Как классифицируются минералы по происхождению
Общее понятие, происхождение и классификация минералов
Минералы представляют собой природные химические соединения, имеющие определенные физические свойства, форму и характеризующиеся своеобразными условиями образования, или генезисом.
Пример: сера – самородный элемент, широко применяется в сельском хозяйстве, галит-NaCl – каменная соль – используется в пищевой промышленности, кварц – SiO2, горный хрусталь – разновидность кварца, слюды (мусковит – светлый, биотит – черный) – разновидность кварца и др.
Минералы образуются в разнообразных физико-химических и термодинамических обстановках. Но каждый конкретный минерал образуется только при определенной температуре, давлении, концентрации минерального вещества, поэтому и устойчив он только в определенных условиях, близких к тем, в которых он образовался. В другой обстановке минералы постепенно разрушаются, перерождаются, образуют разновидности или даже совершенно новые минеральные образования, устойчивые в новых условиях.
Известно 2000 минералов, с разновидностями их более 4000. Но из этого огромного количества немногие минералы имеют широкое распространение в природе. Эти минералы, а их всего около 50, входят в состав важнейших известных науке горных пород, многие из них содержатся в почве, оказывают влияние на ее физико-химические свойства и на плодородие. Эти минералы называют минералами почвенного скелета. Из 64 породообразующих минерала, мы должны знать не меньше 20-22, а именно те, которые входят в состав рыхлых осадочных пород, т.е. в состав глины, песка и пр. Но мы должны знать и другие минералы, поскольку и на них (горы) растут деревья (лес).
Большинство минералов являются твердыми (кварц, полевой шпат др.), но есть жидкие минералы (ртуть, вода, нефть) и газообразные (углекислота, сероводород и др.). По условиям происхождения все минералы подразделяют на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.
Образование магматических минералов происходит при высокой температуре и обычно большом давлении. Вследствие расплавления пород в небольших обособленных очагах на различных глубинах образуется магма – тестообразный расплав сложного силикатного состава, содержащий различные газы, пары воды и горячие водные растворы.
Осадочное происхождение минералов в самой общей схеме выглядит примерно так; выветривание > перенос > отложение (образование осадка) > диагенез (образование горной породы). Образовавшиеся таким путем минералы, горные породы и полезные ископаемые называют осадочными. Осадконакопление (седиментация) происходит в поверхностных частях земной коры (как в морях, так и на суше) и на самой поверхности при невысоких температурах и давлении, близком к атмосферному, под влиянием физико-химических агентов атмосферы, гидросферы, земной коры и жизнедеятельности организмов. Осадки могут быть обломочного, химического и биологического происхождения.
Сложный физико-химический процесс изменения, перерождения и перекристаллизации уже готовых минералов и горных пород с сохранением их твердого состояния без заметного расплавления называется метаморфизмом. Процессы метаморфизма происходят на глубине, где существуют высокие (от 100-200 до 800° С) температуры и большое давление (до 152 • 103 кПа) – кальцит, известняк – в мрамор.
Формы нахождения минералов в природе различны. Встречаются налеты, выцветы, примазки кристаллов, чешуйчатые (тальк), плотные (хальцедон), землистые (каолин, охра), листоватые (слюда), игольчатые, призматические (гипс, роговая обманка) и т.д.
Классификация минералов.Наиболее объективной классификацией минералов является кристаллохимическая, учитывающая химический состав и строение (кристаллическое, аморфное) минералов.
II класс – сульфиды – производные сернистого водорода H2S или, реже многосернистых водородов. Известно около 200 минералов, составляющих 0.15-0.25% массы земной коры, или около 10% всех минералов. Сульфиды – непородообразующие минералы, но являются рудами многих важных металлов: меди, серебра, цинка, свинца и др., вследствие чего их значение в экономике страны очень велико.
Минералы в зоне выветривания неустойчивы: они разрушаются и переходят в различные кислородные соединения. Наиболее распространенными минералами этой группы являются:
Пирит – FeS2 (серный колчедан, железный колчедан) – является основным видом сырья для получения H2SО4, халькопирит CuFeS2 (медный колчедан) – главная руда на медь, в зоне выветривания он легко окисляется, образуя сульфиды Сu и Fe, применяющиеся широко в сельском хозяйстве, киноварь – HgS – единственная руда для получения ртути.
Ш Класс – галоидные соединения (галоиды). Минералы этого класса (
120 видов) представляют соли хлористоводородной (хлориды) и фтористоводородной (фториды) кислот. Хлориды широко распространены в природе. Хлориды осадочного происхождения, образуются в результате отложения из водных бассейнов (соли натрия и калия).
IV Класс – окислы, соединения различных элементов с кислородом. Они очень распространены в природе, играют огромную роль в образовании земной коры. Наиболее распространены кварц – SiO2, опал – (SiO2•nH2O), корунд (Al2O3), гематит (красный железняк)– Fe2O3, магнетит – Fe3О4 и др.
Окислы, содержащие гидроксил называются гидроксилами. Пример: лимонит – 2Fe2O3 • 3H2O, гидрогетит – Fе2Оз*nН2О ( бурый железняк ), боксит – А12О3*nН2О и др. Минералы этого класса составляют 17% массы земли.
V Класс – Соли кислородных кислот – H2SO4, HNO3, Н3РО4, H2CO3, кремневой и др. Они имеют большое значение в почвообразовании и изготовлении удобрений.
Например – соли HNO3 всегда считались важнейшим видом удобрений (NH4NO3, Ca(NO3)2 и др.), соли угольной и серной кислоты – СаСО3, CaSO4 2Н2О применяют для улучшения физико – химических свойств почвы и улучшения произрастания растений. В тоже время сода (Na2CO3) является одной из наиболее токсичных (вредных) кислородных солей для растений юга страны.
Главнейшие минералы этого класса следующие :
в) фосфаты – соли фосфорной кислоты.
К простым силикатам относятся следующие минералы:
VII класс– углеводородные соединения – сюда входят следующие минералы : нефть, горное масло, горный воск, асфальт, янтарь, торф, ископаемые угли.
Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 2634 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Классификация минералов.
В настоящее время известно более 3000 минералов. В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов – химический состав и кристаллическую структуру.
В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:
4. Оксиды и гидрооксиды
1. Самородные элементы (минералы).
Генезис (происхождение) – в основном, образуются при эндогенных процессах в интрузивных породах и кварцевых жилах, S (сера) – при вулканизме. При экзогенных процессах происходит разрушение пород, высвобождение самородных минералов (в силу их устойчивости к физическому и химическому воздействию) и их концентрация в благоприятных для этого местах. Таким образом, могут формироваться россыпи золота, платины и алмаза.
Применение в народном хозяйстве :
4- сельское хозяйство- сера.
2. Сульфиды – соли сероводородной кислоты.
Сульфиды кристаллизуются в разных сингониях – кубической, гексагональной, ромбической и т.д. По сравнению с самородными, у них более широкий состав элементо-катионов. Отсюда большее разнообразие минеральных видов и более широкий диапазон одного и того же свойства.
Общими свойствами для сульфидов являются металлический блеск, невысокая твердость (до 4), серые и темные цвета, средняя плотность.
В то же время, среди сульфидов отмечаются различия по таким свойствам как спайность, твердость, плотность.
Сульфиды являются основным источником руд цветных металлов, а за счет примесей редких и благородных металлов ценность их использования повышается.
3.Галоиды. Наиболее широко распространены фториды и хлориды- соединения катионов металлов с одновалентным фтором и хлором.
Для галоидов общими являются низкая твердость, кристаллизация в кубической сингонии, совершенная спайность, широкая цветовая гамма, прозрачность. Особыми свойствами обладают галит и сильвин- соленый и горько-соленый вкус.
По генезису фториды и хлориды отличаются. Флюорит- продукт эндогенных процессов (гидротермальный), а галит и сильвин образуются в экзогенных условиях за счет осаждения при испарении в водоемах.
В народном хозяйстве флюорит используется в оптике, металлургии, для получения плавиковой кислоты. Галит и сильвин находят применение в химической и пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве, фотоделе.
Генезис – при эндогенных и экзогенных процессах.
Карбонаты одни из основных породообразующих минералы осадочных пород (известняки, доломиты и др.) и метаморфических – мрамор, скарны. Используются в строительстве, оптике, металлургии, как удобрения. Малахит используется как поделочный камень. Большие скопления магнезита и сидерита – источник получения железа и магния.
Образуются в экзогенных условиях, часто совместно с галоидами. Некоторые сульфаты (барит, целестин) имеют гидротермальный генезис.
Применение – строительство, сельское хозяйство, медицина, химическая промышленность.
Количество минеральных видов мало, мы рассмотрим минерал апатит Ca(PO4)3(F,Cl,OH ). Он образует кристаллические и зернистые агрегаты, твердость 5, сингония гексагональная, спайность несовершенная, цвет зелено-голубой. Содержит примеси стронция, иттрия, редкоземельные элементы.
Ленточные силикаты с радикалом [Si4O11]6- объединяют минералы группы амфиболов.
Сложный химический состав и разнообразие кристаллической структуры в сочетании дают большой разброс показателей физических свойств. Даже на примере шкалы Мооса видно, что твердость у силикатов от 1 до 9.
Спайность от весьма совершенной до несовершенной.
Силикаты образуются в основном при формировании магматических и метаморфических пород в эндогенных процессах. Большая группа глинистых минералов (каолин и др.) образуется в экзогенных условиях при выветривании силикатных горных пород.
Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.
Общая классификация минералов в современной практике
Минералы представляют собой химические природные соединения с кристаллической структурой. Они образовались на земле в результате геохимических и геологических процессов. С античных времён было обнаружено большое количество их разновидностей. И уже тогда начала свой длительный путь формирования современная, общепринятая классификация минералов по видам и разновидностям.
Минеральный вид – это любая минеральная целостность, которую можно выделить в отдельную категорию по следующим признакам:
Разновидности минералов одного типа с неизменной структурой могут иметь кристалломорфологические, химические и физические отличительные признаки. По этим критериям, например, различны между собой минералы одного вида типа сапфира, рубина и корунда, аметиста и кварца, цитрина и горного хрусталя.
Наиболее распространённой в современной практике считается классификация минералов по химическому принципу, включая такие характеристики минералов, как:
Базовая классификация
1. Минералы с гомоатомарной структурой
Общее содержание в почве (3,7%). Это самородные кристаллические формации (серебро, золото, платина), а также интерметаллиды (графит, алмаз, сера).
В природе обнаружено порядка сорока кристаллических целостностей с различной химической структурой. Однако большая их часть встречается в естественных условиях крайне редко.
В природе самородные металлы можно встретить в виде Al, Zn, Hg, Sn, Pb, Fe, Cu, Ag, Pt, Au – причём, типичными и распространёнными считаются соединения нескольких металлических единиц (Pt+Fe+Ni).
Существуют и самородные полуметаллы (интерметаллиды), среди которых наиболее распространены Te, Se, Sb и As. Из самородных неметаллических пород можно выделить С-модификации типа алмаза и графита, а также S-целостности. Сера и графит, как правило, участвуют в формировании особо крупных природных месторождений.
2. Сульфиды
Общее содержание в почве (16%). Халькогениды или, как их ещё называют, сернистые соединения. По сути, это формации катионов с сульфидами (с серой). На сегодняшний день выделено более двухсот соединений сернистой природы. Однако лишь 10 % из них обнаружены в существенных количествах. Самые яркие их представители, сульфидные соединения с Hg, Sb, Zn, Pb, Cu, Fe.
Сульфиды различаются цветовой гаммой и представлены в природе чёрным, свинцово-серым, жёлто-латунным, оранжевым, жёлто-медным, красным и жёлтым оттенками. Твёрдость таких разностей по шкале Мооса составляет 1-6,5, а плотность варьируется в пределах средних и высоких значений.
Большая часть сульфидов образована в ходе геотермальных процессов, однако встречаются и разновидности с метаморфическим магматическим генезисом. Ещё реже можно встретить сульфидные минеральные соединения, образованные в результате экзогенных процессов.
Наиболее востребованы в рудной промышленности, а также в качестве сырья для получения тяжёлых, цветных, рассеянных и отдельных, редких металлов и металлических сплавов.
3. Соединения с кислородной основой
Общее содержание в почве (75%). Оксиды и гидрооксиды относятся к классу минералов с кислородными соединениями. В гидрооксидах помимо кислорода присутствует вода. В земной коре обнаружено немногим менее 20% таких соединений от общего количества известных минералов. Из них 12 % занимает кремнезём, а гидроксиды и оксиды – почти 4%. Наиболее распространённые минералы этой категории – гидроокислы и окислы титана, марганца и алюминия.
По своим физическим свойствам представленные минералы различны между собой. Большая их часть имеет высокий показатель твёрдости. По природе происхождения это гидротермальные, пегматитовые и магматические породы. Однако большая часть окислов образована под действием экзогенизации в верхних литосферных слоях.
Эндогенные разности в процессе выветривания подвержены химическому разрушению с переходом в гидроокислы и окислы – эти соединения более устойчивы к поверхностным условиям. По своей химической и физической структуре многие типы окислов весьма устойчивы, вследствие чего происходит их постепенное накопление в россыпях.
Также таблица минералов, классифицирующая эту категорию, включает в себя сульфаты, силикаты, фосфаты и карбонаты.
Для этих минералов характерен низкий показатель твёрдости, порядка 2 – 35 единиц по шкале Мооса, а также гигроскопичность и хорошая водная растворимость. Сульфатные соединения формируют в условиях окисления в местах скопления сульфидных руд, в коре, где происходит активное выветривание пород.
Сульфаты эндогенного типа обнаруживаются в низкотемпературных и среднетемпературных гидротермальных жилах. Намного реже их встречаются в виде продуктов вулканической активности.
В геологических слоях фосфатные соединения можно встретить в форме листовых таблитчатых и уплощённых кристаллических образцов, а также чешуеобразных агрегатов. По своим оптическим свойствам это бесцветные либо сильно окрашенные кристаллы синих оттенков.
Также для фосфатных кристаллов характерна люминисценция и средняя твёрдость от 3 до 5 единиц по Моосу. Их плотность составляет порядка 1,5-7 граммов на кубический сантиметр. По своему природному происхождению это экзогенные, гидротермальные и магматические минеральные породы.
Карбонаты природно сформированы солями угольной кислоты при участии ведущих катионов. В эту группу минералов входит до 120 видов, большинство из которых широко распространены в своём роде. В природе карбонатные минеральные соединения можно встретить в форме крупных огранённых кристаллов, а также зернистой массы, формирующей плотные слои мономинералов. Также можно встретить почковые, игольчатые, лучистые и натечные, агрегированные формы и тонкие смеси с другими минеральными породами.
В большинстве своём угольно-кислотные минеральные соли имеют бесцветный вид или белый окрас. Карбонаты приобретают цветовую характеристику ха счёт примесей, включая механические, тонкодисперсные формы битума и гематита, а также ионы хроморфного типа.
Показатель твёрдости составляет не более 3-4,5 единиц по шкале Мооса. Карбонаты, за исключением Ba, Pb и Zn –формаций обладают невысокой плотностью. Они вступают в реакцию с кислотами HNO3, HC, вскипая и выделяя углекислый газ.
Карбонаты сформированы в виде химических и биохимических осадков, а также осадочно-метаморфических минеральных целостностей. Для окисленных зон характерно формирование поверхностных форм. Также встречаются среднетемпературные, метасоматические и гидротермальные разности, периодически кристаллизующиеся на основе содовых и кальцитовых магма-вулканических лав.
Среди неметаллических ископаемых карбо-минералы представляют особую ценность, как и в составе Cu, Fe, Zn и Pb – металлических руд. Присутствуют горные породы практически мономинеральной структуры, сформированные карбонатами (мрамор, доломит, известняк).
Последняя подкатегория – силикаты или кремне-кислотные соли. Эти минеральные соединения составляют порядка 75% от массы всей земной коры и 25% от общего количества минеральных разностей. Силикаты природного происхождения представлены более чем 700 разновидностями, к числу которых можно отнести слюду, амфиболы, пироксены и полевые шпаты, являющиеся важными породообразующими минералами.
Островной тип представлен минералами с тетраэдрами изолированного типа и их группами. Каждый из 4-х атомов кислорода в составе тетраэдров [SiO4] 4- обладает свободной валентностью. Непосредственной связи между отдельными тетраэдрами нет. Их сочленение происходит при участии катионов Zr, Al, Fe и Mg. Островные силикаты отличаются высокой плотностью и твердостью и представлены изометрическими минеральными образцами типа оливина.
Силикаты цепочечной структуры состоят из тетраэдров со сдвоенными цепочками, поясами, лентами. Зачастую имеют включения ионов (OH) ‾ 2, а также амфиболы. Ленточные и цепочечные силикаты, как правило, имеют вытянутую форму и характерную столбчатую кристаллическую структуру, наряду с агрегатами волокнистого, а также игольчатого типа.
Совершенная спайность – одна из ключевых характеристик листовых силикатов. Основной внешний признак – листоватый облик минеральных формаций, за счёт высокой прочности кремнекислотных тетраэдрических слоёв с менее прочными катионными межслойными связями.
В большинстве своём силикаты представлены белыми или бесцветными минеральными образцами. Характерный окрас придают такие сопутствующие элементы, как Zr, Ni, Mn и Fe. Породы имеют алмазный либо стеклянный блеск, совершенную спайность по 2-3 направлениям, плотность порядка 2-6,5 грамм на кубический сантиметр. По шкале Мооса имеют довольно разнообразный показатель твёрдости от 1 до 8.
Все силикатные минералы имеют полигенную природу, кристаллизуясь из магматических пород и образуясь при метаморфических процессах в местах окисленных рудных месторождений.
4. Галогениды (соединения галоидного типа)
В эту категорию входят хлориды и фториды. Первые представляют собой соляно-кислотные соли. В природе обнаружено примерно 100 минеральных разностей. Хлориды имеют белый природный окрас. Их кристаллы в чистом виде прозрачны и не имеют цвета.
Вторая подкатегория – фториды представлены природными соединениями на основе Mg, Ca, K, Na и прочих элементов в сочетании с фтором, откуда, собственно, и произошло их название. Среди фторидов наиболее ценными образцами считаются флюриты, которые можно встретить в составе грейзеновых, пневматолитовых и гидротермальных месторождений.
Другие типы классификации камней
По форме происхождения:
По предназначению:
По степени твёрдости:
Основные классы ювелирных камней
Ювелирные камни представляют собой минеральные агрегаты и природные минералы, которые используются в производстве ювелирных украшений. Как правило, это редко встречающиеся в природе, высокодекоративные камни с хорошей износостойкостью. Современное ювелирное производство работает более чем с 300 разновидностями природных минеральных разностей.
Ювелирные минералы делятся по основному признаку – традиционности:
Виды минералов и их применение
В переводе со средневекового латинского языка minera означает руда. Минерал – это химически и физически самостоятельное твёрдое тело, которое имеет относительно однородный состав. Он возник в результате протекающих в недрах Земли и иных планет физико-химических процессов природного происхождения.
Обычно он относится к составной части горных пород, метеоритов или руд. Свои названия большинство широко известных камней получило еще в древности — в те времена, когда науки минералогии, еще не существовало, но люди уже активно использовали многие виды минералов.
С древнейших времен людей притягивали минералы, их чарующая красота и таинственная сила никого не оставляют равнодушным и сейчас. Разнообразие форм и цветов, великолепие оттенков, созданных природой, завораживает. Древние люди преклонялись перед драгоценными камнями, считая их символами бессмертия.
И это неудивительно, ведь человеческие поколения уходят в небытие одно за другим, все течет и меняется, лишь камни остаются вечно. Эти вещи для современного человека – это не только предметы роскоши и отличный способ вложения капитала. Они — источник вдохновения для поэтов и украшение для женщин, предмет исследования для ученых и рабочий материал для ювелиров.
Люди верят в магическую силу, которую таят в себе минералы. Ученые знают, как много нераскрытых наукой тайн скрыто в толщах горных пород и в глубинах земной коры. Для одних это источник исцеления и внутренней силы, для других – предмет любования и восхищения.
Но равнодушными они не оставляют никого. Погрузитесь в мир этих ослепительно прекрасных даров природы, столь разнообразных и восхитительных, что любоваться ими можно бесконечно. Узнайте больше о тех сокровищах, что лежат прямо у нас под ногами!
Так что же такое минерал?
Минералами называют однородные природные тела, представляющие собой химические соединения определенного состава, имеющие кристаллическую структуру и образовавшиеся в результате геологических процессов. Являются компонентами горных пород.
Горные породы — массы или агрегаты из одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, сформировавшиеся в результате природных процессов.
Это материалы, слагающие земную кору. Бывают твердые, рыхлые, мягкие и консолидированные породы.
Существуют и некоторые другие понятия, связанные с приведенными выше. Минеральной разновидностью называют группу минералов, имеющих небольшие различия в химическом составе и физических свойствах. Под минеральным индивидом понимают минеральное тело, обособленное поверхностью раздела.
Происхождение минералов
Генезис это процесс минералообразования. Такие процессы подразделяют на три группы, в зависимости от источника энергии.
Магматогенные (гипогенные) процессы
Формирование происходит путем застывания и кристаллизации магмы.
Данный раствор-расплав, состоящий преимущественно из силикатов (соединений кремния) и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. В соответствии с этим продукты классифицируют на эффузивные и интрузивные соответственно.
Так как любая магма имеет преимущественно кремнистый состав, там происходит формирование силикатов (кремнистых минералов). Многие из них — породообразующие минералы, которые формируют граниты, сиениты, диориты и прочие кристаллические породы.
В значительной степени они представлены полевыми шпатами, гранитами, слюдами, роговыми обманками, оливином и др. В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав.
При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200°С. К концу кристаллизации она снижается до 500 — 600°С, и при данной температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы.
Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды.
Метаморфические процессы (эндогенные)
Подразумевают изменения минералов в недрах под воздействием давления и температуры. Эти явления происходят в связи со сменой геологической обстановки и изначального залегания пород.
Выделяют региональный и контактовый метаморфизм. Процессы первого типа затрагивают значительные площади и происходят на значительных глубинах. При этом формируются сланцы, гнейсы.
Контактовый метаморфизм состоит в воздействии магмы (особенно гранитной) при внедрении в толщи мергеля и известняков. В результате они переходят в мраморы и скарны. С ними иногда связаны месторождения железа, вольфрама, молибдена, олова, кобальта.
Экзогенные процессы
Данные явления обусловлены связанными с энергией Солнца внешними факторами. Они происходят при обычном давлении и невысокой температуре у земной поверхности. Состоят в том, что обнажившиеся и залегающие на малых глубинах породы и минералы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др.
Часть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита, производных вольфрама и др
Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, а в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.
То есть экзогенное минералообразование происходит в результате взаимного действия факторов атмосферы, биосферы, гидросферы на минералы на поверхности Земли. Новые минералы, сформировавшиеся таким путем из исходных, называют гипергенными.
Классификация
Основными, как правило, считают структурно-химические классификацию.
Так, кристаллохимическая включает 9 типов:
Структурно-химическая
Также существует близкая к этой структурно-химическая классификация. В соответствии с ней существует два типа: неорганические и органические минералы.
Первые включают следующие классы:
По распространенности минералы подразделяют на четыре типа:
Существует три формы нахождения в природе:
Кроме того, используется генетическая классификация, рассмотренная выше.
Минералы вторичные
Так называются минералы, образовавшиеся при метасоматизме, при выветривании других минералов и горных пород, то есть при процессах, преобразующих уже сформировавшиеся породы. Эскаля (финляндский петрограф) называл эти минералы постериорными (по-латыни — последующими).
К ним в изверженных породах относятся минералы: эпидот, цоизит, змеевик, мусковит, турмалин, тальк, кальцит… Другими словами, все гидрокислые и карбонатные соединения, которые не могут выделиться из огненно-жидкой магмы.
Но многие минералы, вообще образующиеся непосредственно при застывании магмы, могут присутствовать в той или иной породе и как вторичный минерал (например, кварц, рудные минералы и другие).
Разграничение вторичных от первичных образований имеет существенное значение в петрографии. Первичные составные части освещают условия генезиса горной породы, а вторичные минералы дают возможность проследить ход тех или иных изменений и превращений, которые претерпела горная порода. Наконец, минералы подразделяют по практическому значению, что приведено далее.
Свойства
Свойства делят на химические, физические, оптические, магнитные.
Химические свойства определяются элементами, входящими в состав: химической формулой минерала. Так же именно эти свойстваопределяют растворимость минералов и кислотах.
Физические свойства определяются химическим составом и их кристаллической структурой. Некоторые из них проявляются в зависимости от кристаллографического направления. На основе этого параметра их подразделяют на скалярные и векторные (первые зависят, вторые — нет). К скалярным свойствам относится плотность, к векторным — твердость, и кристаллографические особенности.
Также физические свойства классифицируют на механические, оптические, магнитные, люминесцентные, термические, электрические, радиоактивность.
Многие параметры используют для определения минералов в полевых условиях (диагностические свойства). Помимо основных внешних характеристик, таких как форма и цвет, для этого применяют твердость, отдельность, спайность, хрупкость, блеск, излом. Некоторые минералы диагностируют по гибкости, ковкости и упругости.
По механическим свойствам можно встретить:
Хрупкость — прочность минеральных зерен, проявляющаяся при механическом раскалывании.
Среди физических свойств очень важным показателем минералов является твердость. На ее основе создана 10-значная шкала Мооса. В ней каждому значению соответствует минерал (от талька до алмаза).
При этом нужно учитывать, что для некоторых минеральных видов данный параметр отличается для разных сторон (например, для кианита 5,5 и 7). Это объясняется неодинаковой плотностью кристаллической решетки.
Спайность это способность раскалываться по кристаллографическим направлениям.
Побежалость — наличие тонкой цветной или разноцветной пленки на выветрелой поверхности. Является результатом окисления.
Излом это это важнное диагностическое свойство. Благодаря ему характеризуется поверхность обломков, образующихся при ударе, образуя особенности поверхности на неспайном свежем сколе.
Плотность это масса единицы объема вещества. Также ее называют удельным весом.
По своей плотности минералы могу быть:
Плотность минерала напрямую зависит от его состава, типа структуры, количества микровключений и их характера, а также от таких явлений, как метамиктность и гидратация.
Удельная плотность это отношение плотности минерала к плотности воды. Применяется для определения единичной массы и служит диагностическим признаком для некоторых классов.
Так, наибольшим значением данного параметра обладают самородные металлы и интерметаллиды (так, для золота она составляет 19,3 г/см3), среди распространенных минералов — оксиды и сульфиды, благодаря наличию в составе элементов с высокой атомной массой.
Оптические свойства
Цвет. У одних минералов он определен, у других весьма изменчив. Последнее может объясняться наличием множества модификаций или полихроизмом. В первом случае, благодаря включению примесей в химический состав, минерал получает другой цвет. Во втором кристаллы меняют окраску в зависимости от направления попадания света.
Цвет черты. Проявляется при царапанье. То же, что цвет минерала в порошке. Блеск — световой эффект, создаваемый отражением части светового потока. Определяется отражательной способностью.
Преломление, поляризация, дисперсия характеризуют оптические константы.
Магнитные свойства определяются содержанием двухвалентного железа.
Месторождения
Большие скопления минеральных веществ называют месторождениями. Существует несколько их классификаций.
Применение
Около 15 процентов известных сегодня минералов используется в промышленности. Некоторые минералы используются для изготовления различных видов металлов и некоторых иных химических элементов.
Применение некоторых видов минералов для технических целей основаных на их физических свойствах:
Минеральное сырье используют во всех отраслях промышленности. По возможности применения минералы подразделяют на рудные и нерудные. Из первых добывают металлические элементы, а из вторых — неметаллическое сырье для производства строительной, медицинской, химической и др. продукции.
Отдельно следует отметить эстетическое значение минералов. Общеизвестны камни, используемые в ювелирных изделиях. Еще больше их применяют как поделочное сырье и в изначальном виде в качестве экспонатов музеев и коллекций.
Существуют классификации на основе ценности. В соответствии с одной из них (ВНИИ Ювелирпрома) их подразделяют на ювелирные (алмаз, пирит, жемчуг и др.), ювелирно-поделочные (фибролит, авантюрин, азурит и др.) и поделочные (обсидианы, оникс, алебастр и др.).
Более известна аналогичная классификация, по которой минералы подразделены на драгоценные, полудрагоценные и поделочные.
Популярные минералы
Алмаз представляет собой кубическую модификацию углерода. В чистом (прозрачном) виде представлен только данным элементом. Окрашенные варианты включают различные примеси. Синтезируется несколькими способами из углерода. Это наиболее твердый минерал (10 по шкале Мооса). Применяется в стеклорезах, бурильном оборудовании, ювелирных изделиях.
Изумруд — модификация берилла с примесью Cr3+ или оксидов V и Fe. Отличается от него зеленой окраской и прозрачностью. Встречается в кристаллах и сростках. Имеет метаморфическое происхождение. Обладает высокой твердостью (7,5 — 8) и кислотоустойчивостью. Искусственные изумруды отличаются меньшими плотностью и показателем преломления. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Рубин представлен модификацией корунда с примесью Cr3+, Fe3+, V3+. Отличается от него красным цветом (пурпурным, бурым). Синтетические камни получают путем выращивания из расплава корунда. Характеризуются равномерной окраской в отличие от естественных. Второй по твердости минерал после алмаза (9). Используется в приборостроении, производстве часов и лазерных технологиях, ювелирной промышленности.
Сапфир — разновидность корунда, включающая примеси Fe3+, Fe2+, Ti. С минералогической точки зрения сапфиром считают исключительно варианты синего цвета, с ювелирной — любых окрасок, кроме красной. Синтетические разновидности бывают как чистыми (бесцветными), так и с примесями (различных цветов). Используется в офтальмологии, стоматологии, производстве стекол и защитных экранов, ювелирной промышленности.
Александрит — разновидность хризоберилла с примесью Cr. Отличается сильным плеохроизмом (меняет окраску от темных сине-зеленых оттенков до пурпурной), встречаются прозрачные варианты. Твердость — 8,5. Имеет магматическое происхождение. Искусственные кристаллы получают двумя методами. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Жемчуг — биогенное образование. Формируется в раковинах моллюсков. Не относится к минералам, однако включает в состав арагонит. Представлен телами округлой или неправильной формы твердостью 3 — 4. Бывает различных цветов (белый, черный, голубой, желтоватый, зеленый, розовый и др.). Существуют имитации из стекла и пластмассы. Используется в основном в ювелирной промышленности.
Янтарь — биогенное образование, представленное ископаемой окаменевшей смолой палеогенового и верхнемелового периодов. Встречается в виде аморфных образований твердостью 2 — 2,5. Цвет — от светло-желтого до коричневого, бесцветный, красный, зеленоватый, белый.
Существуют имитации из натуральных смол и пластмасс. В основном применяется в ювелирной промышленности, меньше в фармацевтике, электронной, химической, пищевой промышленности, парфюмерии.