Классификация и характеристика минералов

Современная классификация минералов основывается на их химическом составе и кристаллической структуре вещества. По этим признакам все минералы разделяются на типы, классы, подклассы, группы и т.д. Среди важнейших классов выделяются, например, самородные элементы, сульфиды и сульфосоли, окислы и гидроокислы, галогенные соединения, силикаты, карбонаты, сульфаты, фосфаты. Из общего числа минералов около 34% приходится на силикаты, около 25% - на окислы и гидроокислы и около 20% - на сульфиды.

В таблице физических свойств (приложение 1) приводится характеристика породообразующих минералов, знание которые и умение их определять обязательно. Обязательно также знание простейших формул минералов, их происхождение и использование. Работая с минералами и таблицей физических свойств нужно быть готовым к тому, что образцы из коллекций минералов и тем более в природе могут не полностью отвечать их табличным свойствам. Например, в таблице для кальцита указан цвет - белый, серый, желтый, голубой, а Вам может встретиться и розовый и даже черный кальцит. Во-вторых, в процессе выветривания многие минералы в той или иной степени утрачивают эталонные свойства – изменяется цвет (побурение за счет окисления), снижаетсятвердость. Поэтому, работая с коллекцией, необходимо проверять все свойства минералов, хотя некоторые из них легко узнаются по одному – двум свойствам.

Самородные элементы

К этому типу относятся самородные металлы (золото, серебро, платина, медь), полуметаллы (мышяк, сурьма, висмут) и неметаллы( сера, графит, алмаз).К породообразующим минералам из этого типа можно отнести только графит. Большинство остальных относятся к рудным минералам в силу своего большого практического значения.

Золото –Au. Золотовстречается в виде зерен неправильной формы или кристаллообразных сростков (дендриты и сетчатые пластинки) включенных в кварцевую или рудную массу (рис.12). Размеры их могут быть самые различные, но чаще встречаются микроскопически мелкие зерна (рис.13). Хорошо образованные отдельные кристаллы золота редки. В россыпных месторождениях нередко встречаются крупные самородки весом от несколько граммов до десятков килограммов. Самый большой самородок в мире - «Плита Хольтермана» - был найден в 1872 году в австралийском посёлке Балалат вблизи Сиднея (рис. 14).

Цветсамородного золота золотисто –желтый ( у богатых серебром разностей – бледно–желтый). Черта металлическая, желтая. Блеск типичный металлический. Твердость 2,5-3,0. Спайность отсутствует ,так как золото очень ковкое и режется ножом. Плотность( удельный вес) 15,6-19,3. От похожих на него пирита и халькопирита отличается по сильному блеску, характерному оттенку цвета и твердостью. Не окисляется на воздухе и не растворяется в кислотах , кроме царской водки.

Медь – Cu. Правельные кристаллы редки. Часто образует неправильныепластинчатыедендриты в трещинах пород или сплошные массы в зонах окисления медносульфидных месторождений.

Цвет самородной меди медно-красный, часто с побежалостью.Черта металлически блестящая ,красная. Блеск типичный металлический. Твердость 2,5-3,0. Спайность отсутствует . Плотность( удельный вес) 8,5-8,9. Легко узнается по цвету, ковкости и удельному весу. Растворяется в разбавленной HNO₃

и HCl.

Сера-S. Кристаллы чаще имеют пирамидальный или усеченнопирамидальный облик (рис. ). Агрегаты– часто встречается в сплошных, иногда землистых массах. В районах вулканических извержений изредка наблюдаются натечные почковидные формы и налеты.

Усамородной серы наблюдаются различные оттенки желтого цвета: соломенный, медовый,серый и бурый. Черта бледно желтая. Блеск на гранях алмазный, в изломе жирный. Твердость 1-2. Спайность несовершенная. Уд. вес 2,05-2,08

Графит –С ( греч. «графо» – пишу). Хорошо образованные кристаллы крайне редки.Они имеют вид шестиугольных пластинок. Агрегаты часто тонкочешуйчатые, реже шестоватые или волокнистые массы (рис.17 .

Цветграфита железно-черный до стально-серого. Чертачерная блестящая. Блескметалловидный; скрытокристаллические агрегаты матовые. Твердость 1. Жирен на ощупь, мажет бумагу и пальцы. Спайность совершенная, удельный вес 2,09-2,23.

Алмаз –С ( «адамас» –непреодолимый) вторая полиморфная модификация углерода. Облик кристаллов октаэдрический, реже кубический и тетраэдрический (рис.18). Образует одиночные вкрапления в ультраосновных породах.

Цвет.Бесцветный водяно – прозрачный или окрашенный в голубой, синий, желтый, бурый и черный цвета. Блеск сильный алмазный.

Твердость 10(в 1000 раз превышает твердость кварца). Спайность средня, Уд. вес 3,47 – 3,56.

1.4.2. Сульфиды

Сульфиды представляют сернистые соединения тяжелых металлов. Они относятся к числу рудных минералов и очень часто обрызуют промышленные скопления в раличных месторождения цветных и черных металлов. Образование сульфидов в основном связано с эндогенными геологическими процессами.

Физические свойства сульфидов приведены в таблице (приложение 4).

Пирит- FeS₂ ( сернистый колчедан) легко узнается по золотисто-желтому цвету, металлическому блеску и высокой твердости. Часто на его поверхности видны радужные и ржавые пленки окисления. От халькопирита легко отличается по твердости, которая большее стекла.

Халькопирит- CuFeS₂(медный колчедан)_. Встречается в виде сплошных или вкрапленных зернистых агрегатов. В отличие от пирита имеет зеленоватую латунно-желтую окраску с характерной радужной побежалостью за счет тонких пленок окисления. Как и пирит обладает металлическим блеском, но низкой твердостью (3,4-4) и легко царапается стеклом или стальной иглой. Черта черная с зеленоватым оттенком.

Галенит -PbS (лат. «галена» - свинцовая руда). Облик кристаллов кубический, иногда с гранями октаэдра. Образует кристаллически зернистые или плотны мелкозернистые аррегаты. В отделиных кристаллах имеет форму кубов

( рис.19).

Кристаллы галенита встречаются только в друзовых пустотах. Обычно он наблюдается в виде зернистых масс или вкраплений неправильной формы (Бетех). Легко узнается по свинцово – серому цвету, металлическому блеску, весьма совершенной спайностью по кубу, низкой твердостью 2-3 и большому удельному весу.

Молибденит – MoS₂( греч. «молибдос» -свинец). Синоним: молибденовый блеск. Кристаллы имеют облик гексагональных табличек и наблюдаются в листоватых и чешуйчатых агрегатах ( рис.20). Иногда встречаются сферолитовые образования и землистые массы серовато черного цвета.

Цвет молибденита свинцово серый. Черта серая с зеленоватым оттенком. Блеск металлический.Твердость 1. Спайность весьма совершенная. Уд. вес.4,7 – 5,0. Жирен на ощупь. Очень похож на графит , от которого отличается болеесильным блеском с синеватым отливом и более светлой зеленоватой чертой на белой бумаге (у графита она черная).

Сфалерит–ZnS(греч. «сфалерос» - обманчивый) - цинковая обманка.

Часто встречается в друзовых пустотах в виде хорошо образованных кристаллов тетраэдрического облика (рис.20).

Агрегаты.Сплошные массы характеризуются зернистой структурой, которая легко распознается благодоря совершенной спойности в зернах сфалерита. Реже встречаются почковидные формы. Цвет обычно бурый или коричневый; часто черный (мартит); реже желтой, красной и зеленоватой окраски. Известны совершенно бесцветные прозрачные разности сфалерита( клейофан).

Черта белая или светло окрашенная в желтые и бурые оттенки. Блеск алмазный, Твердость 3-4. Спайность весма совершенная в шести направлениях.

Киноварь-HgS («кровь дракона»). Встречается в виде мелких таблитчатых

кристаллов или неправильных по форме зерен, иногда в сплошных массах (рис. рис. 21). А также в виде порошковатых примазак и налетов.

Цвет киновари красный, иногда с сероватой побежалостью. Черта крас ная. Блеск алмазный. Твердость 2-2,5. Спайность совершенная. Уд. вес 8,09.

Контрольные вопросы

1. Какие самородные элементы используются в ювелирной промышленности как драгоценные камни?

2. По каким свойствам отличается золото от самородной меди?

3. Как отличить пирит и халькопирит?

4. Назовите отличительные свойства галенита и молибденита; молибденита и графита.

5. Какие минералы используются в качестве руд Mo, Cu, Zn, Pb ??

6. Fe₂O₃, ZnS, HgS, CuFeS₂ – как называются эти минералы?

Галоидные соединения

К галоидным минералам относятся соединения, представленные солями кислот: HF,HCl, HBr и HJ. Соответственно минералы обьединяются в два класса: фториды и хлориды,бромиды,иодиды. Наибольшим распространением в земной коре пользуюся фториды и хлориды но условия их образования резко различны: первые преимущественно эндогенные, а вторые – экзогенные.

Флюорит - CaF₂ («флюорум»).Синоним: плавиковый шпат.Минерал образует кубические или октаэдрические кристаллы . Агрегаты разнообразные, чаще наблюдается в виде вкраплений, друз и сплошных зернистых масс.

Окраскаполихромная: в одном образце наблюдаются оттенки фиолетового, зеленого и других цветов, которые распределяются неравномерно (пятнами или зонами). Блеск стеклянный. Твердость 4. Спайность совершенная.

Легко узнается по форме кристаллов, совершенной спаиности,тусклому стеклянному блеску и твердости.

Галит – NaCl( греч.«галос» - море,соль). Синоним: каменная соль

Плотные и крупнокристаллические агрегаты слагают пласты в горных породах (рис. 23); самосадочная соль – рыхлые, мелкозернистые агрегаты , формирующиеся на дне замкнутых водоемов в климатических зонах с сухим жарким климатом. Окраска часто белая, но различные механические примеси окрашивают галит в различные цвета. Блеск стеклянный, а на выветренных поверхностях – жирный. Твердость 2. Спайность совершенная по кубу. Уд. вес 2,1 – 2,3. Легко растворим в воде. Вкус соленый.

Походит на сильвин, флюорит, кальцит и растворимые в воде сульфаты (сильвин на вкус горько-соленый).

1.4.4. Окислы и гидроокислы (оксиды и гидрооксиды)

В этот тип обьединяются минералы, представляющие собой окислы и гидроокислы металлов или металлоидов.

Кварц - SiO₂ один из наиболее распространенных породообразующих минералов. В природе хорошо ограненные призматические кристаллы образуются, как правило, в пустотах, в которых широко распространены друзы (рис. 24).

Сплошные же массы кварца представляют зернистые агрегаты. Цветкварцасамыйразличный, но обычно встречаются бесцветные, молочно-белые и серые окраски. Важнейшие разновидности кварца: горный хрусталь – бесцветный прозрачный (рис. 24); аметист – фиолетовый; морион– черный; цитрин – золотистый. Блеск стеклянный и жирный на сколах. Обладает высокой твердостью- 7, несовершенной спайностью,раковистым изломом и горизонтальной штриховкой на гранях призмы. Уд. вес 2,65.

Образование кварца связано, главным образом, с эндогенными процессами : магматическим, пневматолитово – гидротермальным; метаморфическим.Он является основным породообразующим минералом кислых и в меньшей степени средних интрузивных пород, многих пород регионального, контактового метаморфизма и рудных месторождений.

Кварц тесно ассоциирует с полевыми шпатами, слюдами, сульфидами,

Применяется в стекольной промышленности, оптике, в ювелирном деле и др.

Халцедон –SiO₂ скрыто кристаллическая разновидность кварца, окрашенная в самые разнообразные цвета. Как правило, образует плотные массы, секреции, жеоды, почковидные натечные агрегаты. По характеру агрегатов и окраске выделяют несколько разновидностей:

· сердолик – красный, хризопраз – зеленый, яшма –различно окрашенный, гелиотроп–зеленый с ярко – красными пятнами;

· агат– халцедон с концетрическим зональным строением (рис. 25);

· оникс – агат, имеющий концентрические зоны белого цвета;

Чертыне дает; блеск матовый,твердость 6,5 ; спайность несовершенная; излом раковистый.

Уд. вес 2,65.

Халцедон образуется чаще всего при вулканизме в поствулканическую стадию.

Опал – SiO₂· nH₂O обычно образует натечные плотные массы, а также - рыхлые агрегаты ( трепелы и опоки).

Твердость 5 – 5,5; бывает окрашен в желтые, бурые, красные, зеленые и черные цвета; Блеск – стеклянный (у пористых масс восковый или матовый); Спайность - несовершенная, излом – раковистый. Уд. вес – 1,9-2,5.

Разновидности: благородный опал – обладает красивой игрой цветов -опалесценцией (рис. 26), моховой опал – содержит дендриты гидроокислов марганца(рис. 7). Опал походит на халцедон, от которого отличается меньшей твердость и блеском.

Происхождение опала в большинстве случаев экзогенное,связанное с химическим разложение силикатов и алюмосиликатов в процессе выветриванием различных горных пород, а также с осадконакоплением фрагментов некоторых одноклеточных организмов (диатомей, радиолярий и др.) и золей кремнезема в прибрежных зонах морских бассейнов. Может отлагаться в миндалинах и жеодах в эффузивных породах при вулканическом процессе, а также из низкотемпературных гидротермальных источников и гейзеров в виде гейзерита.

Благородные опалы используются как поделочные камни в ювелирном деле, а трепелы и опоки – как фильтры, для теплоизоляции, при производстве цемента и жидкого стекла, как абразивный материал.

Гетит – HFeO₂ и Лимонит - HFeO₂·nH₂O обычно встречаются вместе в смеси с гидроокислами кремния, глинистыми частицами, образуя бурые железняки. Кристаллы гетита крайне редки. Обычно он наблюдается в натечных агрегатах с радиально – лучистым или параллельноволокнистым строением. Лимонит же образует землистые порошковатые, шлаковидные пористые массы, а также встречается в виде оолитов, бобовин и конкреций.

Цвет гетита и лимонита темнобурый до черного. Землистые и порошковатые агрегаты лимонита обладают светлым желто- бурым цветом (рис. 27). Черта – ржаво – бурая; блеск гетита полуметаллический и алмазный на гранях кристаллов и матовый ( в агрегатах). Твердость гетита - 4,5 – 5,5 (у лимонита от 1до 5). Спайность совершенная в кристаллах гетита и весьма несовершенная у лимонита, Уд. вес у гетита 4 -4,5, у лимонита 3 -4.Гетит и лимонит легко узнаются по морфологии агреготов, ржаво-бурой черте и желто-бурым охристым примазкам. Гетит и лимонит образуются в процессе гидролиза солей при окислении и разложении железосодержащих минералов: сульфидов, карбонатов, силикатов и др., в которых железо находится в двухвалентной форме. Их образование связано также с процессом осадконакопления гидроокислов железа.

Бурые железняки - важная руда для получения железа.

Гематит – Fe₂O₃ (от греч. «гематикос» - кровавый). Синонимы: железный блеск, железная слюдка, красный железняк. Форма кристаллов пластинчатая, таблитчатая(рис. 28).

Агрегаты. Часто встречается в плотных кристаллических массах, листоватых и чешуйчатых агрегата. Почкообразные формы с радиальноволокнистым строением и блестящей поверхностью называются «красной стеклянной головой» (рис. 29).

Цвет кристаллических разновидностей стально-серый до черного, землистых скрытокристаллических — матово-красный до ярко-красного. В тонких сколах просвечивает кроваво-красным. Черта вишнево-красная, красновато-коричне вая. Блеск металлический до полуметаллического и матового; иногда встречается синеватая побежалость. Твердость 5-6 (в землистых агрегатах падает до 1), хрупок. Спайность несовершенная, но проявляется отдельность по ромбоэдру. Уд. вес 5,3.

Происхождение гематита часто эндогенное , связанное с гидротермальным процессом и метаморфизмом. В зкзогенных условиях образуется за счет изменения других железосодержащич минералов. Диагностические признаки. От сходных киновари,магнетита, гётита отличается вишнево-красной чертой и формой кристаллов (пластинки, чешуйки), от гетита — высокой твердостью, от магнетита — отсутствием магнитности. Практическое значение. Гематитовые руды являются важнейшими рудами железа. Содержание железа в них 50-65%. Порошок чистого гематита используется в качестве минеральной краски, а также для полировки золотых изделий. Кристаллы и плотные массы гематита употребляют как поделочный камень-кровавик.

Магнетит – FeO· Fe₂O₃ или Fe₃O₄. Кристаллы имеют октаэдрическую, реже ромбододекаэдрическую форму, Образует сплошнве зернистые массы или вкрапления отдельных зерен, друзы в пустотах (рис. 30).

Цвет черный, черта бархатисто черная, блеск полуметаллический, непрозрачен, твердость 5,5 – 6,0, спайность несовершенная, уд. вес 5,0. Обладает сильными магнитными своствами.

Происхождение разнообразное эндогенное (магматическое, гидротермальное, контактово-метасоматическое и регионально-мета-мофическое).

Магнетитовые руды, как и гематитовые, являются важнейшими рудами железа.

Контрольные вопросы:

1. Какие минералы используются в ювелирной промышленности как драгоценные камни?

2. По каким свойствам отличается флюорит от галита?

3. Как отличить опал и кварц?

4. Назовите отличительные свойства лимонита и гетита

5. Какие минералы используются в качестве руд Fe ?

6. Как отличить магнетит и гематит?

7. Fe₂O₃, HgS, CaF – как называются эти минералы?

8. Что называется «красной стеклянной головой» ?

9. Перечислите разновидности халцедона.

Силикаты и алюмосиликаты

Минералы этого класса являются породообразующими для все магматических, метамофических и некоторых осадочных пород. Диагностическая характеристика их физических свойств приведена в таблицах приложения1.

Основой кристаллической структуры силикатов является кремнекислородный тетраэдр [SiO₄]^4-, в котором ионы кремния располагается в окружении четырех ионов кислорода (рис. 31). В зависимости от типа сочленения тетраэдров в кристалических решетках в классе силикатов выделяется несколько подклассов. Строение некоторых показано на (рис. 32).

Подробная характеристика их строения расматривается в самостоятельном курсе «Минералогия».

Оливин(перидот) – ( Fe,Mg )₂[SiO₄] относится к островнымсиликатам. Кристаллы редки и имеют изометричную форму. Обычно встречается в виде зернистых агрегатов в ультраосновных и основных породах. Легко узнается по бутылочному (оливково-зеленому) цвету, стеклянному блеску, твердости (6,5-7), зернистым агрегатам. Тесно ассоциирует с пироксенами, основными плагиоклазами, магнетитом и др. От зеленого апатита отличается более высокой твердостью.При гидротермальном изменении замещается серпентином. Прозрачная разновидность хризолит используется в ювелирных украшениях (рис33).

Группа гранатов. Вэту группу входят минералы с общей формулой

R₃R₂[SiO₄]_3, где R₃²⁺- Mg,Fe,Mn; R₂³⁺ - Cr Al,Fe. Минералы этой группы

обьеденины в два ряда:

1. Альмандиновый –алюминий содержащие гранаты:

· Пироп Mg₃Al₂[SiO₄]₃ –темно-красный, розовато-красный

· Альмандин Fe₃Al₂[SiO₄]₃ – красный, буро-красный

· Спессартин Mn₃Al₂[SiO₄]₃-темно-красный,оранжево-желтый

2. Андрадитовый - кальций содержащие гранаты:

· Уваровит Ca₃Cr₂[SiO₄]₃ – изумрудно-зеленый

· Гроссуляр Ca₃Al₂[SiO₄]₃ – светло-зеленый

· Андрадит Ca₃Fe₂[SiO₄]₃ –бурый, буровато-зеленый

Для гранатов андрадитового ряда характерны друзы, зернистые и плотные агрегаты, а для альмандинового –вкрапленники отдельных кристаллов.

Наиболее распространенные формы кристаллов у гранатов –ромбододекаэдры и тетрагонтриоктаэдры (рис. 34). Гранаты отличаются

высокой кристаллизационной способностью и поэтому часто встречается в виде правильных округлых многогранников и даже в сплошных массах нередко видны отдельные грани неоформленных полностью кристаллов со следами роста в виде полосчатой окраски.

Гранаты обладают высокой твердостью (6,5-7,5) и не дают черту. Блеск стеклянный на гранях и жирный на сколах; спайность несовершенная. Уд. вес 3,5-4,2. ). В образцах легко узнаются по форме кристаллов, высокой твердости, жирному в изломе блеску, штриховки на гранях по диагонали ромба.

Происхождение гранатов эндогенное: контактово – метасоматическое ( в скарнах), магматическое (в пегматитовых жилах) и метаморфическое (в кристаллических сланцах). Прозрачные и красиво окрашенныеграныты используются в ювелирном деле (как полудрагоценные камни). Около 90% гранатов идет на изготовления абразиных материалов.

Эпидот - Ca₂(Fe,Al₃)[Si₂O₇] [SiO₄]O(OH).Обликкристаллов эпидота призматический, вытянутый с продольной штриховкой, иногда шестоватый

В пустотах помимо друз часто образует сплошные зернистые, радиальнолучистые или параллельношестоватые агрегаты (рис.35). Цвет эпидота зеленый различных оттенков (фисташково – зеленый), черты не дает так как твердость 6,5, блеск стеклянный. Спайность совершенная. Излом занозистый.

Образуется в связи с гидротермальными процессами, в контактово-метасоматических месторождениях. Как породообразующий минерал особенно характерен для метаморфических пород ( зеленых сланцев).

Группа пироксенов- обширная группа цепочечных силикатов с общей формулой - R₂[Si₂O₆], где R –Ca,Mg,Fe, иногда Mn (диопсид,геденбергит, авгит, эгирин, энстатит и др). Кристаллизуются в ромбической и моноклинной сингониях, образуя короткостолбчатые кристаллы. Являются породообразующими минералами большинства магматических и метаморфических горных пород.

Авгит - Ca(Mg,Fe, Al)₂[(Si,Al)₂O₆]. Название происходит от греческого слова«auge - блеск», из-за сильного блеска на плоскостях спайности. Образует

короткостолбчатые, таблитчатые кристаллы (рис.35) и зернистые сплошные агрегаты.

Цвет: черный, буро-черный, реже темно-зеленый; цвет черты серовато-зеленый; спайность совершенная в двух направлениях под углом 90° (рис. 35); излом неровный, раковистый; блеск матовый, стеклянный, тусклый. Твёрдость 5,5-6;Уд. вес 3.3-3. 6; Особые свойства: Авгит хрупок; встречается в ассоциации с ортоклазом, лабрадором, оливинами, амфиболами и другими пироксенами.

Происхождение. Авгит образуется в условиях магматического процесса минералообразования в основных, реже ультраосновных интрузивных и эффузивных породах; известен в метаморфических породах высоких ступеней регионального метаморфизма.

Эгирин – NaFe[Si₂O₆].Название по имени Эгир - испанского «бога моря». Важнейший породообразующий минерал щелочных изверженных пород.

Кристаллы обычно длиннопризматические столбчатые или игольчатые с вертикальной штриховкой на гранях ( рис.36). В сплошных массах- шестоватые, радиальнолучистые. Цвет: черный, зеленовато-черный; черта: светло-зеленая; блеск стеклянный. Твердость5,5-6. Спаиность совершенная по призме с углом 87°. Уд.вес 3,4-3,6. Тесно ассоциирует с нефелином, полевыми шпатами, сфеном, щелочными амфиболами. Генезис: магматический, пегматитовый.

Группа амфиболов- обширная группа ( около 60 минералов) ленточных силикатов с общей формулой – R₇²⁺(OH)₂[Si₄O₁₁]₂, где R – Ca, Mg, Fe. Кроме этого в состав амфиболов могут входить трехвалентные Al и Fe и одновалентный Na.

Все они близки по своим физическим свойствам, хотя кристаллизуются в ромбической и моноклинной сингониях. Облик кристаллов обычно прзматический, столбчатый. Макроскопически очень похожи на пироксены, от которых отличаются более вытянутой формой кристаллов, более сильным стеклянным блеском. У амфиболов лучше проявляется совершенная спайность в двух направлениях под тупым (124°) или острым (56°) углом, а у пироксенов под прямым углом (87°). Поперечные (к плоскостям спайности) сечения у пироксенов – квадратные (рис.35), а у амфиболов –ромбические (рис. 37). Из группы амфиболов опишем только тремолит, актинолит и роговую обманку.

Роговая обманка - Ca₂Na(Mg, Fe²⁺)₄(Al, Fe³⁺)[Al,Si₄O₁₁]₂(OH, F)₂.

Кристаллы призматические, столбчатые, в поперечном сечении в виде ромба (рис.37). Агрегаты зернистые, шестоватые. Цвет: зеленый и бурый различных оттенков, иногда до черного; черта бледно – зеленая; блеск стеклянный; твердость 5,5-6; спайность совершенная по призме под углом124° (рис.37). В мелких же кристаллах роговая обманка узнается только в случае явной их вытянутости.

Парагенезис: плагиоклазы, пироксены, ортоклаз, биотит, кварц.

Генезис: магматический, контактово-метасоматический, метаморфический, поэтому она как породообразующий минерал отмечается во многих магматических, и метаморфических породах.

Тремолит- Ca₂Mg₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂ и

Актинолит - Ca₂ (Mg, Fe)₅[Si₄O11]₂(OH)₂ -(лучистый камень).

По многим физическим свойствам эти два амфибола совершенно аналогичны и отличаются главным образом окраской.

Кристаллы по форме длиннопризматические, игольчатые, волосовидные;

Агрегаты: шестоватые, тонколучистые, волокнистые (рис. 38);

Цвет светло-серый, белый у тремолитаи зеленый различных оттенков у актинолита; блеск стеклянный. Твердость, спайность такие же, как у роговой обманки.

Парагенезис: кальцит, доломит, хлорит, альбит, кварц, эпидот, тальк.

Генезис: метаморфический, гидротермальный.

Слоевые силикаты.В кристаллических решетках минералов этого класса три атома кислорода каждого смежного тетраэдра являются общими. Сочлененные тетраэдры образуют плоские листы (рис. 32Д), состоящие из шестичленных колец, в вершинах которых располагаются ионы кремния. Подобная связь является основой всех слюд и глинистых минералов.

Общая формула этого класса: R(Al,Mg,Fe²⁺³⁺) [Si₄O₁₀](OH, F)₂, где R– в основном, K.

Группа слюд. Минералы этой группы слагают многие магматические и метаморфические гор ные породы. Некоторые из них имеют важное практическое значение. Слоистое строение кристаллической решетки обуславливает замечательные свойства этих минералов: гексогональный (или псевдогексогональный) облик кристаллов; способность расщепляться на тонкие листочки, что проявляется в весьма совершенной спайности; невысокой 1-3 твердости и перламутровому блеску. Наиболее важными минералами этой группы являются мусковит, биотит, хлорит, серпентин,каолинит (приложение1).

Мусковит –KAl₂(OH, F)₂[AlSi₃O₁₀].Узнается по серебристо – белой окраске, которая может быть с оттенками сероватого, зеленоватого, желтоватого цвета.Черта белая; в тонких пластинках просвечивает. Твердость2-3.Разновидности: серецит – тонкочешуйчатый агрегат мусковита; фуксит - изумрудно-зеленого цвета, за счет примеси хрома.

Биотит – K(Mg,Fe₃)(OH,F)₂[AlSi₃O₁₀].Черная железомагнезиальная слюда, нередко с буроватым или зеленоватым оттенком.Черта сероватая, блеск стеклянный. В тонких пластинках просвечивает. Твердость 2-3

Хлориты– (Mg,Fe)₅Al(OH)₈[AlSi₃O₁₀]. Многочисленная группа ( свыше 30) минералов – алюмосиликатов железа, магния, алюминия. Образуют чешуйчатые, листоватые агрегаты и сплошные массы темно – зеленого цвета, черта светло- зеленоватая, блеск восковый или перламутровый, твердость 2 -2,5. Хлориты широко распространены в породах и образуются в условия низкотемпературной гидротермальной деятельности и низких ступенях метаморфизма (хлоритовые сланцы).

Для слюд биотита и мусковита характерна пластинчатая, листоватая, чешуйчатая форма кристаллов; биотит в мелких зернах часто путают с роговой обманкой и пироксеном, от которых он отличается явным глянцевым блеском и низкой твердостью

Серпентин – Mg₆(OH)₈[Si₄O₁₀].Встречается в виде сплошных скрытокристаллических масс иногда с тонкими прожилками асбеста. Окраска неоднородная, пятнистая от желтовато-зеленой до темно-зеленой. Блеск стеклянный, жирный, у бледно-зеленой плотной разновидности (офита) – восковый. Черта светлая белая. Твердость 2,5-4. Образуется при метаморфизме ультраосновных интрузивных и магнезиальных карбонатных пород под воздействием гидротермальных растворов. Серпентинизированные красиво окрашенные породы используются как поделочный и облицовачный камень, как сырье для изготовления огнеупорных кирпичей для черной металургии (рис. 40).

Хризотил-асбест (от греч. «хризос» -золото, «тилос» -волокно) является тонковолокнистой разновидностью серпентина, в сплошной массе которого асбест образует прожилки, в которых его волокна располагаются перпендикулярно к стенкам. Длина волокон может достигать несколько сантиметров.

Цвет хризотил –асбеста зеленовато –желтый, белый; блеск шелковистый иногда с золотистым отливом. Твердость 2 -3. Расщепляется на тончайшие эластичные и прочные волокна. Используется как огнеупорный и тепло-звукаизоляционный материал (рис. 41).

Каолинит –Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ .Встречается в виде скрытокристаллических землистых рыхлых или плотных масс, которые называют каолиновыми глинами. Кристаллы крайне редки и можно увидеть только при большом увеличении в микроскопе ( рис. 42). Цвет белый, нередко с желтоватым, буроватым оттенком. Черта белая, блеск матовый, твердость 1. Излом землистый. Уд. вес 2,6. Жирный на ощупь, липнет к языку и при насышении водой очень пластичный.

Образуется в экзогенных условиях при химическом выветривании магматических и метаморфических пород. Широко используется в промышленности: бумажной, строительстве, керамическом производстве и в приготовлении буровых растворов.

Группа полевых шпатов(каркасные силикаты).Кристаллические структуры этих минералов образуют трехмерные каркасы, в которых каждая вершина смежных кремне- и алюмокислородных (SiAl)O₄ тетраэдров является общей. С химической точки зрения эти минералы представляют собой безводные алюмосиликаты калия, кальция и натрия, характерной особенностью которых является способность образовывать изоморфные смеси.По химическому составу делятся на натриево-кальциевые (плагиоклазы) и кали- натриевые или просто (калиевые) полевые шпаты. Минералы этой группы являются наиболее распространенными в земной коре и составляют в ней около 50% по весу, так как слагают большинство магматических и метаморфических пород.

Полевые шпаты кристаллизуются в моноклинной и триклинной сингониях и обладают многими общими свойствами: окраска минералов в большинстве случаев светлая, т.к. они не содержат в своем составе катионов-хромофоров (Mg, Fe, Mn, Al и др.); твердость колеблется в пределах 6-6,5; спайность совершенная по нескольким направлениям под прямым или близким к прямомууглом . Агрегаты зернистые, вкрапленные, таблитчатые, реже образуют друзы.

Плагиоклазыпредставляют изоморфную смесь альбита – Na[AlSi₃O₈] и анортита – Ca[Al₂Si₂O₈]:

«Плагиоклаз» в переводе с греческого – косораскалывающий; альбит от латышского слова «альбус» , что означает «белый»; «Анортус» по- гречески - косой [А.Г.Бетехтин,1956]. Точное определение разновидностей плагиоклазов вожможно по оптическим свойствам под микроскопом, но некоторые из них ( альбит и лабродор) легко отличаются макроскопически по цвету.

Плагиоклазы (Pl)		Ab%	An%	По cодержанию SiO2
Альбит	Na[AlSi3O8]	100-90	0-10	Кислые
Олигоклаз	(Na,Ca)[AlSi3O8]	90-70	10-30
Андезин	(Na,Ca)[AlSi3O8]	70-50	30-50	Средние
Лабродор	(Na,Ca)[AlSi3O8]	50-30	50-70	Основные
Битовнит	(Ca,Na)[Al2Si2O8]	30-10	70-90
Анортит	Ca[Al2Si2O8]	10-0	90-100

Альбит – Na[AlSi₃O₈] чаще образует мелкозернистые агрегаты и обладает белой или серовато-белой окраской. Разновидности: «лунный камень» - кислый Pl, обладающим нежносиневатым отливом, авантюрин или «солнечный камень» - кислый Pl, обладающий искристо-золотистым отливом

Лабродор – (Na,Ca)[AlSi₃O₈]-темный плагиоклаз от зеленовато- серого до черного цвета с характерной ирризирующей окраской в голубовато- синих тонах (рис.10).

Происхождение плагиоклазов в основном магматическое. Используются они как керамическое сырье, а лабродор как поделочный и облицовочный камень. При процессах регионального метаморфизма происходит образование кристаллических сланцев, преимущественно альбитового состава, т.к. кальциевые плагиоклазы менее устойчивы. В процессе выветривания плагиоклазы полностью разрушаются.

Начинающие часто путают 3 белых минерала – кварц, кальцит и плагиоклаз. Нужно помнить, что кварц тверже стекла и обладает несовершенной спайностью, плагиоклаз тоже тверже стекла, но с совершенной спайностью, а кальцит значительно мягче стекла и с четкой совершенной спайностью по трем направлениям. Плагиоклаз от ортоклаза отличается только белым цветом.

Калиевые полевые шпаты (КПШ).Главными представителямиэтой группы минералов являются ортоклаз и микроклин.

Ортоклаз – K[AlSi₃O₈]по- гречески – прямораскалывающий ( угол между спайностями равен 90°). Облик кристаллов чаще всего призматический, таблитчатый (рис.43). Часто образует кристаллически зернистые агрегаты. Цвет ортоклаза от светло- серого до темно- розового, блеск стеклянный, твердость 6, спайность совершенная под углом 90°, уд. вес 2,8-2,9.

Микроклин – K[AlSi₃O₈] макроскопически не отличается от ортоклаза, за исключением одной разновидности –амазонита, который имеет зеленый цвет. В пегматитовых жилах часто образует крупнокристаллические агрегаты, а также друзы хорошо образованных кристаллов с дымчатым кварцем ( рис.44 ).

Нефелин- (Na)[AlSi0₄]от греческого «нефели» - облако. Относится к более бедным кремнеземом алюмосиликатам. Является породообразующим минералом в щелочных магматических породах , богатых натрием. Облик кристаллов призматический. Короткостолбчатый. Встречается в виде зернистых агрегатов или вкраплений зерен неправильной формы. Цвет чаще серовато-белый с желтоватым, буроватым, красноватым и зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный, а на сколах жирный. Твердость 5-6. Спайность несовершенная.

В нефелиновых породах в ассоциации с ним встречаются эгирин, щелочные полевые шпаты(альбит, микроклин), щелочная роговая обманка ( рис.45) и пордукты гидротермального изменения нефелина- канкринит, содалит и цеолиты.

1.4.6. Карбонаты. Минералы этого класса являются солями угольной кислоты, в которых анион [CO₃]^2-способен давать устойчивые соединения с катионами двухвалентных металлов: Mg, Fe, Zn, Mn, Ca, Sr, Pb, Ba и др. В земной коре на их долю приходится около 1,7 вес.%, они входдя в состав осадочных, метаморфических пород и рудных жил, многие из них сами являются рудными минералами (А.К. Соколовский,2006).

Кальцит-CaCO₃Кристаллы имеют облик призм, ромбоэдров, скаленоэдров, табличек, пластин (рис.46). Часто образует зернистые, натечные (сталактиты, сталагмиты), плотные, землистые агрегаты, а в пустотах – друзы (рис. 46).

Цвет кальцита белый с различными оттенками (желтого, розового, синего). Бесцветная его разновидность, для которого характерно двойное лучепреломление, называется исландским шпатом. Черта белая, блеск стеклянный, твердость 3, спайность совершенная в трех направлениях по ромбоэдру,

излом ступенчатый, уд. вес 2,7.

Полиморфная модификация кальцита, кристаллизующаяся в ромбической сингонии и обладающая такими же свойствами, называется арагонитом.

Кальцит и арагонит реагируют с разбавленной HCl с бурным выделением пузырьков CO₂. Происхождение кальцита как экзогенное, так и эндогенное. Он является породообразующим минералом многих осадочных (известняки, мергели, мел) и метаморфических (мраморы) карбонатных пород, часто встречается в скарнах и гидротермальных кварцевых жилах. Применяется в производстве стройматериалов, в металлургическом производстве, исландский шпат в оптике.

Доломит-CaMg[CO₃]₂.Кристаллы крайне редки и имеют ромбоэдрический облик.Агрегаты обычно кристаллически-зернистые, часто пористые, реже почковидные. Цвет доломита серовато-белый, иногда с желтоватым, буроватым оттенком. Блеск стеклянный. Твердость 3,5-4. Спайность как у кальцита совершенная по ромбоэдру в трех направлениях.

Доломит также взаимодействует с HCl, но в отличие от кальцита, реакция

протекает не так бурно и заметна только в пределах черты ( доломит « шипит» в черте),что позволяет легко их различать.

1.4.7. Сульфатыявляются солями серной кислоты, в которы роль аниона выполняет [SO₄]^2-, а катионы предсталены Ba,Sr,Pb,Ca, Na,K,Fe,Mg и др.Среди сульфатов есть водные и безводные минеральные виды. Их количество в земной коре незначительное. Наиболее распространены, как породообразующие минералы, из этого класса водный сульфат Ca –гипс и безводный – ангидрит.

Гипс –CaSO₄·2H₂O.Характерны пластинчатые кристаллы и двойники в виде ласточкино хвоста (рис.47). Часто образует зернистые и друзовидные агрегаты. Параллельноволокнистые массы гипса с шелковистым отливом называют селенитом (рис. 47).

Цвет гипса белый.Часто водяно-прозрачный и бесцветный, но иногда бывает окрашен в серый, желтый, бурый и черный цвета (Бетехтин). Блеск стеклянный,а на плоскостях - спайности перламутровый отлив. Черта балая.

Твердость 2, Спайность весьма совершенная, излом пластинчатый, у селенита – занозистый. Уд. вес 2,3. При температуре37-38°С обладает заметной растворимостью в воде.

Ангидрит- CaSO₄безводны сульфа кальция. Хорошо образованные кристаллы редки и в основном наблюдается в сплошных зернистых массах. Цвет такой же как у гипса. Твердость 3-3,5. Спайность совершенная в одном и средняя в двух направлениях. Уд.вес 2,8-3. В присутствии воды постепенно переходит в гипс, увеличиваясь до 30% в обьёме (от гипса отличается по твердости т.к. не царапается ногтем).

Происхождение гипса и ангидрита в основном осадочное ( как продукт химических осадков в лагунах). Ангидрит, также как и гипс, используется припризводстве цемента, а также в медицине и химической промышленности.

1.4.8. Фосфаты –это соли фосфорной кислоты. Большинство минералов этого класса относятся к редким. К породообразующим минералом относится только апатит.

Апатит- Ca₅[PO₄]₃(F,Cl)встречается ввиде хорошо образованных кристаллов имеющих форму шестигранных призм ( рис. 48 ) вросших или наросших в пустотах. Широко распространены также зернистые, плотные, сахоровидные агрегаты. В осадочных породах очень часто апатит совместно с другими минералами слагает конреции, которые называются фосфоритами.

Цвет апатита бесцветный, белый, но чаще бледно-зеленый до изумрудно-зеленого, голубой, желтый, бурый, фиолетовый.Черта светлая, блеск стеклянный, на сколах жирный. Твердость 5. Спайность несовершенная. Уд. вес 3,18- 3,21. Происхождение апатита в основном эндогенное. Он присутствует во многих интрузивных щелочных породах, пегматитах и контактово- метасома-тических оброзованиях.

Фосфорит – осадочная порода, состоящая из апатита, кальцита, гипса, кварца и других примесей. Образует плотные агрегаты и конкреции с радиально-лечистым внутренним строением (рис. 6). Цвет от зеленовато-серого до почти черного; черта зеленовато-серая; блеск матовый, жирный. Уд. вес 3,2.

Фосфориты и апатит применяются в производстве удобрений и в химической промышленности.

Глава 2

Горные породы