуть бути ознаки, що показують відношення мінералів до світла, води, кислот. Так, мінерал лабрадор має на площинах спайності блакитно-зелені відблиски - іризацію. Мінерал ісландський шпат (прозорий різновид кальциту) має властивість подвійного променезаломлення, поляризації світла, використовується в оптичній промисловості. Мінерали класу галоїдів легко розчиняються у воді та мають смак: галіт - солоний, сільвін – гірко - солоний, карналіт - гіркий. Деякі мінерали мають специфічний запах (нафта, гази). Є мінерали, що мають підвищену гігроскопічність і легко прилипають до вологих рук (каолініт, монтморилоніт). Мінерали класу карбонатів реагують з 10% розчином соляної кислоти: кальцит - в чистому вигляді, доломіт та магнезит в порошкоподібному стані або при підігріванні; при цьому виділяється вуглекислий газ. Мінерал тальк масний на дотик; таке враження складається тому, що він має лускоподібну будову. Деякі рудні мінерали мають магнітні властивості (магнетит), інші – горять (сірка).