Твердость минералов

Рис. 8. Различные формы кристаллов минералов: а —минералы со спайностью; б— формы срастания минералов

Спайность —способность минералов раскалываться или рас­щепляться по определенным направлениям с образованием плос­костей раскола. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы. Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом по спайности (кальцит), ракови­стый (кварц), землистый (каолинит) и др.

Плотность минералов различна но наибольшее распространенные значения находятся к пределах от 2,5 до 3 г/см³.

Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом и т. д. Для отдельных минералов эти свойства могут быть характерными признаками, например галит (поваренная соль) — соленый, сера имеет запах при горении и т. д.

Классификация минералов – основана, в основном на их хими­ческом составе. Все минералы разделяют на 10 классов (табл. 4).

Ниже дается краткая характеристика основных классов мине­ралов, которые имеют наибольшее распространение в земной коре (рис. 9, 10, 11, 12, 13, 14).

Силикаты — наиболее многочисленный класс, включающий до КОО минералов, являющихся основной составной частью большинства магматических и метаморфических пород. Среди силикатов выделяют группы минералов, характеризующиеся некоторой об­щностью состава и строения,— полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, а также оливин, тальк, хлориты и глинистые мине­ралы. Все они по своему составу алюмосиликаты (рис. 15)

Оксиды и гидроксиды. Эти два класса объединяют около 20 минералов, на их долю приходится до 17% всей массы земно коры. Наибольшее распространение имеют кварц, опал и лименит.

Классы минералов и типичные для них минералы Таблица 4.

Карбонаты.К ним относятся более 80 минералов. Наиболее распространены кальцит, магнезит, доломит. Происхождение в основном экзогенное и связано с водными растворами. В контакте с водой они немного снижают свою механическую проч­ность, хотя и слабо, но растворяются в воде, разрушаются в кис­лотах.

Сульфаты.Этот класс объединяет до 260 минералов, проис­хождение которых связано с водными растворами. Характеризуются небольшой твердостью, светлой окраской. Сравнительно хо­рошо растворяются в воде. Наибольшее распространение имеют гипс и ангидрит. При соприкосновении с водой ангидрит перехо­дит в гипс, увеличиваясь в объеме до 33 %.

Сульфиды насчитывают до 200 минералов. Типичный предста­витель пирит. Сульфиды в зоне выветривания разрушаются, по­этому их примесь снижает качество строительных материалов.

Галоидысодержат около 100 минералов. Происхождение связано в основном с водными растворами. Наибольшее распространение имеет галит. Может быть составной частью осадочных по род, легко растворяется в воде.

Минералы классов фосфатов, вольфраматов и самородных эле ментов встречаются гораздо реже, чем другие.

Радиоактивность минералов.Различные радиоактивные хими­ческие элементы (²³⁸U, ²³²Th, Ra и др.) содержат 97 природных минералов. В минералах техногенных материалов могут присутст­вовать также искусственно созданные радиоактивные химические элементы — технеций, прометий, нептуний и др. Минералы и материалы с содержанием радиоактивных элементов дают излуче­ние, интенсивность которого зависит от типа и количества этих элементов. Радиоактивные минералы наиболее часто присутствуют в гра­нитах и глинах, которые могут иметь довольно высокую «фоновую» радиоактивность, в то время как известняки и кварцевый песок обычно имеют низкую радиоактивность.

Рис. 9. Кристалл кварца: о — электронный снимок; б —схематические изображения

Рис. 10. Кристалл кальцита: а — схематическое изображение; 6— электронный снимок

Рис. 11 Кристалл гипса: в —электронный снимок: б—схема двойника кристалла (сросток «ласточкин хвост.)

Рис, 12. Снимок образца опала (минерал с аморфным строением)

Рис, 13. Электронный снимок кристалла каолинита с увеличением более чем в 10 000 раз

Рис.14. Формы кристаллических решеток алмаза (а) и графита (б)

2. Искусственные минералы. В результате производственной деятельности человеком создано более 150 искусственных мине­ралов. В настоящее время промышленность получает два вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги — это повторение природных минералов (алмаз, корунд, горный хрус­таль и др.). Техногенные— это вновь созданные минералы с напе­ред заданными свойствами (например, алит — вяжущие свойства, муллит — огнеупорность и т. д.). Такие минералы входят в состав различных строительных материалов: в цемент — алит 3CaO·SiO₂, белит 2CaO·SiO₂; в огнеупоры — муллит ЗА1₂Оз·2SiO₂, периклаз MgO; абразивы — карборунд SiC.