Породообразующие минералы

Земная кора сложена горными породами, которые состоят из минералов. Изучением минералов занимается наука минералогия. В настоящее время существует два вида минералов: природные и искусственного происхождения, созданные человеком. Мы рассматриваем только природные минералы.

Минерал (лат. «minera» – руда) – химическое соединение, образующееся в результате естественных физико-химических и геологических процессов в земной коре или на ее поверхности. В земной коре содержится несколько тысяч минералов и их разновидностей, но только около сотни из них наиболее часто встречаются и в больших количествах входят в состав горных пород. Эти минералы называются породообразующими. Минералы, содержание которых в породах незначительно (менее 5 %) называются акцессорными.

По способу образования минералы могут быть объединены в две группы:

– эндогенные, образующиеся на различных глубинах за счет внутренней энергии Земли в результате кристаллизации магмы и преобразования первичных минералов в условиях высоких давлений и температур;

– экзогенные, образующиеся за счет внешней (солнечной) энергии в результате процессов выветривания (воздействие атмосферы, гидросферы, биосферы) разнообразных пород.

В природных условиях минералы находятся преимущественно в твердом состоянии. Жидкие минералы встречаются редко (самородная ртуть, нефть, вода) и совсем редко – газообразные (углекислый газ, газы нефтяных месторождений).

Каждый минерал обладает определенным химическим составом и определенной кристаллической структурой, т.е. закономерным расположением в пространстве элементарных частиц (молекул, атомов, ионов). В зависимости от особенностей химического состава и кристаллической структуры минералы образуют многогранники различной формы, называемые кристаллами (рис.6). Эти характеристики минералов обусловливают все физические свойства, такие как цвет, блеск, твердость и т.д.

Рис. 6 Кристаллическая решетка минерала галита (NaCl)

Иногда минералы имеют неупорядоченное строение, когда атомы и ионы, их составляющие располагаются беспорядочно, хаотично. Минералы с таким строением называются аморфными.

Формы нахождения минералов

Исходя из того, что любое тело в пространстве имеет три измерения можно выделить три основные формы кристаллов:

Изометрические формы – формы, имеющие близкие размеры во всех направлениях (рис.7). Кубы пирита, галита .

Рис. 7 Изометрические формы кристаллов

а – кубический кристалл пирита, б - октаэдрический кристалл магнетита

Пластинчатые формы – формы, развитые в двух направлениях больше, чем в третьем (рис. 8). Сюда относятся таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы слюды, хлорита, графита.

Рис. 8 Пластинчатые формы кристаллов

(таблитчатый кристалл гематита и таблитчатый кристалл мусковита)

Призматические формы – формы, развитые в одном измерении больше, чем в двух других (рис. 9). К этой группе относятся призматические кристаллы пироксена, кварца Шестоватые формы – гипс (селенит). Волокнистые формы – формы, развитые в одном направлении несоизмеримо больше, чем в двух других (асбест).

Рис. 9 Призматические формы кристаллов

В результате процесса замещения или растворения с последующим заполнением пустот, кристаллические формы, принадлежащие одному минералу, оказываются иногда представленными другим минералом. Подобные образования называются псевдоморфозами.

Минеральные агрегаты.В природе чаще встречаются не единичные кристаллы минералов, а скопления или срастания различной формы зерен. Эти скопления называются минеральными агрегатами. Агрегаты бывают мономинеральными, т.е. состоящими из зерен одного минерала, и полиминеральными, сложенными несколькими различными минералами. Выделяют несколько видов минеральных агрегатов:

Зернистые агрегаты обладают наибольшим распространением в земной коре. В зависимости от формы слагающих зерен различают собственно зернистые (состоящие из изометричных зерен), а также пластинчатые, листоватые, чешуйчатые, волокнистые, игольчатые, шестоватыеи другие агрегаты. По величине зерен можно выделить агрегаты:

– гигантозернистые – более 10 мм в поперечнике,

– крупнозернистые – 5 мм – 10 мм,

– средние – от I – 5 мм,

– мелкозернистые – с зернами менее 1 мм.

Землистые агрегаты – порошковатые, рыхлые, мягкие, аморфного или скрытокристаллического строения, обычно пачкают руки, легко распадаются на мелкие комочки, сажистые (черного цвета) или охристые (желтого, бурого и других ярких цветов). Образуются в процессе химического выветривания. Примером является минерал каолинит и лимонит.

Натечные формы выделений минералов образуются на стенках пустот при медленном испарении или охлаждении поступающих туда растворов. Эти образования имеют разнообразную форму: почковидную, гроздевидную, неправильную, цилиндрическую. Натеки, свисающие в виде сосулек со сводов пустот, называются сталактитами, а поднимающиеся им навстречу со дна пустот, называются сталагмитами, срастаясь, они образуют столбы. Характерным примером натечных образований являются лимонит, малахит, кальцит.

Друзы – это сростки кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию. Свободные концы кристаллов обычно хорошо огранены (друзы кварца, гипса). Примером могут служить довольно часто встречающиеся друзы кристаллов пирита или кварца.

Секреции – образуются в пустотах изометрической формы путем концентрического наслоения минералов на стенках пустот, т.е. рост происходит от периферии к центру. Отличаются концентрически-зональным строением (мелкие секреции в излившихся вулканических породах называют миндалинами, крупные – жеодами). Чаще всего жеоды встречаются из халцедона, кварца и кальцита.

Конкреции – шарообразные или неправильной формы стяжения и желваки, рост которых происходит от центра к периферии, образующиеся в рыхлых осадочных породах.

Оолиты (греч. – яйцо) – мелкие стяжения сферической формы от долей миллиметра до нескольких миллиметров, образующиеся путем наслоения коллоидного материала на песчинки.