Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Главнейшими из них являются: внешняя форма, оптические характеристики (цвет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.
Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях они чаще всего приобретают неправильные очертания.
Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.).
Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, мусковит и др.), полупрозрачные (гипс, халцедон и др.) и непрозрачные (пирит, графит и др.).
Блеск – способность поверхности минералов отражать в различной степени блеск. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (кварц, силикаты), жирным (тальк), шелковистым (селенит, асбест) и т.д.
Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-бальной шкале твердости Мооса.
Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола.
Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.
Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см3.
Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом и т.д.
Классификация минералов основана в основном на их химическом составе:
1). Самородные элементы – элементы находятся в свободном состоянии (сера S, графит C, алмаз C).
2). Сульфиды – соединения металлов с серой – пирит FeS2.
3). Сульфаты – соли серной кислоты (гипс CaSO4∙2H2O, ангидрит CaSO4). При соприкосновении с водой ангидрит переходит в гипс, увеличиваясь в объеме на 30%.
4). Окислы и гидроокислы – кварц SiO2, опал SiO2∙nH2O, лимонит Fe2O3∙nH2O.
5). Карбонаты – соли угольной кислоты – кальцит CaCO3, доломит
CaMg (CO3)2, магнезит MgCO3.
6). Галоиды – соли соляной кислоты – галит NaCl– ионный тип решетки.
7). Силикаты – слюды, глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюда), полевые шпаты (ортоклаз, плагиоклаз).
Минералы классов фосфатов, вольфрамитов встречаются гораздо реже, чем другие.
Инженерно-геологическая классификация минералов.
С учетом строения кристаллической решетки и прочности:
1). Первичные силикаты – минералы класса силикаты геологической классификации, образующая в глубинах земли и характеризующейся ковалентным типом связи кристаллической решетки.
Минералы этого класса – прочные, нерастворимые в воде, но выветривается. Служит хорошим основанием для инженерных сооружений.
2). Простые соли – минералы классов карбонаты, сульфаты, галоиды – характерен ионный тип кристаллической решетки – прочные и крепкие в сухом состоянии, но растворимые в воде. С минералами этого класса связаны явления карсты.
3). Глинистые минералы – выделяются из класса силикатов по следующим признакам:
а) высокая дисперсность – степень раздробленности, размер частиц <0.001 мм;
б) способность к ионному обмену;
в) гидрофильность – способность минералов вмещать в себя воду и увеличиваться в объеме (набухание);
г) пластичность при увлажнении переходит в пластичную форму (каолинит, монтмориллонит, гидрослюда).
Глинистые минералы – породообразующие и слагают породы – глина, суглинок, супесь.
4). Органическое вещество – гумус и гуминовые кислоты, которые образуются в верхней части земной коры в результате разложения растительности. Изменяют свойства горных пород.