Минералдардың негізгі класстары

Қазіргі уақытта минералдарды олардың кристаллдық құрылысына және химиялық құрамына байланысты жіктейді.

Химиялық құрамына сәйкес минералдарды 9 классқа бөледі:

I. Силикаттар (олардың құрамына кремний кiредi).

II. Тотықтар мен гидрототықтар

III. Карбонаттар

IV. Фосфаттар

V. Сульфаттар

VI. Галоидты қосылыстар

VII. Нитраттар

VIII. Сульфидтер

IX. Саф элементтер

Силикаттар класы. Силикаттар жер қыртысындағы ең кең тараған минералдар. Оған келесі топтар жатады: кремнезем тобының минералдары, дала шпаттары, фельдшпатидтер, ортосиликаттар, метасиликаттар, сулы алюмосиликаттар.

Кремень. Кремнеземның кең тараған түрі. Химиялық құрамы SiO₂. Қаттылығы 7. Меншікті салмағы 2,6. Сынығы ойылмалы. Мөлдір емес. Түсі сары, қара, сұр ж.б. Құрышқа соғылса жарқылдайды да сипатты иіс пайда болады.

11- сурет. Дала шпаттары – минералдардың кең тараған тобы.

Дала шпаттары (11-сурет). Ортоклаз. Химиялық құрамы [К(Al, Si₃O₈)]. Қаттылығы 6. Меншікті салмағы 2,54-2,57. Жылтырлығы шынылы. Түсі ақ, қызғылт, сұр. Сызығы ақ. Моноклинды сингония. Кристалл ретінде магмалық тау жыныстар ішінде кездеседі. Гранит пен сиенитте, метаморфты тау жыныстар ішінде кездеседі. Мүжілгенде каолинге алмасады. Жетілген жымдастығы бар.

Лабрадор. Бұл негізгі магмалық және амфиболиттер құрамына кіретін бастапқы минерал. Қаттылығы 6. Тығыздығы 2,7...2,72. Түсі сұр және көкшіл сұр. Жылтырлығы шынылы, жымдастығы жетілген, триклинді сингония. Мүжілу үрдісінде балшықты минералға айналады.

Альбит [Na (Al, Si₃O₈)] – бұл бастапқы минерал, магматикалық және метаморфты тау жыныстарының құрамына кіреді және шөгінді жыныстарда да кездеседі. Қаттылығы 6...6,5, тығыздығы 2,62...2,65, түсі ақ, сарғыш немесе сұр, жылтырлығы шынылы және құлпырмалы, жымдастығы жетілген, триклинді сингония. Мүжілу үрдісінде альбит балшықты минералдарға айналады: қышқылды ортада каолинитке, сілтілі ортада монтмориллонитке айналады. Бұл минерал шыны және керамика өндірісінде қолданылады.

Тотықтар мен гидрототықтар класы. Кварц. Химиялық құрамы SiO₂. Қаттылығы 7 (құрыш пышақпен сызылмайды). Өзінің қаттылығына байланысты тау жыныстары мүжілгенде бөлек кристаллдар ретінде сақталады. Өзіндік салмағы 2,5-2,8. Сынғыш. Жымдастығы түсініксіз. Жымдастықтың алаңдары тек қыздырғанда және кесектерді сындырғанда көрінеді. Тригональды сингония. Кристаллдардың шеттерінде шынылы сынықтарында жылтырлығы майлы.

Опал. Химиялық құрамы SiO₂▪пН₂О Қаттылығы 5,5-6,5. Меншікті салмағы 2,2-2,3. Жылтырлығы майлы. Түсі ақ, сары, көк, құба, күңгірт. Шеттерінде мөлдір. Сызығы ақ. Сынығы ойылмалы. Кристаллдары жоқ. Аморфты. Тау жыныстардың жарықтарында ағынды пішін ретінде орналасады. Кейде шөгінді тау жыныстарда кездеседі.

Гематит (темір жылтыры, қызыл железняк). Химиялық құрамы Fe₂O₃. Қаттылығы 5,5-6. Меншікті салмағы 4,9-5,3. Жылтырлығы металды, кейде күңгірт. Түсі құба қызылдан – темірлі қараға дейін. Сызығы қызыл-шиелі. Сынығы ойылмалы немесе жер текті. Тригональды сингонияға кристаллданады. Қабыршақ құрады. Метаморфтық тау жыныстарда кездеседі. Күңгірт, тығыз, шақат тастар тәрізді, оолитті немесе жер тәрізді қабаттар құрады. Жолақ масса болып та орналасады. Темір рудасы ретінде қолданылады.

Лимонит (құба железняк). Химиялық құрамы 2Fe₂O₃·3H₂O немесе Fe₂O₃·пH₂O. Қаттылығы кейбіреулерінде 5,5, борпылдақтарында 1. Меншікті салмағы 3,6-4. Жылтырлығы күңгірт. Түсі сарғыш құба, күңгірт құба немесе тат тәрізді. Сызығы сарғыш құба және құба. Сынығы жер текті. Құрылымы аморфты. Қабаттар, ұялар, тығыз масса, әдетте саңылаулы бүршікті ағындар ретінде, кейде жылтыр үсті бар кеуекті тәрізді қолды былғайтын масса ретінде, бұршақ тәрізді және оолитті дәндер тәрізді масса болып орналасады.

12 - cурет. Кварц.

Корунд. Химиялық құрамы Al₂O_3. Қаттылығы 9. Меншікті салмағы 3,9-4. Жылтырлығы шынылы, қатты, әдетте мөлдір емес. Түсі көкшіл, сұр. Сызық бермейді. Сынығы тегіс емес. Сингония тригональды. Бөшке тәрізді және ұршық тәрізді пішінді кристаллдарды құрайды. Пегматиттерде, гнейстерде, тақта тастарда, мәрмәрда және доломитте кристаллдар ретінде кездеседі. Жиі шашыраңқы орналасады. Қызыл корундты рубин, сұр, көгілдір, көк корундтың түрлерін – сапфир дейміз. Оның басқа минералдармен (гематит, пирит ж.б.) қосындыларын қайрақ ретінде қолданады.

Карбонаттар класы.Кальцит (әкті шпат, 13-сурет). Химиялық құрамы СаСО_3. Қаттылығы 3. Меншікті салмағы 2,7. Жылтырлығы шынылы. Түсі таза кристаллдарда ақ, сұр, сары, көгілдір. Мөлдір немесе жартылай мөлдір. Сызығы ақ. Жымдастығы үш бағытта аса жетілген. Сингония тригональды. Ромбаэдрлерге тез сынады. Жолақтарда жиі кездеседі. Көбінесе шөгінді және метаморфты тау жыныстардың негізгі бөлігі болып кездеседі (бор, әк, мәрмәр). Мөлдір кристаллдардың сәуле қайтаруы екі еселенген. Сәуле қайтаруы екі еселенген қасиеті анық көрсетілген түрін біз ислан шпаты дейміз. Тұз қышқылынан қатты қайнайды. Микроскоптарда, оптикада қолданылады.

13-cурет. Кальциттің түрлері.

Доломит (ащы шпат). Химиялық құрамы СаСО_3.•MgCO₃ Қаттылығы 3,5-4. Меншікті салмағы 2,8-2,9. Жылтырлығы шынылы немесе құлпырмалы. Түсі ақ, сары, сұр. Сингония тригональды. Сызығы ақ. Жымдастығы үш бағытта аса жетілген. Тығыз масса және пласттарда кездеседі. Ыстық тұз қышқылынан қайнайды, ұнтағы суық тұз қышқылынан да қайнайды. Құрылыс материалы ретінде қолданылады.

Фосфаттар класы.Апатит. Химиялық құрамы [Са₅ (Cl, F, ОН) (PO₄)₃]. Қаттылығы 5. Меншікті салмағы 3,2. Жылтырлығы майлы. Ұсақ түйіршікті массаларда жылтырлығы өте шынылы. Түсі сары, жасыл, ақ, күлгін, құба. Сызығы ақ. Сынығы тегіс емес, ойылмалы. Жымдастық - жетілмеген. Гексагональды сингония. Кристаллдары инелі немесе гексагоналды призмалар. Үлкен кристаллдар ретінде кездеседі, жиі түйіршікті, қантты масса ретінде кездеседі. Минералды тыңайтқыш алу үшін қолданады.

Фосфорит. Химиялық құрамы апатитке ұқсас. Тек шөгінді жыныстарда кездеседі. Меншікті салмағы 3,2-ге дейін. Жылтырлығы күңгірт, жер текті; құм тәрізді ұсақ түйіршікті массаларда жартылай майлы. Түсі сары, сұр, құба. Сызықта сұр. Сынығы тегіс емес, түйіршікті. Аморфты. Балшықтардың, әктердің және құмтастардың арасында шар тәрізді конкрециялар, түйіршік түрінде кездеседі. Фосфор кені және фосфор тыңайтқышы ретінде қолданылады.

Сульфаттар класы.Гипс. Химиялық құрамы CaSO4·2H2O. Қаттылығы 2. Меншікті салмағы 2,3. Жылтырлығы шынылы. Түсі ақ, сұр, қызыл түсті. Түссіз гипстер де кездеседі. Сызықта түсі ақ. Талшықты типтерінде сынығы шөгірлі. Жымдастығы аса жетілген. Жұқа пластиналарға бөлінеді. Моноклинді сингония. Кристаллдардың түрі - айыр тырнақ және «Қарлығаш құйрығы» сияқты екіге айырылған.

Ангидрит (сусыз гипс). Химиялық құрамы CaSO₄. Қаттылығы 3-3,5. Меншікті салмағы 2,8-3. Жылтырлығы шынылы. Түсі ақ, сұр, қызыл түсті, түссіз. Сызықтағы түсі ақ немесе ақшыл сұр. Сынығы негізгі массасында түйіршікті. Жымдастығы үш перпендикулярлы бағыты бойынша жетілген. Сингония ромбылы. Кристаллдар сирек және ұсақ кездеседі. Ұсақ түйіршікті масса, пласттар және жолақтар ретінде шөгінді жыныстар арасында кездеседі. Жиі гипспен және тас тұзымен бірге кездеседі.

Галлоидттар класы.Галит (ас тұзы). Химиялық құрамы NaCl. Қаттылығы 2,5. Меншікті салмағы 2,1-2,2. Жылтырлығы шынылы. Түсі ақ, жиі сұр, көгілдір. Сызықтағы түсі ақ. Жымдастығы үш перпендикулярлы бағыты бойынша жетілген. Кубты сингония. Ұсақ бөлшектерге тез сынады. Гипспен және сильвинмен бірге қатпар, бөлек кристаллдар ретінде шөгінді жыныстар арасында кездеседі. Дәмі тұзды.

Сильвин (хлорлы калий). Химиялық құрамы КCl. Қаттылығы 2. Меншікті салмағы 2. Кубты сингония. Түйіршікті және тығыз масса құрады. Жақсы кристалдар сирек кездеседі. Түсі ақ, кызыл, көгілдір, түзсіз. Дәмі ащы тұзды. Сызықтағы түсі ақ. Жымдастығы аса жетілген. Қызыл түсті от болып ериді. Тыңайтқыш ретінде қолданады.

Нитраттар класы. Азот қышқылының тұздары. Натрий селитрасы (NaNO₃). Құрғақ климат жағдайында құрамында азоты бар органикалық заттардың биогенді еруінің әсерінен пайда болады. Химиялық құрамы: Na₂O – 36,5%, N₂O₅ – 63,5%. Қаттылығы 1,5-2, меншікті салмағы – 2,24-2,29, түсі ақ, сары, қызыл-сұр. Сызықтағы түсі ақ, дәмі тұзды, жылтырлығы шынылы, сингониясы тригональды.

Калий селитрасы (КNO₃). Физикалық қасиеттері натрий селитрасы сияқты болып келеді. Гигроскопиялы емес, сингониясы ромбылы.

Сульфидтер (күкіртті сутектің (H₂S) туындылары). Пирит (сұр немесе темірлі колчедан). Химиялық құрамы FeS₂. Қаттылығы 6-6,5. Меншікті салмағы 4,9-5,2. Жылтырлығы металлды, қатты. Түсі сәл мысты – сары. Сызығы қара, жасыл түсті қара, қара. Сынығы тегіс емес. Кристаллдары куб тәрізді қабырғаларында штрихтары бар. Әр түрлі тау жыныстары арасында ұсақ дақтар ретінде кездеседі. Күкірт қышқылын жасауға қолданады.

Галенит (қорғасын жылтырлығы). Химиялық құрамы PbS. Құрамында күміс жиі кездеседі. Қаттылығы 2-3. Меншікті салмағы 7,4-7,6. Сингониясы кубты. Қорғасын түсті сұр болады. Жылтырлығы металл тәрізді. Жымдастығы аса жетілген. Қорғасын алатын негізгі кен болып табылады.

Саф элементтер. Алмаз. Химиялық құрамы С. Қаттылығы 10. Меншікті салмағы 3,52 г/см³. Ол кубты сингониялы кристаллдары мөлдір, алмаздық жылтырлығы бар. Үлкен кристаллдар өте сирек кездеседі. Кристаллдардың көлемі каратпен өлшенеді (карат – 0,2 г салмаққа тең, бағалы тастардың салмағын өлшеуге арналған көлем). Алмаздың қара түстілері карбондо деп аталады. Олар өте қатты және техникада жоғары бағаланады. Мөлдір түрлері қымбат тастар ретінде гауһар деп аталады. Мөлдір емес күңгірт түрлері дәл аспаптарда, шыны кесуге қолданады. Олар ультранегізді тау жыныстармен бірге орналасады. Якутияда, Оңтүстік Африкада алмаздың мол қоры табылған.

Графит. Химиялық құрамы С. Қаттылығы 1. Меншікті салмағы 2,2. Сингониясы гексагональды. Жымдастығы бір бағытта аса жетілген. Қабықты, және тығыз. Күйі аморфты зат. Жылтырлығы металлдыдан майлыға дейін. Түсі құрыштайдан қараға дейін. Сызығы сұр – қара, жылтыр. Ұстағанда майлы. Қолды былғайды. Кристаллды тақта таста, әктерде кездеседі. Қарындаш дайындайды.

Күкірт. Химиялық құрамы S. Қаттылығы 1,5-2,5. Меншікті салмағы 2,1. Полиморфизммен сипатталады. Кристаллдары ромб және моноклинді сингония түрлі болады. Онымен қатар аморфты түрде де кездеседі. Түсі сары, кейде қоңыр, жасылдау, сұрлау түсті. Жылтырлығы майлы. Сызығы ақ, тез жанады, оты көгілдір, тұншықтыратын күкіртті газ пайда болады. Күкіртті қосындылар, гипс және басқа күкіртті қосындылар органикалық заттармен бірге ыдырағанда пайда болады. Күкірт, вулкандар атқылағанда, булар конденсацияланғанда немесе күкіртті қосындылар тотыққанда пайда болады. Күкірт қышқылын жасауға қолданады. Электрохимияда, электротехникада, медицинада, әскери істе, ауыл шаруашылық зиянкестеріне қарсы қолданылады.

Алтын. Химиялық құрамы Au. Қаттылығы 2,5-3. Меншікті салмағы 15-19. Сингониясы куб тәрізді. Әдетте күміс пен мыс құрамында кездеседі. Түсі сары. Әдетте дән, пластина, қабыршақ тәрізді болып кездеседі. Олар қышқыл магматикалық тау жыныстарымен бірге бытыраңқы түрде орналасады.

Платина. Химиялық құрамы Pt. Қаттылығы 4,4-5. Өзіндік салмағы 14-19. Кристаллдары сирек орналасады. Түсі құрышты сұр, ақ. Ультранегізді тау жыныстарымен бірге бытыраңқы түрде орналасады.

Бақылау сұрақтары

1. Минерал деген не?

2. Минералдардың топырақ түзілуіндегі маңызы қандай?

3. Минералдардың негізігі кристалды және физикалық қасиеттері қандай?

4. Түзілуі бойынша минералдар қандай топтарға бөлінеді?

5. Минераллдардың қандай кластарын білесіз?

6. Силикаттар, тотықтар, гидрототықтар, карбонаттар, фосфаттар кластардың негізгі өкілдерін атаңыз?

1.5. Тау жыныстары

Тау жыныстарында өтiп жатқан, топырақ түзу үрдiстерiн түсiну үшiн, тау жыныстарының жіктелуін, генезисін және қасиеттерiн терең білу қажет. Олар топырақ түзушi жыныстардың негiзi болады, яғни топырақ пайда болатын жоғарғы қабаттардағы жыныстар. Тау жыныстарының ерекшелiктерi маңызды дәрежеде топырақтың физикалық және химиялық қасиеттерiн анықтайды.

Тау жыныстары дегенiмiз – алқап және қабат болып орналасатын, бiр немесе бiрнеше минералдардан құрылатын, дербес геологиялық дене. Мысалы, егер гипс шағын болып, жақсы қырланған қоспасыз құрылса, ол минерал болады, ал егер ол қыртыс немесе зор қабатты және ендi болып орналасса және құрамында әр түрлi қоспалар болса, ол тау жынысы болып саналады.

Барлық тау жыныстары, пайда болуына байланысты үш топқа бөлiнедi: магмалық, метаморфты, шөгiндi. Тау жыныстарының 16 км тереңдiлiкке дейiнгі қабаттында жобалап алғанда: магмалық жыныстар 60%, метаморфты- 32%, шөгiндi тау жыныстары 8% болып келеді.