2.3 Особливості хімічного складу і поведінки окремих мінералів при дії високих температур
В залежності від хімічного складу, мінерали розподіляють на 10 класів: силікати, карбонати, оксиди і гідроксиди, сульфіди, сульфати і ін. Нижче розглянуті основні породоутворюючі мінерали гірських порід.
2.3.1 Класи оксидів і гідроксидів
До них відноситься один з найбільш розповсюджених мінералів – кварц, а також опал, оксиди заліза та інш.
Кварц (кристалічна форма кремнезему (SiO2)) входить до багатьох магматичних осадових і метаморфічних порід. Це кристал молочно-білого або сірого кольору. Його густина 1650 кг/м3, твердість 7, міцність на стиск 1000-2000 Па, спайність відсутня. Хімічно він дуже тривкий: взаємодіє тільки з плавиковою кислотою і гарячими лугами. Вміст кварцу у полімінеральних породах, наприклад, у граніті може доходити до 25% й більше, а в осадових (кварцові піски) і метаморфічних (кварцит) доходить до 100 %. Температура плавлення кварцу 1713 0С. Після швидкого охолодження утворюється кварцове скло.
Поліморфізм кварцу виявляється при нагріванні:
-кварц
<==>
-кварц
<==>
-тридиміт
<==>
-кристобаліт
Температура, оС: 575 870 1470
Зміна об’єму, %: +2.4 +12.7 +4.7
Перетворення при 575 оС -кварцу в -кварц (зі збільшенням об‘єму на 2.4%) відбувається стрибком, і спостерігається розтріскування зразків.
Таблиця 2.1 – Породоутворюючі мінерали
№ з/п |
Мінерали |
Хімічний склад |
Колір |
Істинна густина |
Твердість за шкалою Мооса |
Індивідуальні ознаки |
|
1 |
Кварц |
SiO2 |
Білий, безкольоровий |
2850 |
7 |
Велика твердість, скляний блиск, рівний злом з гладкою поверхнею |
|
2
|
|
Ортоклази |
K2O.Al2O3.6SiO2 |
Жовтий, рожевий, червоний, білий |
2600 |
6 |
Гладка, рівна блискуча поверхня, спайності |
Плагіоклази |
Кальцієві натрієві алюмосилікати |
Темно-сірий, зелено-сірий, восковий |
2600–2760 |
6 |
|||
|
|
Мусковіт |
Калієвий алюмосилікат |
Прозорий, безкольоровий |
2760 – 3100 |
2 – 3 |
Спайність у одному напрямку з розшаруванням на листові та лускоподібні частки |
Біотит |
Магнезійно–залізо– алюмосилікат |
Чорний |
3100 |
2 – 3 |
|||
4 |
Глауконіт |
Водний алюмосилікат заліза і калію |
Зелений, оливковий |
2200 – 2800 |
2 – 3 |
Дрібні круглі зерна зеленого кольору |
|
5 |
|
Рогова обманка |
Залізо–магнезіальний алюмосилікат |
Чорний |
3100 – 3200 |
5,5–6 |
Кристали голчаті призматичні
|
Авгіт |
Вапняно–магнезійний силікат |
Чорний |
3200 – 3600 |
5 – 6 |
Кристали у вигляді коротких стовпців або зерен |
||
Олівін |
(MgFe)2SiO4 |
Оливково–зелений |
3000 – 3500 |
6,5–7 |
Зернисті маси, схожі на зерна кварцу |
||
6 |
Кальцит |
СаСО3 |
Білий, сірий, безкольоровий |
2770 |
3 |
"Кипить" від дії соляної кислоти (10 %) |
|
7 |
Доломіт |
MgCa(CO3)2 |
Сірувато–білий |
2800 – 2900 |
3,5–4 |
"Кипить" від дії соляної кислоти (10 %) |
|
8 |
Гіпс |
CaSO4.2H2O |
Безкольоровий, білий |
2700 |
2 |
М‘який |
|
9 |
Ангідрит |
CaSO4 |
Білий з відтінком |
2800 – 3000 |
3–3,5 |
Нагадує мармур, але більш м‘який і не реагує з соляною кислотою |
|
10 |
Каолініт |
Al2O3.2SiO2.2H2O |
Білий |
2800 |
1 |
М‘який, землистий (глинястий) жирний |
|
11 |
Пірит |
FeS2 |
Золотистий |
5000 |
6 |
Вкраплення у вигляді кутів або плям |
|
3