Классификация минералов класса силикатов
Подкласс | Структурные особенности | Главнейшие минералы | Отличительные признаки | Происхождение | Участие в породо- и почвообразовании, применение в с/х |
Островные | Островки одиночных, сдвоенных и т.д. тетраэдров сгруппированы в кольца, связанные через катионы Mg2+, Fe2+, Ca2+, Mn2+, Al3+, Fe3+. | Оливин | Оливково-зеленый цвет, большая твердость 6,5–7, блеск стеклянный, черта отсутствует. | Магматическое. | Породообразующий минерал основных и ультраосновных магматических пород. Магнезиальное удобрение: MgO 40–45% |
Цепные | Кремнекислородные тетраэдры соединены в непрерывные цепочки через две общие вершины. В составе катионов: Mg2+, Fe3+, Al3+, Ca2+, Ti. | Авгит | Темно-зеленый, черный, бочкообразные, призматические кристаллы, встречаются в темноокрашенных породах. | Магматическое. | Породообразующий минерал основных и, реже, средних магматических пород. |
Ленточные | Тетраэдры составляют сдвоенные цепочки-ленты, соединенные катионами, связанными с гидроксильными группами. | Роговая обманка | Темно-зеленый, черный цвет, игольчатые или призматические кристаллы. Встречаются в светлоокрашенных породах. | Магматическое, метаморфическое. | Породообразующий минерал средних и кислых магматических и метаморфических пород. |
Слоистые силикаты и алюмосиликаты | Тетраэдры соединены через три общие вершины и образуют слой-лист | Тальк | Светло-зеленый, зеленовато-серый, желтовато-серый, белый. Мягкий – тв. 1, жирный на ощупь, черта белая. | Метаморфическое. | Используется в производстве ядохимикатов для борьбы с вредителями с/х растений. |
Серпентин | Желтовато-зеленый, темно-зеленый, черный. Полосчатый, пятнистый, черта белая, спайность отсутствует, встречаются прожилки асбеста. | Метаморфическое. | Агроруда на магний. Содержит 43% MgO. |
Продолжение таблицы 3
Слой кремнекислородных тетраэдров соединен со слоем алюмогидроксильных октаэдров через общие вершины, в которых находится кислород, образуя структуру типа 1:1. – двухслойные пакеты соединяются друг с другом водородными связями. | Каолинит | Белый цвет, белая черта, землистое, плотное строение, жирный на ощупь, пачкает руку. | Продукт выветривания полевых шпатов и алюмосиликатов. | Входит в состав минеральной части почв, обусловливает ее поглотительную способность, влияет на физические и физико-механические свойства. ЕКО каолинита не превышает 10 мэкв/100г. | |
Между двумя слоями тетраэдров – слой алюмогидроксильных октаэдров – структура типа 2:1. Трехслойные пакеты, имеющие отрицательный заряд за счет изоморфного замещения Si4+ на Al3+ в тетраэдрах, либо Аl3+ на Fe2+ и Мg2+ в октаэдрах, связаны через катионы, находящиеся в межпакетном пространстве | Слюды: Мусковит Биотит Флогопит Гидрослюды: Иллит | Перламутровый блеск, листоватые, чешуйчатые агрегаты, весьма совершенная спайность. Светлая слюда, содержит Аl в октаэдрах. Черного цвета, содержит Fе в октаэдрах. Бурая, зеленовато-бурая слюда, содержит Мg в октаэдрах. Цвет светло-коричневый, зеленоватый, твердость 1-2, образует землистые массы. | Магматичекое, метаморфическое. Продукт выветривания слюд и почвообразования. | Входят в состав почвообразующих пород, минеральной части почв. Содержат от 9 до 12% К2О, ЕКО 10-15мэкв/100г. Входит в состав тонких фракций почв, ЕКО 20-40мэкв/100г, содержит 6-9% К2О. |
Продолжение таблицы 3
Глауконит | Зеленого цвета, твердость 2-3, блеск матовый, у плотных разностей – стеклянный, жирный. Представлен округлыми образованиями, песчаниками. | Морского химического происхождения, образуется при участии микроорганизмов. | После термической обработки используется как калийное удобрение. Используется как смягчитель жесткости воды. | ||
В межпакетное пространство помимо катионов входит 4 молекулы воды на элементарную ячейку. Заряд локализован в тетраэдрах. Имеют подвижную кристаллическую решетку. Минералы с лабильной решеткой типа 2:1, отличаются низким зарядом пакета и высокой способностью к межпакетной сорбции катионов. | Вермикулит Монтмориллонит Нонтронит Бейделлит | Бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, жирный блеск, при нагревании червеобразно изгибается, увеличиваясь в объеме в 10-15 раз. Окраска светло-зеленая, белая. Образует плотные землистые массы. При увлажнении набухает, увеличиваясь в объеме в 20 раз, при нагревании сжимается. | Продукт выветивания слюд. Продукт выветривания слюд, возможно, синтеза при рН выше 7. | Входит в состав минеральной части почв. Используется для улучшения структуры тяжелых почв и в качестве субстрата для выращивания растений на питательных растворах. ЕКО 60-150мэкв/100г. Способен к необменной фиксации К из раствора. Входит в состав глинистых пород и тонких фракций почв, влияет на их физико-механические и физико-химические свойства, ЕКО 50-120мэкв/100г. |
Продолжение таблицы 3
Четырехслойные пакеты типа 2:1:1. Избыточный заряд трехслойного пакета компенсируется дополнительным октаэдрическим слоем. | Хлорит | От темно- до светло-зеленого, черта белая, зеленовато-белая. Листоватые, чешуйчатые агрегаты с весьма совершенной спайностью. | Метаморфическое | Породообразующий минерал метаморфических пород (сланцев). Входит в состав пылеватой и илистой фракций почв. ЕКО 10–40 мэкв/100г. | |
Избыточный заряд трехслойного пакета компенсируется «островками» – фрагментами октаэдрического слоя. | Почвенный хлорит | Продукт выветривания и почвообразования. | Входит в состав тонко дисперсных фракций определенных горизонтов некоторых типов почв. | ||
Аморфные алюмосиликаты, примерный состав: nAl2O3*SiO2* pH2O,часто содержат Fe, реже Mg, Ca, K. | Аллофаны | От голубого до зеленого, блеск стеклянный до жирного, образуют натечные агрегаты. | Образуются в процессе выветривания. | Входят в состав почв, способствуют их оструктуриванию. | |
Каркасные | Непрерывный каркас состоит из связанных между собой через кислороды всех вершин тетраэдров. | Калиево-натриевые полевые шпаты: Ортоклаз Микроклин | Тв. 6, стеклянный блеск, совершенная спайность в двух направлениях под углом 900. Угол между плоскостями спайности отличается от прямого на 3,5–40. | Магматическое, метафорическое. Пегматитовое. | Породообразующие минералы кислых и средних магматических пород. Содержатся в крупных фракциях почв. В тонкораздробленном виде могут служить источником калийного питания растений К2О 12,7–16,9%. |
Натриево-кальциевые полевые шпаты или плагиоклазы: |
Продолжение таблицы 3
Альбит | Белый, тв. 6–6.5, спайность совершенная в двух направлениях. Содержит 1–105 анортита. | Магматическое, пегматитовое. | Породообразующий минерал кислых магматических и метаморфических пород. | ||
Олигоклаз | Содержит 10–30% анортита | Породообразующий минерал кислых магматических и метаморфических пород. | |||
Андезин | Содержит 31–50% анортита | Породообразующие минералы средних магматических пород. | |||
Лабрадор | Содержит 51–70% анортита. Темно-серый, зеленовато-серый с синим отливом по плоскостям спайности. | Магматическое | |||
Битовнит | Содержит 71–90% анортита | Породообразующие минералы основных магматических пород. | |||
Анортит | Кальциевый плагиоклаз. Грязно-белый, красноватый, тв.6. | ||||
Фельдшпатиды: | |||||
Нефелин | Желтоватый, красновато-бурый, серый, жирный блеск, царапает стекло, спайность отсутствует. | Магматическое. | Породообразующий минерал щелочных магматических пород, калийная агроруда. | ||
Водные каркасные алюмосиликаты | Кристаллическая решетка имеет большие полости, молекулы воды с ней связаны слабо. | Цеолиты | Обладают способностью к обратимому катионному обмену без разрушения кристаллической решетки. | Гидротермальное, метаморфическое, экзогенное. | Используют для улучшения качества воды. |
Минералы, входящие в состав почв и почвообразующих пород, делят на первичные и вторичные.
Первичные минералы переходят в мелкозем из разрушенных плотных магматических, метаморфических или осадочных пород в процессе выветривания почти целиком. Они сосредоточены во фракциях крупнее 0.001мм, не обладают поглотительной способностью, но составляют основу для вторичного минералообразования. По степени возрастания устойчивости к выветриванию первичные минералы можно поставить в ряд:
1. Карбонаты - кальцит, доломит
2. Оливин
3. Пироксены (авгит)
4. Амфиболы (роговая обманка, актинолит)
5. Биотит, хлорит, эпидот
6. Плагиоклазы средние и основные (анортит, лабрадор, битовнит)
7. Плагиоклазы кислые (альбит, олигоклаз)
8. Калиево-натриевые полевые шпаты (ортоклаз, микроклин)
9. Апатит
10. Кварц
Вторичные минералы представляют собой продукт трансформации первичных минералов или являются новообразованными в процессе почвообразования и выветривания. Они сосредоточены в тонкодисперсных фракциях почв и почвообразующих пород, представлены, главным образом, глинистыми минералами, минералами оксидов Fe и Аl, аллофанами, минералами-солями. К вторичным глинистым минералам относятся минералы группы каолинита, монтмориллонита, хлорита (последние могут быть первичными и вторичными), гидрослюды. Минералы класса оксидов-гидроксидов - гематит, гетит, гиббсит - встречаются в иллювиальных горизонтах подзолистых почв, желтоземах и красноземах. Аллофаны образуются в почвах при взаимодействии кремнекислоты с гидроксидами алюминия, высвобождающимися при разрушении первичных и вторичных минералов. Минералы-соли, наиболее распространенные в почвах, - кальцит, доломит, сода, гипс, ангидрит, галит, а в переувлажненных почвах - сульфиды Fe, вивианит, сидерит.