Классификация минералов.

Ключевые слова:плотность, кристаллическая структура, магнитность, радиоактивность, эталонная шкала, классификация, псевдоморфоза, сингония.

Известно, что физические свойства минералов имеют большое практическое значение (магнитность, твёрдость, оптические свойства, радиоактивность и др.) и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры.

Плотность минералов колеблется от величин примерно равных единице, до 23,0 г/см3. Основная масса минералов имеет плотность от 2,5 до 3,5 г/см3.

Минералы по плотности условно можно разделить на 3 группы: лёгкие (до 3 г/см3), средние (от 3 до 4 г/см3) и тяжёлые более 4 г/см3, некоторые минералы легко узнаются по большой плотности (барий 4,6, церуссит 6,5 г/см3).

Эталонами шкалы твёрдости являются следующие минерал, расположенные в порядке увеличения твёрдости:

1. Тальк

2. Гипс

3. Кальцит

4. Флюорит

5. Апатит

6. Ортоклаз

7. Кварц

8. Топаз

9. Корунд

10. Алмаз

Внешний вид минералов различен. Он определяется их размерами и морфологией. Внешний вид ограниченных минералов или их габитус определяется преобладанием граней тех или иных простых форм. Габитус минералов может быть кубическим, октаэдрическим, тетраэдрическим, призматическим и т.д.

Например, кубический габитус имеют: флюорит, пирит, галит и т.д.

Встречаются минералы, которые имеют не свойственную им форму. Подобные образования называются «псевдоморфозами» (псевдо - чужой).

1. В самородном состоянии в природе известны около 40 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко. Часто встречается: Золото, серебро, платина, осмий, иридий, рутений, радий, палладий, углерод, сера, медь; Редко встречаются: мышьяк, сурьма, висмут.

2. Сернистых(сульфиды) и аналогичных им минералов более 200 видов наиболее часто встречается: халькозин, халькопирит, малахит, куприт, галенит, киноварь, сфалерит, пирротин, ковеллин, пирит - FeS₂ кубическая сингония, марказит -- FeS₂ (ромбическая сингония)

3. Галоиды - галит (каменная соль) NaCl, сильвин KCl, флюорит - (плавиковый шпат) - CaF₂ (разновидность оптического флюорита), MgCl₂** 6H₂O и другие (около 100 минералов).

4. Окислы (оксиды): наиболее распространёнными является кварц SiO₂ (по происхождению различают SiO₂ температура плавления от 545^О - 1710 ^о С). В кристаллических структурах минералов класса окислов катионов металлов находятся в окружении анионов кислорода О₂. Куприт - Cu₂O - экзогенные корунд - Al₂O₃. Гематит - (красный железняк) Fe₂O₃. Рутил - TiO₂. касситерит - (оловянный камень) SnO₂ и другие.

5. Гидроокислы - опал - аморфный минерал, содержит от 3 до 9% воды, лимонит (бурый железняк), манганит MnO (OH) - минерал марганца и другие.

6. Силикаты - до 800 минералов, наиболее часто встречаются часто: оливин - (Mg Fe)₂ [SiO₄] встречается часто в оливиновых базальтах и кимберлитах), полевые шпаты (эндогенные) плагиоклазы и ортоклазы. Плагиоклазы в зависимости от содержания альбита и анортита имеют различные наименования.

Пироксены: Наиболее распространённый из них - авгит - Ca (Mg, Fe, Al) * [(Si, Al₂)]₂ O₆. Авгит - главнейшая составная часть габбро (горная порода) и другие минералы глин: каолинит Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈ монтмориллонит - (Ab₂Mg₃)*[Si₄O₁₀]*(OH₂)*nH₂O.

7. Карбонаты - к ним относятся более 80 минералов наиболее распространённый минерал - кальцит - CaCO₃ - исландский шпат - прозрачный (молочно -белый) входит в состав известняков, мраморы и другие применяется для производства извести.

Магнезит - MgCО₃ (цвет белый) применяется для изготовления огнеупорных кирпичей, цемента (минерал часто встречается в метаморфических породах).

Доломитах (серовато - белый) в мраморах встречается для изготовления гидравлической извести и огнеупорных материалов.

Сидерит - Fe (CO₃) (сидерес - железо) важная руда железа.

Родохрозит - Mn (CO₃) - руда марганца

Смитсонит - Zn (CO₃) ценная руда цинка.

8. Фосфаты - около 350 минералов, преимущественно это редкие экзогенные минералы магматического происхождения имеют моноцит и апатит.

Моноцит - фосфат церия (Ce) и других редкоземельных металлов, а также тория Th. Содержание около 5- 10%, применяется как руда на редкие земли и торий.

Апатит - от слова «апата» - обманываю, так как этот минерал долго время принимался за другие минералы. Выделяются следующие разновидности апатитов.

1) фторапатит - Ca₅ [PO₄]₃ F

2) хлорапатит - Ca₅ [PO₄]₃ Cl

3) и др.

Апатиты встречаются в крупных и др. кристаллах.

Применяется как сырьё для получения различных фосфорных удобрений.

Фосфориты - представляют собой осадочные образования, состоящие из фосфата кальция по составу аналогичны апатиту (состоят из тонкодисперсного апатита).

9. Сульфаты - этот класс объединяет до 260 минералов, происхождение которых связано с одними растворами.

Гипс - применяется в строительстве.

Ангидрит - безводный гипс. При соприкосновении с водой переходит в гипс. Применяется как поделочный камень и добавка к цементу.

Барит - (тяжёлый шпат) - гидротермальное. Применяется в виде препаратов бария, а также при бурении скважин в качестве утяжелителя глинистых растворов, лакокрасочной промышленности, как накопитель при производстве обоев, клеёнки, линолеум.

Соли бария употребляются для борьбы с вредителями сельского хозяйства и в медицине.

Англезит - Pb(SO₄) цвет белый, блеск алмазный, руда - Pb (63%).

Мирабилит - (глауберова соль) - применяется в стекольной промышленности, для приготовления соды, а также применяют в медицине.

10. Вольфраматы и молибдаты характеризуются небольшим количеством минералов - важные руды на вольфраме и молибдене.

Шеелит - Ca (WO₄). Цвет белый, серый, жёлтый (часто можно спутать с кварцем, полевым шпатом ), происхождение скарновое.

Ферримолибдит - (молибденовая охра) - Fe₂ [Mo O₄]₃* 7H₂O где МoО₃ =60%.

Контрольные вопросы:

1. Какие минералы относятся к породообразующим минералам?

2. По какому признаку классифицированы минералы?

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

Лекция № 5