Характеристика породообразующих минералов. Общая классификация минералов в современной практике

Как образуются минералы?

Все известные ученым процессы образования минералов можно разбить на три большие группы:

• Гипогенные процессы. Группа минералов, которые относятся к силикатам, образуется за счет застывания вулканической магмы

Такая кристаллизация происходит в три этапа:

• В самом начале магма, которой не удается вырваться на поверхность земли, начинает застывать под толщей уже образовавшихся когда-то пород. Таким образом, образуются минералы, которые содержат кремнезем, то есть силикаты. В таких породах, как правило, находятся граниты, слюды, шпаты и другие.
• На следующем этапе кристаллизации в трещины уже образовавшихся минералов вновь внедряются остатки магмы, но уже с более низкой температурой. Таким образом, появляются пегматиты. Они отличаются очень большим размером кристаллов. Так, образуются кварц, берилл, турмалин и другие породы.

А также пегматиты могут образовываться вследствие проникновения в трещины закристаллизовавшихся минералов летучих соединений и ценных металлов. Таким образом, изменяя состав уже получившихся минералов, они создают грейзены. Они состоят из топаза, кварца, вольфрама, молибдена и других редких руд.

• Заключительным этапом гипогенных процессов является образование гидротермальных растворов за счет выделения воды. Так, образуются месторождения серебра, золота, мышьяка , ртути и других. Представляем вашему вниманию статью о гидротермальном изумруде, здесь.
• Экзогенные процессы. Здесь образование минералов происходит вследствие воздействия различных экзогенных факторов. Руды, которые располагаются на поверхности земной коры, либо на небольшой глубине, подвергаются механическому разрушению из-за перепада температур, воздействия наземных и подземных вод, растений и организма, а также человека.

Под воздействием вышеописанных факторов, уже образовавшиеся породы начинают растрескиваться и разрушаться на составляющие их минералы. Легкие составляющие растворяются, насыщая водоемы солями и образуя новые места образования железорудных, марганцевых, урановых и других пород , уносятся водами и ветром, а тяжелые и прочные образуют месторождения алмазов, золота, платины, граната и так далее.

• Метаморфические процессы. Они заключаются в изменении пород в глубинах земного шара под воздействием высоких температур.

Метаморфические процессы делятся еще на две группы:

• Региональные. Они возникают на больших глубинах и затрагивают очень крупные поверхности. При региональном метаморфизме образуются гнейсы и слайсы.
• Контактовый метаморфизм породы происходит вследствие воздействия внедрившейся магмы на известняки. Так, получаются скарны и мраморы.

Чем минералы отличаются от других веществ?

Главной отличительной особенностью минералов от других веществ является наличие однородной внутренней структуры. Так, минералом нельзя считать жидкие и газообразные вещества. А также смеси, имеющие неоднородную структуру. Также не являются минералами и искусственно созданные породы.

Простейшим минералов можно считать обычную поваренную соль. Ее кристаллы образованы очень мелкими решетками, в которых присутствуют такие химические элементы, как натрий и хлор, которые связаны между собой прочной ионной связью.

Примечательно, что атомарное соединение кислорода и водорода, имеющее однородную структуру, проще говоря, лед принято считать минералом. Но жидкое агрегатное состояние тех же химических элементов минералов уже не является.

Физические свойства минералов

Для того чтобы определить минерал, ответственные за это люди изучают его вещественный состав и строение кристаллической решетки, то есть его физические свойства.

Итак, физические свойства минералов:

1. Цвет минерала. В отдельных случаях цвет минерала можно определить спектральным методом путем исследования его светового излучения. Некоторые минералы имеют особенность менять окраску в зависимости от падающего на них света. Также отдельные экземпляры имеют различную окраску по всей своей длине. Цвет черты является наиболее точным признаком диагностики. Для определения цвета минерала определяют, как правило, цвет его порошка. Для этого проводят царапину испытуемым по матовой фарфоровой поверхности.
2. Прозрачность. По этому признаку минералы делят на несколько небольших групп: прозрачные (хорошо видно предметы), полупрозрачные (предметы видно довольно плохо), просвечивающие (пропускает только в том случае, когда минерал в виде тонкой пластины), непрозрачные (минерал не пропускает свет вообще).
3. Блеск. Блеском называется способность предмета отражать свет. При диагностике минералов по блеску их делят на две группы: минералы с металлическим блеском и с полуметаллическим (алмаз, стекло, глянец и другие).
4. Спайность. Так, называют способность минерала расщепляться на отдельные частицы. Здесь также различают разные виды спайности: весьма совершенная (минерал без усилия расщепляется на отдельные частицы), совершенная (при легком ударе рассыпается на кусочки, образуя ровные поверхности), средняя (при рассыпании образуются изломы), несовершенная (трудно обнаруживаются спайности в минерале) и весьма несовершенная (спайность отсутствует).
5. Излом. Диагностируют характер излома, разделяя минералы на несколько групп с: ровным изломом, ступенчатым, неровным, зернистым изломом, землистым, раковистым, игольчатым и крючковатым.
6. Твердость. Это способность поверхности сопротивляться проникновению другого вещества. Определяется путем царапанья минерала ногтем, ножом, стеклом или другим минералом. Измеряется по шкале Мооса.
7. Удельный вес. Выделяют следующие классы: легкие (удельный вес составляет до 2,5 грамм на кубический сантиметр), средние (от 2,6 до 4 грамм на кубический сантиметр) и минералы с большим удельным весом (больше 4 грамм на кубический сантиметр).
8. Магнитность. Свойство минералов отклонять магнитную стрелку компаса и притягиваться магнитом.
9. Хрупкость и ковкость. Ковкими минералами считаются те, что способны менять форму при ударе молотком. Хрупкие же при ударе рассыпаются.
10. Электропроводность. Это способность вещества, в данном случае минерала, под действием электрического поля проводить электроток.
11. Запах. При горении, трении, смачивании различные минералы приобретают самые разнообразные запахи. Например, угарный газ или сероводород.
12. Вкус. Вкусовые эффекты присутствуют только у растворяемых в воде минералов.
13. Жирность и шероховатость.
14. Гигроскопичность. Свойство минерала притягивать к себе молекулы воды.

В каком виде находятся минералы в природе?

В природе минералы можно встретить в различном виде. Так, некоторые экземпляры могут находиться в виде одиночных кристаллов. Другие же представляют собой скопления – агрегаты.

Выделяют три вида минеральных агрегатов:

1. Изометрические агрегаты. Их форма одинаково развита по всем направлениям.
2. Удлиненные в одном направлении – игольчатые, столбчатые, лучистые и призматические.
3. Вытянутые в двух направлениях формы. К таким относят пластинчатые, таблитчатые, чешуйчатые и листоватые кристаллы.

Систематика минералов

Для более точной классификации минералов Международная Минералогическая ассоциация утвердила следующую систематику:

• Класс. В самую первую очередь минералы классифицируют по анионам. Существуют три группы: основной анион, анионный комплекс и отсутствие аниона. Таким образом, все минералы делятся на: самородки, органические соединения, сульфиды, окиси и гидроокиси, карбонаты, нитраты, сульфаты и другие.
• Подкласс. Подклассы различают минералы с разными структурами. Так, ММА разделила все минералы на несо-, цикло-, соро-, ино-, фило- и тектосиликаты.
• Семейство. На семейства минералы делятся в зависимости от похожести химического либо структурного состава.
• Надгруппа. Она содержит в себе те минералы, которые не входят в отдельные группы.
• Группа. Объединяет минералы с одинаковыми структурами и химическим составом.
• Подгруппа.

Как используются минералы?

Все минералы планеты нашли себе широкое применение в самых различных отраслях:

1. Первое место, несомненно, занимает промышленность. Например, при переработке глинозема можно получить большое количество цемента. А слюда является хорошим термо- и электроизолятором, кианит широко используется в качестве огнеупорного материала, а кварц для изготовления стекла.
2. Также минералы широко используются в качестве драгоценных и полудрагоценных камней для украшения ювелирных изделий. Те минералы, которые не несут высокой ценности повсеместно используют для ремонта, строительства и даже декора.
3. Не менее часто используются и гипс, апатит и селитра, но уже в качестве удобрений.
   Для изготовления фарфоровых статуэток и посуды применяют криолит, флюорит, кианит и другие минералы.
4. Отдельно стоит сказать про вольфрам. Его применяют для изготовления стали тугоплавких сортов. А также для изготовления лампы накаливания.
5. Наверняка, всем известны свинцовые пули, которые также изготовлены из минерала. А еще свинец широко применялся для защиты от радиоактивного излучения.
6. Не обошли стороной минерал и художники. Они применяют его в качестве красителя для своих красок. Например, аквамарин дает синий цвет, а изумрудная зелень – зеленый. Киноварь окрашивает в ярко-красные цвета и так далее.
7. Наверняка, нет ни одного человека, который бы ни разу в жизни не сделал хотя бы глоток минеральной воды. Получила она свое название не просто так. Свои полезные компоненты: соли, щелочи и другие, она получает именно от минералов. Вода на глубине взаимодействует с ними и обогащается щелочами.

Какие камни относятся к минералам?

Некоторые люди ошибочно полагают, что все камни можно отнести к минералам. Так, например, называют гидротермальные камни, что в корне неверно. Минералами можно считать только природные камни. Например, янтарь, азурит, танзанит.

Можно насчитать не одну тысячу красивых минеральных камней, но далеко не все будут считаться полудрагоценными, а уж тем более драгоценными. Последними считаются камни необычайной красоты, но встречаются они крайне редко, что вполне оправдывает их высокую стоимость.

Драгоценными камнями, которые относятся к минералам можно считать, например, лабунцовит – силикат со сложным составом. Или осумилит – очень редкий минерал. Черчит – редчайший гипсовый минерал. Хризоберилл – оксид бериллия и алюминия. И конечно же, алмаз, рубин, изумруд и другие.

Полудрагоценные камни встречаются, конечно, не так редко, поэтому цена на них ниже. Но все же встретить их можно не очень часто. Аметист, относящийся к числу полудрагоценных камней, также считается минералом. К ним же относятся и, например, бирюза, аквамарин, топаз и янтарь.

Минералогия – это очень интересная наука, как и сам процесс зарождения минералов и их изучение. Минералы играют немалую роль в жизни людей и всей Земли. Поэтому не стоит их обесценивать. Это такое же богатство планеты, как и все остальное.

Самородные элементы

Сера — самородный элемент.

В эту группу входят около 20 минералов, встречающихся в природе в чистом виде, или по меньшей мере, в свободной форме.

Все они делятся на : металлы, полуметаллы и металлоиды.

Основные самородные металлы – это золото, серебро, медь, платина, иридосмин и очень редко железо и никель. К полуметаллам относятся сурьма, мышьяк и висмут.

К металлоидам – сера и углерод в форме алмаза и графита.

Сульфиды (с селенидами, теллуридами, арсенидами, антимонидами и висмутидами)

Сульфиды состоят из серы в соединении с металлом или с металловидным веществом.

К ним относятся такие металлические руды, как галенит, халькопирит, киноварь.

Обычно сульфиды тяжёлые и хрупкие.

Они являются первичными минералами и после вступления в контакт с атмосферой, многие быстро превращаются в оксиды.

Галогениды

Галогениды – минералы, образующиеся в результате соединения металлов с галоидными элементами, такими как хлор, бром, фтор, иод. Эти минералы очень мягкие, многие хорошо растворяются в воде. Однако это очень распространённые минералы. Представители этой группы – галит (поваренная соль), флюорит.

Оксиды и гидрооксиды

Оксиды – это соединения металлов с кислородом. Они являются наиболее разнообразной по физическим характеристикам группой. Здесь и тусклые земли (боксит) и ювелирные камни (сапфиры, рубины). Твердые первичные оксиды обычно образуются глубоко в земных недрах, более мягкие – ближе к поверхности вследствии контакта с воздухом.

Карбонаты (с нитратами и боратами)

Карбонаты – минералы, образующиеся при соединении металлов с карбонатной группой (углерод и кислород). Их отличает мягкость, светлая окраска и во многих случаях прозрачность. Большая часть из них является вторичными минералами. Самым распространённым представителем этого класса является кальцит.

Сульфаты (с молибдатами, хроматами и вольфраматами)

Ангидрит — это безводный сульфат кальция.

Сульфаты – минералы, образующиеся в результате соединения металлов с сульфатной группой (сера и кислород).

Они мягкие, прозрачные или просвечивающие, ненасыщенного цвета.

Широко распространены гипс, ангидрит, барит.

Фосфаты (с арсенатами и ванадатами)

Фосфаты образуются при соединении металлов с фосфатной группой (фосфор и кислород). Это вторая по количеству группа после силикатов, хотя многие из них встречаются довольно редко. В основном фосфаты являются вторичными минералами, часто имеющие яркий,цвет (бирюза).

Силикаты

Силикаты – металлы соединённые с силикатной группой (кремний и кислород), это самые рапространённые минералы в природе (поти треть всех минералов – силикаты). Все они делятся на подгруппы в зависимости от своей внутренней структуры (незосиликаты, соросиликаты, иносиликаты, циклосиликаты, филосиликаты и тектосиликаты). Представители этого класса – кварц, полевые шпаты.

Органические соединения

В эту группу входят твёрдые тела, встречающиеся в природе и возникшие благодаря жизни и деятельности живых организмов. Из-за этого их не всегда относят к минералам. Представлена группа такими минералами, как янтарь, агат, жемчуг, вевеллит.

Физические свойства минералов

Все минералы обладают определенными физическими свойствами, основные из которых делятся на три группы: морфологические особенности, определяемые внешней формой; оптические свойства, включающие цвет, прозрачность и блеск; механические свойства, выражаемые показателями твердости и плотности, степенью спайности и видом излома.

В природных условиях кристаллы минералов в основном имеют неправильные очертания, четко ограненные кристаллы встречаются довольно редко. Разнообразные формы минералов могут быть разделены на три основных вида:

• изометрические, развитые в пространстве примерно один из трех направлениях (пирит и галит);
• столбчатые, игольчатые и т. п., вытянутые в одном направлении (кварц асбест):
• плоские, листоватые и чешуйчатые, вытянутые в двух направлениях (слюда и графит).

Цвет минералов в первую очередь зависит от их состава. По цвету они могут быть разделены на светлые и темные. В составе светлых минералов преобладают кремний и алюминий, а железо и магний содержатся в малых количествах или вообще отсутствуют (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит н др.). В составе темных минералов преобладают железо и магний за счет уменьшения или отсутствия кремния и алюминия. Именно значительное содержание железа и магния способствует темной окраске минералов (роговая обманка, бнотит, или черная слюда, авгит, оливин, рубин и др.).
Для многих минералов цвет строго постоянен, например у хлорита он всегда зеленый. У некоторых минералов наблюдается изменение цвета или появление оттенков; это связано с наличием в данных минералах каких-либо примесей. Так, например, обычно бесцветный кварц может стать молочным, фиолетовым и даже черным.

Кроме разделения по цвету, минералы делят также по прозрачности, т. е. по свойству пропускать свет, на три группы; прозрачные (кварц), полупрозрачные (гипс) и непрозрачные (графит). Причем, многие минералы становятся прозрачными только в тонких пленках.

Спайность минералов определяется исключительно внутренней структурой кристаллического вещества и не зависит от его внешней формы. Под спайностью понимают способность минералов раскалываться при ударе по определенным направлениям с образованием гладких плоскостей, называемых плоскостями спайности. Наличие спайности может быть установлено путем осмотра поверхности излома минерала при отраженном свете. Исследуемый минерал при этом следует поворачивать в разные стороны.

Спайность минералов можно оценить следующим образом: весьма совершенная, при которой минерал способен расщепляться на тонкие листочки (слюда); совершенная, когда при расколе молотком минерал дает обломки, ограниченные правильными плоскостями (кальцит); средняя, при которой образуются обломки с относительно правильными гранями (полевые шпаты); несовершенная, когда на осколках минерала местами заметны небольшие гладкие площадки (оливин и апатит); весьма несовершенная, при которой минерал раскалывается по неопределенным направлениям (кварц).

Поверхность разрыва и раскалывания минералов характеризует излом; по плоскостям спайности — у кальцита, раковистый — у кварца, землистый — у каолинита и т. д. Твердость минералов определяется их внутренней структурой и составом. Под твердостью минералов понимают способность их противостоять внешнему механическому воздействию, в частности прочерчиванию поверхности одного минерала более твердым другим минералом или каким-либо острым предметом.

Определение твердости минералов

	Твердость		Видимые признаки твердости	Группы минералов по твердости
Наименование минерала	по шкале Мооса	по склерометру МП
Тальк	1	24	Чертится ногтем	Мягкие
Гипс	2	360	То же	>>
Кальцит	3	1 090	Чертится ножом	Средней твердости
Флюорит	4	1 890	То же	То же
Апатит	5	5 360	>>	>>
Ортоклаз	6	7 967	Царапает стекло	Твердые
Кварц	7	Н 200	То же	>>
Топаз	8	14 200	Режет стекло	Очень твердые
Корунд	9	20 600	То же	То же
Алмаз	10	100 600	>>	>>

Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по десятибалльной шкале твердости минералов, предложенной более 100 лет назад немецким ученым Ф. Моосом и носящей его имя. Истинная твердость минералов, которая в наше время может быть точно определена с помощью склерометров и выражается в паскалях (Па) или мегапаскалях (МПа), резко отличается от твердости, определяемой по шкале Мооса. Однако, несмотря на это, шкала Мооса прочно вошла в обиход при определении твердости минералов, которые подобраны в ней от самого мягкого— талька, до самого твердого—алмаза. Каждый последующий минерал по шкале тверже предыдущего, порядковый номер минерала обозначает его твердость. По шкале Мооса большинство минералов имеет твердость от 2 до 6.

Для определения твердости данного минерала его свежую поверхность прочерчивают осколком другого минерала с известной твердостью. Практически в качестве условных эталонов твердости можно использовать ноготь — твердость 2,5, стекло — 5, лезвие ножа — 5-У5.5 (табл. 1).

Главные породообразующие минералы

Из множества минералов только некоторые (не более 50) имеют массовое распространение. Обычно они встречаются не в одиночном виде, а входят в состав горных пород. Эти немногие наиболее распространенные в природе минералы, преимущественно слагающие горные породы, называют породообразующими.
В горных породах породообразующие минералы распределены неодинаково. Например, главными минералами гранитов являются полевые шпаты—до 60%, кварц — до 40% и слюда, роговая обманка, авгит — до 10%.
Ниже приведены основные свойства главных породообразующих минералов.

Плагиоклазы — группа полевых шпатов, минералы которой состоят из различных количеств альбита Na[AISi3O8] и анортита Ca[AISi2O8],
Плагиоклазы могут быть белого, серовато-белого, серого и темно-серого цвета, иногда с зеленоватым или синеватым, реже красноватым, оттенком; имеют стеклянный блеск. Твердость 6— 6,5; спайность совершенная: при ударе молотком плагиоклазы раскалываются с образованием косого угла между плоскостями спайности. Плотность изменяется от 2610 у альбита до 2760 кг/м3 у анортита.

Ортоклазы K[AlSi3O3] — группа полевых шпатов, в составе которой наибольшее распространение получили ортоклаз и микроклин.

Ортоклазы могут быть розового, красного, желтого или серо-розового, реже белого или серого, цвета; имеют стеклянный блеск. Твердость 6; спайность совершенная и средняя. В отличие от плагиоклазов ортоклаз раскалывается на прямоугольные куски, так как его плоскости спайности перпендикулярны. Плотность ортоклаза 2500—2600 кг/м3

Микроклины по своим данным аналогичны ортоклазам, за исключением того, что угол между плоскостями спайности в микроклинах несколько меньше прямого угла.
Минералы групп плагиоклазов п ортоклаза, представляющие полевые шпаты, наиболее распространены в земной коре. Они входят в больших количествах в состав гранитов, сиенитов, гнейсов и многих других горных пород. Лабрадор является главной составной частью лабрадорита, который служит облицовочным материалом с высокими декоративными качествами.

Авгит — Са (Mg, Fe, Al)[(Si, Аl2О6]- Наиболее распространенный минерал из числа пироксенов. Он может быть зеленовато-черного или буровато-черного, реже темно-зеленого или бурого, цвета; имеет стеклянный блеск. Твердость 5—6,5; спайность совершенная. Плотность 3200—3600 кг/м3. Авгит в больших количествах входит в состав габбро, пироксенитов и других горных пород, придает им хрупкость и затрудняет полировку.

Роговая обманка — Ca2Na (Mg, Fe)4(Al, Fe)[(Si, Al)4OH]2[OH]2. Один из наиболее значительных минералов группы амфиболов. Может быть зеленого или бурого цвета разных, преимущественно темных, оттенков; имеет стеклянный блеск. Твердость 5.5—6; спайность совершенная. Плотность 3100—3300 кг/м3. Роговая обманка в небольшом количестве входит в состав гранита.

Мусковит—КАl2[АISi3O10][ОН]2. Белая слюда, имеет стеклянный блеск. Твердость 2—3; спайность весьма совершенная. Плотность 2700—3100 кг/м3.

Биотит—K(Mg, Fe)3[Si3AlO10][OH, Fe]2. Черная слюда. Физические свойства аналогичны свойствам мусковита. Слюды входят в состав многих горных пород любого происхождения. При выветривании они расслаиваются и снижают механическую прочность пород, ускоряя их разрушение.

Оливин —(Mg, Fe)2SiO4. Имеет оливково-зеленый цвет; блеск стеклянный и жирный; раковистый излом. Твердость
6.5— 7; спайность несовершенная. Плотность 3200—4350 кг/м3. Оливии входит в состав диабаза, базальта; нз пего почти целиком состоят дунит и перидонит.

Тальк — Mg3[Si4O10](OH)2. Может быть белого, бледно-зеленого или светло-желтого цвета; блеск жирный. Твердость 1; спайность весьма совершенная. Плотность 2700—2800 кг/м3. Тальк встречается в виде плотных листоватых масс среди известняков и в составе тальковых сланцев. Он хорошо сопротивляется выветриванию.

Хлорит — Mg4Al2[Si2Al2O10][OH]8. Может быть от светло- до темно-зеленого цвета; блеск перламутровый. Твердость 2—2,5; спайность весьма совершенная. Плотность 2600—2850 кг/м3. Хлорит встречается в виде листоватых или чешуйчатых масс преимущественно в составе хлоритовых сланцем.

Кварц — SiO2. По цвету и прозрачности кристаллический кварц разделяется на прозрачный (горный хрусталь), фиолетовый (аметист), черный (морион). Излом раковистый; блеск стеклянный, на изломе жирный. Твердость 7; спайность весьма несовершенная. Плотность 2600 кг/м3. Скрытокристаллический, почковидный кварц с мутно-жирным блеском называется халцедоном, разновидности которого именуются: красноватая — сердолик, зеленая—хризопраз, полосатая с концентрическим строением — агат. Кварц — самый распространенный минерал земной коры, входящий в состав кварцитов, гранитов и др.

Кальцит — СаСОз. Бесцветный или молочно-белый минерал с различными оттенками; блеск стеклянный. Твердость 3; спайность весьма совершенная. Плотность 2600—2800 кг/м3. Широко распространен в составе известняков, мраморов и др.

Доломит — СаСОз -MgCO3. Имеет серовато-белый цвет с различными оттенками; блеск стеклянный. Твердость 3,5—4; спайность совершенная. Плотность 2800—2900 кг/м3. Встречается в виде плотных мраморовидных масс. На поверхности земли достаточно стоек. Используется как строительный камень.

Пирит—FeS2. Имеет латунно-желтый цвет; блеск металлический. Твердость 6—6,5; спайность несовершенная. Плотность 4900—5200 кг/м3. В зоне выветривания легко разрушается. Примесь пирита снижает качество строительных материалов.

Гипс — CaS04-2H2O. Имеет белый цвет с разными оттенками за счет примесей; блеск стеклянный, иногда матовый. Твердость 1,5—2; спайность совершенная. Плотность 2300 кг/м3. Волокнистая разновидность гипса—селенит. Полуводный гипс (CaSO4 — 2Н2О). Широко применяется в строительстве в качестве вяжущего.

Ангидрит — CaSO4. Представляет собой безводную и более твердую разновидность гипса, напоминающую мрамор. При соприкосновении с водой ангидрит переходит в гипс, увеличиваясь в объеме до 30%. Может быть белого, серого или голубоватого цвета; блеск стеклянный. Твердость 3—3,5; спайность совершенная. Плотность 2800—3000 кг/м3. Используется в качестве облицовочного и поделочного камня.

Плагиоклазы

Плагиоклазы – самые распространенные породообразующие минералы. Они представляют собой смесь анортита и альбита. Существует множество разновидностей плагиоклазов. При повышении доли анортита повышается основность минерала.

Плагиоклазы отличаются неустойчивостью по отношению к химическому выветриванию, из-за которого они становятся глинистыми соединениями. В этой своей особенности они похожи на полевые шпаты. Их могут применять в качестве облицовочного и декоративного материала. Почти каждый породообразующий минерал группы плагиоклазов встречается на Урале или Украине.

Нефелин

К группе каркасных алюмосиликатов относится нефелин. Он обеднен кремнеземом. Подобные породообразующие минералы входят в состав магматических пород, в том числе нефелинитов и нефелиновых сиенитов. С легкостью выветриваются с земной поверхности и трансформируются в каолинит, а также вторичные образования сульфатного или карбонатного состава.

Вместе с апатитами нефелиновые породы могут образовывать обширные массивы, очень важные для современной промышленности. Их используют в производстве стекла, цемента, глинозема, силикагеля, соды, ультрамарина и т. п. Эти основные породообразующие минералы встречаются на Кольском полуострове в Мурманской области.

Амфиболы и пироксены

Амфиболы, или ленточные силикаты, включают в себя роговую обманку, являющуюся важным породообразующим компонентом в метаморфических и магматических породах. Ее отличительные черты – большая прочность и высокая вязкость. Чаще всего роговая обманка встречается на Урале.

Авгит – это породообразующий минерал пироксенов. Он является важнейшим компонентом магматических пород. Окраска авгита может быть самой разной (от черной до зеленой). Данный породообразующий минерал из группы пироксенов входит в состав базальта, андезита, диабаза и некоторых других горных пород.

Слюды

Некоторые силикаты имеют слоистое, чешуйчатое или листоватое строение. Самыми распространенными подобными минералами являются асбест, тальк, каолинит, гидрослюды, а также слюды (в том числе мусковит и биотит).

Каковы другие их особенности? Мусковит представляет собой белую слюду, встречающуюся в метаморфических и магматических породах. При выветривании он становится россыпью. Мусковит применяется в качестве электроизоляционного материала. Также он используется в строительстве, где слюдяной порошок является распространенными посыпочным материалом. Мусковит добывается в Восточной Сибири, на Урале и Украине.

Похожие породообразующие минералы – биотиты. Это магнезиальная и железистая слюда бурого или черного цвета. Она характерна для метаморфических и магматических пород. Биотит образует зернистые и чешуйчатые скопления. Он считается минералом химически нестойкого характера. Биотит встречается в Забайкалье и на Урале.

Гидрослюды

Еще одни породообразующие минералы горных пород – это гидрослюды. Их характерная черта – малое количество катионов. Кроме того, гидрослюды отличаются от слюд заметно большим содержанием в своем составе воды, что и отражается на их названии. Их образованию способствуют гидротермальные процессы и выветривание пород.

Самая ценная гидрослюда – вермикулит коричневого или золотистого цвета. При нагревании молекулярная вода этого минерала образует пар, расширяющий прослойки в кристаллических решетках, что увеличивает его объем и плотность. Вермикулит ценен благодаря своим звукопоглощающим и теплоизоляционным качествам.

Слоистые силикаты

Минералы асбест, тальк, монтмориллонит и каолинит относятся к группе слоистых силикатов. В чем их особенность? Образование талька происходит в результате взаимодействия горячих растворов с алюмосиликатами и магнезиальными силикатами. Он применяется в виде порошка при изготовлении пластмассы.

Как и некоторые другие породообразующие минералы, асбест известен в качестве нескольких своих разновидностей. Он плохо проводит электричество и теплоту, отличается щелочеупорностью и огнестойкостью. Наибольшей ценностью обладает хризотил-асбест. Он образуется из карбонатных и оливиновых пород. В длинноволокнистом виде асбест используется при изготовлении некоторых автомобильных деталей и несгораемых тканей.

Самым частым минералом глинистых пород считается каолинит. Он образуется в результате выветривания слюд и полевых шпатов и характеризуется высокой устойчивостью. Данный минерал отличается белым, сероватым или коричневатым цветом. Каолиновые глины используются в керамической промышленности, где данное сырье применяется в производстве фаянсовой и фарфоровой керамики. Благодаря свойствам своего образующего минерала, эти материалы отличаются пластичностью.

Монтмориллонит во многих отношениях необычен. Его химический состав непостоянен и зависит от свойств атмосферы, в том числе от содержания в ней воды. Эти главные породообразующие минералы обладают подвижной кристаллической решеткой, из-за чего сильно набухают при соприкосновении с влагой.

Монтмориллонит формируется в щелочной среде вследствие разложения туфов и вулканического пепла в воде. Также он появляется в местах выветривания магматических пород и устойчив по отношению к химическому выветриванию. Данный минерал сообщает глинистым породам дополнительную адсорбируемость и набухаемость. Монтмориллонит используется в качестве эмульгатора, наполнителя и отбеливателя. Его месторождения находятся в Крыму, Закарпатье и на Кавказе.

Кварц

Минеральные оксиды – это соединения металлов и кислорода. Самым распространенным представителем этой группы является кварц. Данный минерал образуется в результате магматических процессов, происходящих в глубоких земных недрах. Он встречается в трех вариациях: как кристобалит, тридимит и а-кварц. Последняя из этих модификаций изучена лучше остальных.

Кварц входит в породообразующие минералы магматических горных пород (а также осадочных и метаморфических). Он химически стоек. Кварц накапливается, образуя мощные осадочные отложения, пески и песчаники. Минерал применяется в керамической и стекольной промышленности. Как природный камень (песчаник и кварцит), он популярен в качестве конструкционного и облицовочного стройматериала. Также его используют при изготовлении химической посуды, оптических приборов и т. д.

Карбонаты

Еще одна группа породообразующих минералов – карбонаты. Они представляют собой широко распространенные соли угольной кислоты. Карбонаты характерны для метаморфических и осадочных пород. Самые распространенные их виды – магнезит, кальцит и натрит. У всех них есть свои индивидуальные свойства.

Кальцит отличается слабой растворимостью в воде. При воздействии углекислоты он может перейти в бикарбонат. Этот продукт будет растворяться в воде в сотню раз быстрее, чем обычный кальцит. Данный минерал встречается в кристаллических агрегатах, натеках и мощных отложениях мрамора и известняка. Кальцит может образоваться в результате накопления ила. Другая причина его возникновения – отложение углекислой извести в воде. Месторождения встречаются на Урале, Украине и в Калерии.

Магнезит похож на кальцит по форме и структуре, однако в природе встречается гораздо реже. Причина в факторах его образования. Магнезит формируется в результате выветривания серпентинитов, а также взаимодействия магнезиальных растворов и известняков.

Натрит – белый или бесцветный минерал, встречающийся в виде зернистых и плотных масс. При нагревании он растворяется. Натрит образуется в натриевых соляных озерах в случае избытка в них растворенного углекислого газа. Данный минерал используется в металлургии и при изготовлении стекла.

Опал

Опал – широко распространенный аморфный гидратированный кремнезем. Он не разлагается в кислотах, но растворим в щелочах. Есть несколько условий его образования. Данный минерал появляется вследствие осаждения из гейзеров и горячих растворов, а также выветривания магматических пород. Кроме того, он образуется по причине накопления продуктов жизнедеятельности обитающих в море организмов. Опалы являются популярным материалом у ювелиров.

Сульфаты и сульфиды

Минералы сульфаты являются солями серной кислоты, образующимися на земной поверхности. Большинство соединений этой группы недостаточно устойчивы в коре планеты. Такие сульфаты, как гипс, мирабилит и барит, используются в строительных целях. Ангидрит представляет собой сплошные зернистые массы. Это кристаллический минерал с характерным беловато-голубым цветом.

При соприкосновении с водой ангидрит увеличивает объем и становится гипсом, слагающим внушительные скопления пород. Данный сульфат представляет собой типичный химический осадок, образующийся при высыхании морей. Гипс и ангидрит применяются в качестве вяжущих веществ.

Тяжелый шпат или барит представляет собой кристаллы со специфической таблитчатой формой. Он плохо пропускает рентгеновские лучи, из-за чего используется при производстве специального бетона. Барит формируется в результате выпадения из водных горячих растворов.

Сульфиды – это соединения серы с прочими элементами. К данному классу относится киноварь. Этот минерал связан с молодыми вулканами. В природе киноварь встречается в форме жил и пластовых залежей. Она накапливается в виде россыпей вследствие собственной устойчивости на земной поверхности. Киноварь используется в синтезе ртути и изготовлении красок.

Классификация основных породообразующих минералов и их характеристика

На сегодняшний день зафиксировано 5336 видов минералов. Ежегодно фиксируется около десятка новых. Лишь 100–150 из них широко представлены в земной коре, остальные считаются редкими. Классификация минералов строится на следующих основаниях: по происхождению, составу, свойствам, структурно-химической основе.

По происхождению (эндогенное, экзогенное, метаморфическое)

По генезу выделяют три основных группы породообразующих химических соединений: эндогенные, экзогенные и метаморфические. Эндогенное минералообразование связано с геологическими процессами образования мантии и магматических расплавов. В результате магматической деятельности расплав кристаллизуется, образуя силикатные материалы. К магматическим эндогенным минералам относят алюмосиликаты и силикаты.

Минералы экзогенного генеза появились в результате процессов, происходящих на поверхности земной коры: на суше или в воде. Их возникновение обусловлено выветриванием – воздействием окружающей среды, атмосферных осадков, реакций с растворенными в воде химическими элементами, живых организмов. Экзогенные материалы имеют следующие свойства: небольшая твердость, способность вступать в контакт с водой. Экзогенный генез имеют следующие группы минералов:

• глинистые – гидрослюда, каолинит;
• железистые соединения – галит, сильвин;
• органические – жемчуг, опал.

Минералы метаморфического генеза формируются из экзогенных пород. Перемещаясь вглубь земной коры, эти вещества подвергаются воздействию высокой температуры, а также сильному давлению. Они перекристаллизовываются, приобретают твердость, плотность. Метаморфический генез имеют кварц, слюды, пироксены, амфиболы, гранат, хлориты.

По составу и структуре

Международная минералогическая ассоциация в 2009 году утвердила классификацию минералов по химическому составу и структуре. Они делятся на органические и неорганические. Неорганические включают несколько групп:

• самородки;
• сульфиды и сульфосоли;
• галогениды;
• окислы и гидроокислы;
• оксисоли.

Самородками называются минералы, которые представляют собой элементы периодической таблицы, не связанные в соединения. В самородном состоянии встречается 45 элементов, но большинство из них редки. К самородкам относятся золото, серебро, железо, алмаз, графит, висмут.

Сульфосоли формируются в гидротермальных источниках, некоторые имеют магматическое и осадочное происхождение. К ним относятся: пирит, галенит, сфалерит, арсенопирит, леллингит.

Окислы и гидроокислы, как понятно из названия этого вида, представляют собой соединение металлов с кислородом. Это одна из наиболее распространенных групп минералов в земной коре. Их количество составляет около 17%, один только кремнезем занимает 12,6%. Большая часть окислов сформировалась на поверхности земной коры или в водных бассейнах – там, где был постоянный доступ к кислороду.

Из всех перечисленных групп последняя, включающая силикаты и алюмосиликаты, является самой обширной. Она включает в себя около 800 видов минералов, которые составляют 90% литосферы, а это значит, что они считаются самыми распространенными на Земле. Основные породообразующие элементы – полевой шпат и кварц, на их долю приходится более 50% массы земной коры. Кроме них к этому классу относятся слюды, пироксены, гранаты, топаз, берилл, турмалин, асбест.

Значение породообразующих минералов

Породообразующие химические соединения имеют огромное значение для формирования литосферы нашей планеты. Они слагают такие горные породы, как гранит, базальт, глина, мел и т. д., образуя литосферу.

Какое значение имеют минералы в различных сферах деятельности человека? С давних времен люди использовали добытые камни в разных целях. Наиболее прочные служили строительным материалом, цветные и блестящие становились украшением, а редкие металлы и камешки пускали в обиход в качестве платежного эквивалента товаров и услуг. Позже, когда появились возможности для обработки материалов, из минералов стали изготавливать оружие и инструменты.

Некоторые минералы с доисторических времен и по сей день продолжают использоваться в качестве красителей, например гематит, гетит, оксиды марганца. Минеральное образование кремень сыграло важную роль в истории человечества – с помощью него высекали огонь, а затем стали использовать в огнестрельном оружии.

В современном мире породообразующие минералы используют в следующих сферах:

• ювелирное искусство – драгоценные камни являются породообразующими минералами, например гранат, аметист, раухтопаз;
• сырье для получения металлов в химической промышленности и металлургии;
• производство строительных материалов;
• оптика – разновидности кварца используют для создания линз и призм;
• радиоэлектроника и электротехника;
• производство абразивных инструментов;
• изготовление огнеупорных материалов.

Литотерапевты (представители народной медицины, применяющие для лечения камни) используют некоторые минералы в лечебных целях. Согласно их мнению, массаж камнями, прикладывание минералов к больному месту способствует улучшению здоровья.