Класифікація мінералів

1. Мінерали підрозділяються на дві групи - що містять і що не містять металів. Аргеніт, наприклад, відноситься до першої групи, бо є з'єднанням срібла (металу) і сірки. Кварц - мінерал, що не містить металу, оскільки він складається з кремнію і кисню, а кожна з цих складових частин не є металом.

2. Кристали мінералів утворюють системи. Існує шість систем - шість геометричних форм кристалів. Кожна з цих систем має свої варіації, ніж і пояснюється різноманітність кристалів.

3. Мінерали мають різну твердість. За шкалою твердості вони розташовуються від найм’якішого, тальку, до найтвердішого - алмазу. Ця властивість має важливе значення для класифікації мінералів.

4. Істотною особливістю є також колір межі від що містять мінерали. Якщо таким мінералом поскребти шматочок фарфору, то колір межі, що утворилася, може відрізнятися від кольору мінералу.

5. Блиск поверхні мінералу у відображеному світлі; шаруватість (специфічні особливості розколювання мінералу по площинах, визначуваних його структурою); питома вага (відношення ваги мінералу до ваги рівного об'єму води) і колір (природне забарвлення поверхні) - важливі характеристики мінералів, про яких ще піде розмова.

Мінерали, що містяться в розплавленій магмі, при її охолодженні виявляються у складі вулканічних порід. В результаті ерозії вони розчиняються у воді (наприклад, кальцит), переносяться нею в зваженому стані (наприклад, глина) або механічно виносяться водою (пісок і гравій). Виділені мінерали відкладаються на дні морів, озер, в дельтах річок або просто на суші. Тут вони беруть участь в утворенні нових порід, спочатку осадкових, а потім і метаморфічних, якщо тиск і температура середовища достатньо високі. Розглянемо, наприклад, процес формування пісковику. Зерна піску, які утворюються при руйнуванні граніту, що розпадається на кварц і польовий шпат, виносяться річкою в морі; кристали цементуються розчиненими в морській воді мінералами - силікатами, кальцитами, залізистими і глинистими добавками - і, ущільнюючись під тиском, перетворюються на пісковик. З часом під дією температури і тиск ці мінерали можуть видозмінитися, утворивши метаморфічний кварцит, в якому зерна пісковику частково сплавляються один з одним і кристалізуються. Якщо температура продовжує підвищуватися, гірська порода знов переходить в магму, і, таким чином, цикл перетворень завершується.

До породоутворюючих мінералів відносять кварц, польові шпати, слюди, глинисті мінерали, карбонати, сульфати, залізисто-магнезіальні силікати.

Кварц SiO₂ - кристалічна форма діоксиду кремнію (кремнезему) - є одним з найпоширеніших мінералів земної кори. Міцний, твердий і стійкий мінерал: міцність при стиску - до 2000 МПа, твердість 7, добре чинить опір стиранню та хімічним впливам (при звичайній температурі взаємодіє лише з плавиковою кислотою), густина 2,65 г/см³. Кварц буває безбарвним, білим, а також сірим, димчастим, рожевим тощо, залежно від домішок.

Крім кристалічного кварцу, існує аморфний кремнезем, хімічна формула якого може бути такою самою, як і кварцу – SiO₂.

Аморфний кремнезем відрізняється від кварцу великою хімічною активністю. Характерні представники - опал і халцедон.

Опал SiО₂ має аморфну структуру. Густина 1,9...2,5 г/см³, твердість 5...6, крихкий. Колір білий, залежно від домішок - блакитний, бурий, зелений, чорний. Халцедон SiO₂ ховано кристалічний щільний різновид кварцу, продукт кристалізації опалу. Густина 2,6 г/см³; твердість 6. Халцедон шаруватої структури називається агатом. Кремінь -халцедон, забруднений домішками глини.

Польові шпати - алюмосилікати калію, натрію, кальцію або їхні суміші. Це найпоширеніші мінерали, що становлять до 60 % земної кори. Характерна особливість - яскраво виражена спайність за двома напрямами. Розрізняють ортоклаз (пряморозколюваний) - калієвий польовий шпат К₂ОА1₂О₃-6SiO₂ та плагіоклази (косорозколювані) - натрієвий та кальцієві польові шпати, альбіт Na₂O Al₂O₃анортит СаОА1₂О₃*2SiO₂, а їхні суміші (наприклад, лабрадор містить 51 ...70 % альбіту, решта - анортит).

Істинна густина польових шпатів становить 2,55...2,70 г/см³, твердість - 6, міцність на стиск 120...170 МПа, температура плавлення 1170... 1550°С. Колір білий, сірий, жовтий, від рожевого до темно-червоного. Стійкість значно нижча, ніж у кварцу.

Слюди - водні алюмосилікати різноманітного складу. Легко розщеплюються на тонкі та пружні пластинки. Твердість 2...3.

Мусковіт - калієва слюда, безбарвна, стійка, тугоплавка, густина становить 2,7...3,0 г/см³. Біотит - магнезіально-залізиста слюда, колір чорний. Густина 2,8... 3,2 г/см³. Вермикуліт - також магнезіально-залізиста слюда, колір бронзово-жовтий. При прожарюванні втрачає воду, лусочки розщеплюються й збільшуються в об'ємі до 25 разів.

Темнозабарвлені мінерали - складні залізисто-магнезіальні силікати. Мають темний колір, велику густину -3,0... 3,6 г/см³, твердість 5,5...7,5, високу міцність і значну ударну в'язкість. Це авгіти (глиноземисті піроксени), рогова обманка (група амфіболів), олівін (перидот).

Глинисті мінерали А1₂Оз*mSіО₂*пН₂О характеризуються високою дисперсністю. Це каолініт А1₂Оз*2SiO₂*2Н₂О, істинна густина майже 2,6 г/см³, твердість 1...2, колір білий, може бути буруватий; іліт і монтморилоніт - складні водні, алюмосилікати, густина 2,0... 2,6 г/см³, твердість 1...2, колір зеленуватий, світло-коричневий.

Представниками карбонатів є кальцит, магнезит, доломіт. Кальцит або вапняковий шпат, СаСО₃ має істинну густину 2,7 г/см³, твердість З, колір білий, сірий.

Магнезит МgСО₃ - важчий і твердіший мінерал, але хімічна ак­тивність його менша; істинна густина 3 г/см³, твердість 4,0...4,5, колір жовтий, сірий, коричневий.

Доломіт СаСО₃*МgСО₃ за своїми властивостями займає проміжне положення між кальцитом і магнезитом.

Сульфати - гіпс, ангідрит, барит.

Гіпс СаSО₄*2Н₂О - мінерал пластинчастої, волокнистої або зернистої будови, істинна густина 2,2...2,3 г/см³, м'який (твердість 2). Колір гіпсу білий, сірий, жовтуватий або червонуватий. Різновиди - селеніт (волокниста будова), алебастр (дрібнокристалічна структура, сніжно-білий колір).

Ангідрит СаSО₄ - густина 2,8...3,0 г/см³, твердість 3,0...3,4, колір сірий, блакитнуватий. При тривалій дії води переходить у гіпс з незначним збільшенням в об'ємі.

Барит (важкий шпат) ВаSО₄ - густина 4,3...4,7 г/см³; твердість 3,0...3,5, колір білий, рідше жовтий, червонуватий. Хімічно стійкий.

За твердістю гірські породи поділяють на:

- тверді, до складу яких входять мінерали з твердістю 6...7 - кварцит, граніт, сієніт, діорит, габро;

- середні, які мають твердість не більше 5 - мармур, щільні вапняки, доломіти, деякі види туфу;

- м'які, що мають твердість 2...З - гіпс, ангідрит, вапняк-черепашник.