19.10.2019 г. Главная arrow Учебные пособия arrow М.Ф.Иванова "Общая геология" arrow Условия образования минералов
         
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Ленты новостей
Карта сайта
Фото камней
Гостевая
Общая информация
о камнях
походы и сплавы
Кристаллография
Сейсмика
Учебные пособия
Классификации
ювелирная
Словарь Куликова
Популярно о камнях
Камень в природе
Мертвая природа
История камня
Технические
Диковинки
Люди и камни
Тяжелое серебро
Минералог-любитель
Легенды и мифы
Об алмазах
Камни-талисманы
Полезные ископаемые
Нефть
Геология
 
 
Краткие новости
Условия образования минералов Печать E-mail
Автор Administrator   
16.09.2010 г.

Условия образования минералов
Знание условий образования минералов имеет громадное значение для прогноза поисков их и для восстановления истории геологического развития изучаемого района.
Встречающиеся в земной коре минералы образовались в результате определенных процессов, протекающих в толще земной коры или на ее поверхности.
Различают следующие типы происхождения минералов: магматический, пегматитовый, пневматолитический, гидротермальный, метаморфический, гипергенный и др.

Магматический тип. Минералы образуются из магмы - сложного силикатного высокотемпературного расплава, насыщенного газами. Магма возникает в виде очагов в мантии при изменении давления или температуры в результате протекающих там физико-химических процессов. Магма, вылившаяся на поверхность и потерявшая часть газов и паров, называется лавой.
Поднимаясь из недр Земли, магма остывает и расщепляется (дифференцируется). При медленном остывании из нее на ранних стадиях выделяются оливин, пироксены, плагиоклазы, позже - амфиболы, слюды, ортоклаз к микроклин и в последнюю очередь - кварц.

Пегматитовый тип.
С остыванием последних порций магмы, обогащенной щелочами и окислами, насыщенной газами, связано так называемое пегматитовое образование минералов. Пегматитовые жилы, состоящие из крупных кристаллов кварца и полевого шпата, прорезают иногда магматические тела во всех направлениях. В эту стадию дифференциации магмы образуются многие рудные минералы и драгоценные камни. Из магматитовых жил добывают слюду, пьезокварц и ортоклаз. Пегматитовая стадия дифференциации магмы, согласно А. Е. Ферсману, начинается при температуре 700° и заканчивается при 500° С.
Пневматолитовый и гидротермальный типы. При внедрении магмы в земную кору или даже при ее поступательном движении, опережая ее, движутся выделяющиеся из нее газы. Среди них перегретые пары воды, сернистые, фтористые и хлористые соединения различных металлов и водорода, соединения бора, фосфора, серы и других компонентов. Они поднимаются по трещинам и разломам в земной коре. Из этих летучих соединений и образуются в трещинах и пустотах в земной коре, в остывающем магматическом теле (тоже в пегматитовых жилах) разнообразные минералы. При пневматолизе, в частности, образуются руды вольфрама, мышьяка, молибдена, висмута и др. При температурах ниже 500° С пневматолиз сопровождается гидротермальными процессами, с которыми связано образование золота, галенита, сфалерита, киновари, пирита, халькопирита, кальцита и др. При температурах ниже 375° гидротермальный тип образования может проявляться самостоятельно. К пневматолитовому типу происхождения относится также образование минералов из летучих соединений, выделяющихся при вулканических извержениях (самородная сера, гематит и др.).

Метаморфический тип образования характерен для большой группы минералов. Возникновение их связано с воздействием высоких температур и давлений на существующие минералы и горные породы. Такие условия возникают, например, на контакте внедрившейся магмы и вмещающих ее пород. Здесь образуется
магнетит, гранаты, хлориты, тальк и многие другие скопления, которые часто имеют промышленное значение. Примерами являются месторождение магнитного железняка на Урале, месторождение графита в Восточных Саянах. В контактовой зоне образуются также пневматолитовые и гидротермальные минералы.
Гипергенные минералы возникают на поверхности Земли или в самых верхних слоях земной коры, а также в морях, лагунах, озерах и болотах. Образуются они при течении ряда химических реакций, нередко при участии влаги и газов атмосферы, в результате деятельности подземных вод и вод морей, океанов, болот и озер, а также в процессе жизнедеятельности организмов (сера, пирит и др.).
Известны и другие типы генезиса минералов. Необходимо иметь в виду, что один и тот же минерал может образоваться в различных условиях, приобретая при этом различные типоморфные особенности. Совместное образование различных минералов в одних и тех же условиях получило название парагенезиса. По условиям образования часто определяют условия нахождения минералов в природе.
Минеральные массы в земной коре скопляются в виде штоков - тел неправильной формы, иногда громадных размеров, пластов (гипс), линз (кварц), жил, представляющих собой заполненные минеральной массой трещины в породах (асбест), конкреций (фосфориты), включений (пирит в породе), друз (флюорит), дендритов и других форм.

ОПИСАНИЕ МИНЕРАЛОВ
В данном курсе будут рассмотрены лишь минералы, которые являются существенной составной частью пород и потому названы породообразующими (породообразующие в тексте отмечены звездочкой) и минералы, имеющие большое народнохозяйственное значение. Описываемые здесь минералы относятся к следующим химическим классам: 1) самородные элементы; 2) сульфиды - соединения металлов с серой; 3) соли галоидных кислот; 4) окислы и гидраты окисей; 5) соли угольной кислоты - карбонаты; 6) соли фосфорных кислот - фосфаты; 7) соли серной кислоты - сульфаты; 8) соли кремниевых кислот (гипотетические) - силикаты и алюмосиликаты; 9) органические соединения.
Самородные элементы. В этот класс входят минералы, состоящие из одного химического элемента. В самородном виде встречаются углерод (графит), сера, золото, платина, серебро, медь, осмий, иридий, палладий, благородные газы, железо (в метеоритах).

Графит (С) встречается чаще в виде мелкочешуйчатых агрегатов, реже в виде мелких, таблитчатых шестиугольных кристаллов. Спайность в одном направлении. Листочки толстые, легко ломающиеся. Твердость 1, удельный вес 2,2. Цвет темно-серый до черного, черта темно-серая до черной, блестящая. Блеск металловидный, реже матовый. На ощупь жирный, пачкает руки, на бумаге оставляет черту (отсюда и название минерала от греч. графо - пишу). Образуется при воздействии магмы на карбонатные породы, а также благодаря диссоциации СаСО3 и миграции органического вещества. Встречается графит в метаморфических породах. Аморфная разновидность графита, образовавшаяся при метаморфизме каменных углей, называется шунгитом. Используется графит главным образом для изготовления карандашей, электродов, огнеупорной посуды и смазки трущихся деталей в тех случаях, когда вследствие высокого нагрева нельзя применять масла. В СССР месторождения графита известны в бассейне реки Енисея, в Тункинских горах (Восточные Саяны), Причерноморье (Украина) и в Кара-Калпакии.

Сера   (S). Кристаллы имеют вид усеченных   дипирамид, сросшихся основаниями. Чаще сера встречается в виде натечных форм и землистых порошковидных масс. Цвет желтый, бурый, черный (от включений битумов). Черта светло-желтая. Блеск на изломе жирный, матовый, на гранях алмазный. Спайность несовершенная. Излом раковистый, землистый. Твердость 1,5-2,5. Просвечивает. Удельный вес 1,0-2,1. При трении электризуется. Сера легко плавится и при 270° С горит синим пламенем, выделяя сернистый газ. Она может образовываться путем восстановления гипса при наличии бактерий, при окислении сульфидов, распаде сернокислых и сероводородных соединений, при вулканическом извержении. Сера используется для получения серной кислоты, красок, широко применяется в резиновой и текстильной промышленности, для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Месторождения осадочной серы в СССР открыты в Средней Азии (Фергана, Туркмения), в Поволжье. Сера вулканического происхождения  имеется  на  Курильских островах, за пределами - в Италии, Японии.

Класс сульфидов. К этому классу относятся свыше 200 минералов, но по весу они составляют, согласно подсчетам В. И. Вернадского, не более 0,15% от веса земной коры, т. е. по распространенности минералы класса сульфидов, подобно классу самородных, занимают одно из последних мест и не являются породообразующими. Вместе с тем многие из этих минералов имеют большое практическое значение как важнейшие руды на свинец 1ленит - PbS), цинк (сфалерит - ZnS), ртуть (киноварь), молибден (молибденит—MoS2) и т. п. Минералы представляют собой соединение различных элементов с серой. Происхождение сульфидов связано главным образом горячими водами (гидротермальное), в меньшей степени - с застыванием магмы и с холодными растворами (при участии бактерий).
Пирит (железный, или серный, колчедан - FeS2). Мелкие кристаллы его встречаются довольно часто и имеют форму куба, на гранях которого заметна параллельная граням штриховка. Уникальный по своим размерам кристалл пирита был найден сотрудниками АН КазССР в 1965 г. в жильной породе (грейзен). Вес кристалла 15 кг, длина ребра 25 см. Чаще пирит встречается в виде мелкозернистых и плотных агрегатов, конкреций. Непрозрачен. Цвет золотисто-желтый. Черта зеленовато-черная. Блеск металлический. Спайность весьма несовершенная, излом неровный или раковистый. Твердость 6-6,6. Удельный вес 5. Пирит может быть метаморфического, магматического, гидротермального   и осадочного происхождения. В зоне окисления пирит неустойчив и переходит в лимонит. Используется для получения серной кислоты, а огарки — в качестве железной руды. Крупные месторождения пирита открыты на Кавказе и Урале.
Галенит (свинцовый блеск - PbS) встречается в виде зернистых, реже плотных масс. Кристаллы имеют форму куба, октаэдра и др. Цвет свинцово-серый. Черта серовато-черная, блестящая. Непрозрачен. Блеск металлический. Спайность совершенная по кубу. Твердость 2,5. Удельный вес 7,5. Происхождение гидротермальное, метаморфическое. Часто встречается в парагенезисе с пиритом и сфалеритом. Галенит - руда на свинец. Месторождения: в УзССР, Восточном Казахстане, на Алтае, в Забайкалье, на Северном Кавказе.

Класс галоидных (галогенных) соединений. К этому классу относится около 100 минералов, являющихся солями галоидно-водородных кислот (НСl, HF, HBr, HI). Наибольшее распространение из них имеют соединения хлористой кислоты.
Галит (каменная соль - NaCl) - самый распространенный минерал этого класса. Встречается в виде кристаллических агрегатов, реже отдельных кристаллов кубической формы. Цвет бесцветный или белый, есть окрашенные разности (красный, синий, желтоватый, серый). Черта белая. Блеск стеклянный. Спайность совершенная в трех направлениях, параллельных граням куба. Твердость 2. Прозрачный или просвечивает. Удельный вес 2,15. Хрупок. Легко растворим в воде. Вкус соленый. Залегает в виде пластов среди других осадочных горных пород. Используется в пищевой и химической промышленности (для получения едкого натра, соды, гипохлорита, хлоратов и т. п.). Галит осаждается на дне соленых озер (самоосадочная соль). Им бывают насыщены подземные воды (в Славяно-Бахмутском районе, на Украине, около городов Балахна и Усолье и в других местах). Последние специально выпариваются летом или вымораживаются зимой. Галит хоть и редко, но образуется при возгоне вулканических газов. Месторождения его известны на Урале, в Донецком бассейне, у Илецкой Защиты, на полуострове Таймыр и в других местах. Самосадочная соль добывается в озерах Эльтон, Баскунчак (Астраханская область) и многих озерах Средней Азии. Около '/з соли добывают страны мира из морской воды.

Сильвин (КСl) образуется в тех же условиях, что и галит, давая местами с последним зернистые срастания. По физическим свойствам сходен с галитом. Отличительным признаком его являются горько-соленый вкус, более ярко-красная и синяя окраски, обусловленные механическими примесями Fe2O3 и других веществ, более быстрая растворимость (это используют при разделении их). Применяется сильвин как сырье для калийных удобрений, при производстве мыла, взрывчатых веществ, для очистки тканей и т. п. Месторождения: на Урале (Соликамское - крупнейшее месторождение в мире), в Туркмении, Казахстане, Белоруссии, Западной Украине. За пределами СССР крупное месторождение сильвина имеется в ГДР. Калий добывается и из морской воды.
Класс окислов и гидроокислов. К этому классу относятся минералы, представляющие собой соединения различных элементов с кислородом или гидроксильной группой. По количеству входящих в класс минералов он стоит на одном из первых мест, по весу на долю минералов этого класса падает около 17% массы литосферы.
Класс делится на две группы. В первую входят окислы и гидроокислы кремния, во вторую - окислы и гидроокислы металлов (железа, марганца, хрома, алюминия). Большое число минералов второй группы является важным сырьем для получения металлов. Многие минералы этого класса образуются за счет окисления других, образовавшихся на больших глубинах и попавших по той или иной причине в зону окисления земной коры, где они оказались неустойчивыми. Например, лимонит может образоваться за счет окисления магнетита и гематита. Окислы и гидроокислы образуются также при магматических, пегматитозых и гидротермальных процессах.

Кварц (Si02) часто относят к силикатам, так как его структурная решетка такая же, как и у всех силикатов. На долю кварца приходится более 12% массы земной коры. Встречается он в виде зернистых агрегатов и реже образует хорошие кристаллы и их сростки. Кристаллы имеют форму шестигранной призмы, оканчивающейся с одного или обоих концов шестигранными пирамидами. Грани призмы часто покрыты тонкой поперечной штриховкой. Кристаллы кварца иногда достигают большого размера (до метра и даже единиц метров в длину). Цвет его разнообразен. Бесцветная прозрачная разновидность кварца называется горным хрусталем, сероватая — дымчатым кварцем, фиолето - аметистом, черная - марионом. Встречается бледно-розовый и зеленый (празем), золотистый или красно-бурый с характерным металловидным отливом (авантюрин), широко распространен молочно-белый кварц. Блеск на гранях кристалла стеклянный, на изломе — жирный. Спайность весьма несовершенная. Излом раковистый или неровный. Твердость 7, удельный вес 2,6. Растворяется только во фтористоводородной кислоте. Кварц выделяется из застывшей магмы, из горячих растворов, образуется также при пегматитовых и метаморфических процессах.
Кварц применяется в радиотехнике, медицине и оптике (пьезокварц), ювелирном деле. Кварцевые пески используются для получения стекла. Месторождения кварца имеются в СССР на Урале, Алдане, Памире и др., за границей - в Швейцарских Альпах, Бразилии, Уругвае. Горный хрусталь обнаружен в Антарктике (земля Королевы Мод).
Халцедон (Si02) - скрытокристаллическая разновидность кремнезема, встречающаяся в виде плотных масс или натечных почковидных форм. Халцедон, загрязненный глинистыми частицами, называется кремнием. Цвет халцедона различный - серый, голубоватый (сапфирин), оранжевый (сердолик), цвет кремния - от почти белого до желтого, темно-красного и черного, полосчата ярко окрашенная разновидность халцедона называется агатом. Блеск слабожирный, матовый. Просвечивает по краю (кремень - только по очень тонкому). Излом раковистый. Твердость 6-7. Удельный вес 2,4-2,5. В средние века кремни использовались в качестве огнива в кремневых ружьях. Халцедон и агат применяются в ювелирном деле, а последний, кроме того, - в точной механике. Халцедон и его разновидности имеются в бассейнах рек Вилюя и Нижней Тунгуски, месторождения агата – в Грузии и Якутии.

Опал (SiO2 • nН2О) - аморфный минерал. Содержание воды в нем меняется от 1 до 5%, реже до 34%. Встречается обычно в виде плотных натечных масс. Цвет желтоватый, оранжевый, красноватый, черный. Молочно-белый опал с красивой голубоватой игрой цветов называется «благородным опалом», игру цвета называют опалесценцией. Просвечивает только по краю. Блеск слабостеклянный, слабожирный. Излом раковистый, неровный. Твердость 5,5, удельный вес 1,9-2,3. При нагревании в пробирке он выделяет воду, благодаря чему его можно легко отличить от халцедона. Образуется опал в зоне выветривания земной коры в результате распада других минералов, содержащих кремнезем, и осаждения в поверхностных водоемах. Известно и выделение опала из горячих источников и гейзеров в виде кремнистого осадка натечной формы - гейзерита. Опал возникает и в результате жизнедеятельности организмов. Опал благородный используется как драгоценный камень. Лучшие месторождения опала известны в Венгрии и Австрии.
Гематит   (железный блеск - Ре2Оз) встречается обычно в виде мелкокристаллических, чешуйчатых или листоватых скоплений (железной слюдки), в виде желваков радиально-лучистого или скорлуповатого строения и скрытокристаллических масс (красный железняк), реже в виде кристаллов ромбоэдрического строения. Цвет от железно-черного у кристаллических разностей по темно-красного и красного у плотных скрытокристаллических. Цвет черты красновато-бурый, вишнево-красный. Блеск металлический, матовый. Твердость 5,5-6 (у скрытокристаллических масс). Спайность несовершенная, излом раковистый. Непрозрачен. Удельный вес 5,2. Образуется при гидротермальных, метаморфических процессах, при дегидратации гидроокислов железа, в море. Гематит является важной рудой на железо. Главнейшие месторождения его в СССР - в Курской и Белгородской областях, Кривом Роге.
Магнетит (магнитный железняк - РеО-РегОз) встречается в виде зернистых масс, реже в виде правильных восьмигранников, включенных в породу. Цвет железно-черный, черта черная. Блеск металлический. Твердость 5,5-6,0. Удельный вес 5,5-5,0. Магнетит притягивает иглу, изменяет положение магнитной стрелки компаса. Образуется при застывании магмы основного состава, из горячих растворов и при процессах метаморфизации, является важнейшей рудой на железо. Богатые месторождения его известны на Урале, Алтае, Южной Якутии, в Курской, Кустанайской, Иркутской областях и др. Крупнейшими месторождениями за пределами СССР являются шведские, североамериканские.

Лимонит (Ре20з • nН2О) относится к гидроокислам железа. Встречается в виде горошин, лепешек, нередко в виде землистых разностей и натечных масс. Цвет ржаво-бурый, темно-коричневый, светло-желтый и красно-бурый, обусловлен различным, часто изменяющимся количеством воды в минерале. Черта желто-бурая. Твердость 1-5. Удельный вес 3,3-4. Образуется за счет выветривания железосодержащих минералов и пород, в результате жизнедеятельности микроорганизмов, а также при выпадении в виде осадков в поверхностных водоемах. Лимонит - руда на железо. Месторождения лимонита известны в Горьковской, Калужской, Владимирской, Тульской и Днепропетровской областях, на Керченском полуострове и в Карелии.
Класс карбонатов. Минералы этого класса - соли угольной кислоты. Для них характерна способность вступать в реакцию с соляной кислотой.
Карбонаты легко различаются по интенсивности этой реакции. К карбонатам относится 80 минералов, составляющих до '7% массы земной коры. Многие из них являются породообразующими минералами осадочных и метаморфических пород, ценными рудами на железо, цинк, свинец, медь.

Кальцит (известковый шпат - СаСОз) - наиболее распространенный минерал класса карбонатов. Он слагает целиком такие породы, как известняки, мел и мрамор. Встречается в виде друз, отдельных кристаллов и зернистых агрегатов. Кальцит осаждается из поверхностных и подземных вод, из горячих растворов, образуется при процессах метаморфизма. Бесцветный, белый, примесями минерал может быть окрашен в желтые, серые, розоватые, голубоватые тона. Бесцветная, прозрачная, обладающая свойством двойного лучепреломления разновидность кальцита называется исландским шпатом. Цвет черты белый. Блеск стеклянный, иногда перламутровый. Спайность совершенная в трех направлениях параллельно граням ромбоэдра. Твердость 3. Прозрачный или просвечивающий. Удельный вес 2,6. Бурно реагирует с соляной кислотой в куске. При нагревании из кальцита выделяется углекислый газ и остается окись кальция (СаО), известная под названием негашеной извести. Прибавление воды переводит последнюю в гашеную [Са(ОН)2]. Кальцит широко используется в строительстве, в химической (получение соды) и металлургической (в качестве флюса) промышленности. Исландский шпат широко применяется в оптических, поляриз¬ционных приборах и установках. Оптический кальцит добывается в Восточной Сибири. Месторождения известняков и мраморов имеются в Грузии, Армении, Средней Азии, на Урале, в Крыму и т. п. Разновидностью кальцита является арагонит (СаСОз), имеющий иное внутреннее строение. Он образует часто плотные натечные массы, реже оолитовые скопления и игольчатые кристаллы. Осаждается из вод горячих источников, слагает раковины. От кальцита отличается несколько большей твердостью - 3,3-4,0, слабо выраженной спайностью.

Доломит встречается чаще в виде зернистых агрегатов, слагающих слои значительной мощности. Доломит бесцветен, при наличии примесей бывает серым, желтым, красным, бурым и черным. Цвет черты белый. Твердость 3,5-4. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по ромбоэдру. Удельный вес 2,8-2,9. С соляной кислотой реагирует в порошке. Образуется доломит в основном путем выпадения осадка в водных бассейнах, гидротермальным путем, частично в процессе метасоматоза (замещения кальция магнием) известняков. Применяется как флюс и огнеупор в металлургической промышленности и как строительный материал. Месторождения имеются в Подмосковье, Поволжье, на Урале, в Восточной Сибири, Средней Азии.
Сидерит (железный шпат - РеСОз) встречается в виде сплошных масс кристаллического сложения или разнообразных натечных, лучисто-шаровых и прочих форм. Спайность совершенная. Цвет буровато-желтый, серовато-бурый и коричневато-бурый. Черта буроватая. Твердость 3,5-4,5. Блеск стеклянный. Удельный вес 3,9. Вскипает с соляной кислотой в нагретом виде.
Образуется при гидротермальных и метаморфических процессах, при метасоматозе. В зоне окисления сидериты переходят в лимониты. Сидерит - руда на железо. Крупные месторождения известны в Курской области (КМА), Прибайкалье, на Керченском полуострове и Южном Урале (Бакальское).

Класс фосфатов. Из многочисленных представителей фосфатов и родственных им минералов (арсенатов, ванадатов) наибольшее практическое значение имеют апатит и загрязненная глинистыми и песчаными частицами его разновидность - фосфорит. Для минералов этого класса характерно сравнительно слабое распространение - они составляют не более 0,1 % массы земной коры.

Апатит* - Ca5(F или С1) [РО4]3 - встречается в виде мелкозернистых масс, реже в виде отдельных кристаллов, имеющих форму шестигранных призм с дипирамидами, иногда усеченными. Размер кристаллов от микроскопических до огромных (весом в 50 кг). Цвет белый, черный, бледно-зеленый, зеленовато-голубой, желтоватый. Черта светлая. Спайность несовершенная. Излом неровный. Твердость 5. Блеск на гранях стеклянный, на изломе - жирный. Удельный вес 3,2. Образуется чаще магматическим путем при внедрении щелочных магм. Применяется как сырье для получения фосфора и фосфорных удобрений (суперфосфаты после обработки серной кислотой). Месторождения аппатита: Хибинское на Кольском полуострове, в хребте Каратау (Казахстан), в Прибайкалье (Слюдянское).
Фосфорит. Встречается в виде плотных желваков в осадочных толщах, в виде конкреций с радиально-лучистой или скрытокристаллической структурой, в виде псевдоморфоз по органическим остаткам (раковины, кости, обломки Древесины), а иногда в виде гнезд и пластов среди известняков, глин и песчаников. Фосфорит часто цементирует песчаный материал, а иногда кремневидные и глиноподобные массы. Цвет темно-коричневый, буровато-серый и желто-бурый. Для фосфорита характерен запах жженой кости, выделяющийся при трении двух его обломков друг о друга. Легко растворяется при нагревании в соляной и азотной кислотах. Генезис - осадочный, химический и биогенный. Чаще он образуется на дне морей в участках, где скапливается большое количество органических остатков и где в еще разжиженных осадках моря, в илах образуются фосфоритные конкреции. Применяется для получения суперфосфата. Месторождения: центральные области европейской части СССР, Южный Казахстан, за пределами СССР - Северная Африка, Западные штаты США.
Класс сульфатов. Минералы этого класса являются породообразующими минералами осадочных пород. Распространенность их, несмотря на многочисленность (свыше 250 минералов), небольшая, на их долю падает 0,1 % всей массы земной коры. Образуются они в основном в результате осаждения солей серной кислоты в лагунах и озерах и при окислении сульфидов. Это светлые, легкие, мягкие минералы, среди которых различают водные (мирабилит, гипс), безводные (ангидрит, барит) и содержащие гидроксил (алунит).

Гипс* (легкий шпат - CaSO4-2H2O) встречается в виде хорошо выраженных толсто- и тонкотаблитчатых кристаллов. У гипса нередки двойниковые кристаллы («ласточкин хвост»). Чаще он встречается в виде листоватых, чешуйчатых и зернистых агрегатов. Гипс столбчатого строения носит название селенита, а мелкозернистые разности - алебастра. Он бесцветен, белый. Примесями окрашивается в желтые, сероватые, голубоватые, розоватые тона, обладает весьма совершенной спайностью в одном направлении - у селенита параллельно столбикам. Листочки (иголочки) тонкие, хрупкие. Твердость гипса 2-легко чертится ногтем. Блеск стеклянный, у селенита - шелковистый. Удельный вес 2,3. При нагревании несколько выше 100° С гипс теряет сначала одну молекулу воды, а при дальнейшем повышении температуры - и вторую. Гипс, потерявший одну молекулу воды, размалывают в муку, которая при прибавлении к ней воды превращается в тестоподобную массу и затвердевает. Гипс поэтому широко применяется в медицине (гипсовые повязки), в архитектуре, в скульптуре и т. д. Гипс имеет большое значение в химической, цементной и бумажной промышленности, используется для различных поделок. Месторождения: на Западном Урале и в центральных областях европейской части СССР, на Северном Кавказе, в Дагестане, Средней Азии.

Ангидрит* (CaSO4) встречается в виде плотных мелкозернистых масс, реже толстостолбчатых кристаллов. Цвет белый, иногда слабо окрашен в сероватые и голубоватые тона. Твердость 3-3,5. Блеск стеклянный. Прозрачен, чаще просвечивает. Спайность совершенная и средняя в двух направлениях под углом 90°. Удельный вес 3. Он отлагается при испарении морской воды (в лиманах, заливах) при температуре выше 42° С (при более низкой температуре отлагается гипс). Ангидрит может образоваться и при обезвоживании (дегидратации) гипса. При нормальном давлении в присутствии воды ангидрит переходит в гипс, увеличивая свой объем на 30%. Крупные месторождения известны на Украине.
Класс силикатов и алюмосиликатов. К этому классу относятся соли кремниевых и алюмокремниевых кислот (не существующих в чистом виде в природе). Они составляют около трети всех известных минералов. В весовом отношении на долю силикатов падает свыше 75% (без сходного с ними по внутренней структуре кварца). Они входят в состав магматических, осадочных и метаморфических пород.
Все сложные силикаты представляют собой различные комбинации подобных тетраэдров. Кремнекислородные тетраэдры соединяются между собой только через вершины, т. е. два иона кремния соединяются между собой только одним ионом кислорода. В некоторых случаях часть ионов кремния может замещаться ионами алюминия. Подобные соединения носят название алюмосиликатов.
Силикаты по внутренней структуре разделяются на островные, цепные, поясные, листовые и каркасные.
Внутренняя структура силикатов отражается на облике кристаллов (габитусе) и на их физических свойствах.
Островные силикаты. Решетка их состоит из изолированных тетраэдров [SiO4] или из групп изолированных тетраэдров. У них У каждого кислорода 4 свободных связи, поэтому радикал записывается как [Si04]~4 (у минерала оливина).

Оливин  (перидот) * - (Mg, Fe) 2 [SiO4] - самый бедный кремнекислотой минерал этой группы. Встречается в виде зернитых агрегатов и реже в виде отдельных кристаллов, включенных в породу. Кристаллы короткостолбчатые или в виде толстых табличек. Бесцветный, черный, желтовато-зеленый, оливковый или бутылочно-зеленый. Прозрачная его разновидность известна под именем хризолита (полудрагоценный камень). Твердость 6,5-7. Блеск стеклянный, жирный. Спайность средняя, несовершенная. Излом неровный, у агрегатов - зернистый. Удельный вес 3,4. Оливин легко разлагается крепкими кислотами с выделением студнеобразного кремнезема. Образуется оливин при застывании магм, бедных кремнеземом и глиноземом. В парагенезисе с ним образуются платина, магнетит.
Применяется оливин для изготовления огнеупорных кирпичей, а хризолит - в ювелирном деле. Месторождения имеются на Урале, в Восточном Саяне, Карелии.

Цепные силикаты (пироксены) - тетраэдры - соединены в виде отдельных цепочек. Радикалы их - [Si206]~4 или [Si3O9]~6 (у минерала авгита).
Из минералов этой группы наиболее распространенным является авгит.
Авгит. Количественное соотношение входящих в него элементов изменяется. Чаще встречается в- виде зернистых агрегатов. Кристаллы авгита имеют форму коротких восьмигранных столбиков. Цвет зеленовато-черный и черный. Спайность средняя или совершенная в двух направлениях под углом 87°. Твердость 5-6. Блеск стеклянный. Удельный вес 3,5.
Поясные силикаты представляют силикаты с непрерывными обособленными лентами или поясами из тетраэдров. Радикал их [Si4On]~6 (у амфиболов). Минералы группы амфиболов внешне отличаются от пироксенов резко выраженными удлиненными четырех- и шестигранными призмами, иногда волокнистым или игольчатым строением кристаллов. Типичным минералом этой группы является роговая обманка. Химический состав непостоянен. Встречается в виде волокнистых и плотных масс, в виде отдельных кристаллов. Цвет темно-зеленый, черный. Черта зеленая. Спайность совершенная в двух направлениях с углами между ними 124°, 56°, в третьем направлении - занозистый излом. Твердость 5,5. Блеск стеклянный, по плоскостям спайности шелковистый. Удельный вес 3,1—3,3.
Листовые силикаты (слюды, тальк, глауконит, хлориты, серпентин, каолинит и многие другие). Они имеют тонколистовое строение внутренней решетки, в которой кремнекислородные слои связаны между собой посредством катионов. По направлениям расположения катионов происходит наиболее легкое раскалывание на тончайшие листы с образованием ровных плоскостей спайности, что обусловливает минералам этой подгруппы весьма совершенную спайность в одном направлении. Особенно тонкие листы образуются при расщеплении слюд. Кристаллы слюд имеют листоватую форму. Размер их от мельчайших чешуек до нескольких метров в поперечнике. Вес уникальных кристаллов достигает тысяч килограммов.
Среди слюд особенно широко распространены мусковит и биотит (слюды ныне умеют получать и искусственно).

Мусковит. Бесцветный, слабожелтый. Блеск стеклянный, перламутровый. Прозрачен. Спайность весьма совершенная в одном направлении, листочки упругие. Твердость 2-3. Удельный вес 2,7. В Западную Европу этот минерал ввозился из Московского государства (залежи его на Урале разрабатывались еще в средние века); отсюда и название московит, или, искаженное, мусковит. Образовался при магматических и метаморфических процессах, крупные кристаллы встречаются в пегматитовых жилах. Применяется в электропромышленности, радиотехнике, приборостроении как диэлектрик; в виде порошка добавляется при приготовлении огнестойких материалов. Месторождения известны в Карелии и Иркутской области.

Биотит. Цвет бурый, черный. Просвечивает. Удельный вес 3,3-3,1. При выветривании черная слюда приобретает бронзовый оттенок. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Блеск стеклянный, перламутровый. Образовался при магматических и метаморфических процессах. Биотит широко применяется для приготовления жаростойких масс и бронзовой краски.

Тальк. Встречается в виде плотных масс, листоватых или чешуйчатых агрегатов, одиночные кристаллы редки. Цвет белый, светло-зеленый, голубовато-зеленый, серебристо-серый. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Листочки гибкие, но неупругие. На ощупь жирный. Твердость 1. Блеск перламутровый, в плотных агрегатах матовый. Удельный вес 2,8. Образуется при метаморфизации доломита и при действии гидротермальных растворов на богатые магнием оливиновые и пироксеновые породы. Применяется в кожевенной, бумажной, текстильной, парфюмерной промышленности, в электронной технике, для смазки (где масла малоприменимы) и как огнеупор. Месторождения: в Прибайкалье, на Урале.

Глауконит.
Глауконит встречается в виде мелких округлых и неправильной формы зерен в слоях осадочных пород; встречаются также глауконитовые пески. Цвет зеленый до темно-зеленого. Блеск матовый. Твердость 2-3. Удельный вес 2,2-2,8. Образуется в морях в местах холодных течений, при участии организмов. Применяется для смягчения воды, в приготовлении краски и в качестве удобрения. Месторождения его известны во многих местах европейской части СССР.

Хлориты. Под названием «хлориты» объединяют несколько минералов близкого состава, представляющие собой изоморфный ряд соединений. Хлориты встречаются в виде плотных или чешуйчатых агрегатов темно-зеленого цвета (по-гречески хлорос - зеленый). Твердость 2-2,5. Блеск перламутровый, стеклянный. Спайность весьма совершенная в одном направлении; листочки не обладают упругостью. Удельный вес 2,7. Образование их связано главным образом с процессом метаморфизма основных и ультраосновных пород.
Серпентин* (змеевик) - встречается в виде плотных масс. Цвет от беловато-зеленого до черно-зеленого, причем окраска располагается полосами и пятнами, откуда и произошло название (серпентария с латинского - змеевидный). Блеск стеклянный, жирный. Спайность в одном направлении наблюдается у антигорита, дающего иногда хорошие кристаллы, и у хризотиласбеста - волокнистой разновидности змеевика. Твердость 2,5-4. Удельный вес 2,5-2,7. Цвет у хризотиласбеста белый, светло-зеленый, зеленовато-желтый. Блеск шелковистый. Твердость 2-3. Расщепляется на тончайшие эластичные волокна, длина которых от долей миллиметра до 20-40 см. Приурочен он обычно к трещинам, разбивающим змеевик. Волокна располагаются перпендикулярно к стенкам трещины. Образуются серпентин и его разновидности в результате действия гидротермальных растворов на оливинсодержащие горные породы (перидотит, дунит) и на карбонатные породы (серпентинизация). Серпентин широко распространен, асбест встречается реже. Применяется последний для изготовления огнестойких тканей, теплоизоляции и во многих других производствах. Месторождения асбеста есть на Урале (г. Асбест), в Восточном Сахалине и на Северном Кавказе.

Каолинит - встречается в виде плотных порошковидных и землистых масс. Кристаллы очень мелки и могут изучаться только микроскопическим путем. Бесцветный (кристаллы), белый. Блеск матовый. Твердость 1. Излом землистый. На ощупь жирный, в сухом состоянии легко поглощает влагу (прилипает к языку), намокая, становится пластичным. Удельный вес 2,6. Образуется на поверхности Земли при выветривании других силикатов и главным образом полевых шпатов, слюд и содержащих их пород: входит в состав глин, глинистых сланцев, мергелей. Применяется в строительном деле, бумажной, керамической и электроизоляционной промышленности, при изготовлении красок, бурении скважин, для получения алюминия. Месторождения известны на Кавказе, в Восточной Сибири, Ленинградской области, на Украине, Урале.
Каркасные силикаты очень разнообразны. Если каркас состоит только из кремнекислородных тетраэдров, он будет нейтрален, так как все валентности кислорода использованы на связь с кремнием, т. е. это [SiO2] — кварц (поэтому последний и относят к силикатам каркасной структуры). Разнообразие каркасных силикатов обусловлено тем, что во внутренней решетке этих минералов, помимо кремнекислородных тетраэдров, присутствуют и алюмокислородные. Здесь за счет замены четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием появляется одна свободная связь, благодаря чему в состав их могут войти катионы натрия или калия. Следовательно, радикал каркасных силикатов можно записать: [SinAlmO2(m+n)]m. Алюминий, а иногда и железо замещают кремний и в других структурах силикатов.
Из минералов, обладающих каркасным строением, наибольшим распространением пользуется группа полевых шпатов. На их долю приходится свыше 55% массы всех минералов литосферы. По химическому составу полевые шпаты делятся на две подгруппы: калиево-натриевые (ортоклаз, микроклин) и натриево-кальциевые (плагиоклазы).

Ортоклаз - Ka[AlSi308]. В некоторых разновидностях ионы калия замещены ионами натрия. Встречается в виде зернистых масс и кристаллов таблитчатой формы. Размер кристаллов от микроскопических до крупных (в несколько метров). Цвет белый, розовый, мясо-красный, светло-серый. Спайность в двух направлениях под углом в 90° (в одном - совершенная, в другом - средняя); в третьем направлении - неровный излом. Твердость 6. Блеск стеклянный. Удельный вес 2,6. Происхождение магматическое, метаморфическое, осадочное. В зоне выветривания он каолинизируется. У ортоклаза много разновидностей, в том числе: 1) санидин - бесцветная разновидность ортоклаза; 2) адуляр-водопрозрачный (нежно-голубая его разновидность названа лунным камнем); 3) микроклин незначительно отличается от ортоклаза строением структурной решетки (в переводе с греческого микроклин - незначительно отклоненный - угол между плоскостями спайности у него на 20' меньше прямого); по внешнему виду микроклин обычно не отличается от ортоклаза и может быть макроскопически выделен только в том случае, если окрашен в ярко-зеленый или голубовато-зеленый цвет (амазокнт). Под микроскопом микроклин довольно легко отличается от ортоклаза.
Калиево-натриевые шпаты (главным образом микроклин) применяются в керамической и стеклянной промышленности, лунный камень и амазонит - в ювелирном деле. Месторождения: в Карелии, амазонит - на Урале, в Казахстане и Забайкалье.

Плагиоклазы объединяют большую группу минералов, представляющих собой изоморфную смесь в различных соотношениях альбита - Na[AlSi3O8] и анортита - Ca[Al2Si2Os]. В этом Ряду за альбитом следуют такие наиболее распространенные для этой подгруппы минералы, как олигоклаз, затем андезин, Лабрадор и битовнит, причем от олигоклаза к битовниту процентное содержание кальциевой составляющей (анортита) повышается, альбитовой - уменьшается. В зависимости от содержания анортита и альбита минералам плагиоклазового ряда даются номера, предложенные русским кристаллографом Е.С.Федоровым. Содержание кремнекислоты также от альбита к анортиту постепенно падает от 68,81 до 43,28%. Плагиоклазы чаще встречаются в виде зернистых агрегатов, кристаллы их сравнительно редки. Для них характерны полисинтетические двойники, которые можно иногда заметить невооруженным глазом на поверхности плоскостей спайности минералов в виде тонкой параллельной штриховки, представляющей собой следы срастания кристаллов. По свойствам плагиоклазы мало отличаются от калиево-натриевых полевых шпатов и тем более друг от друга. Отличить макроскопически плагиоклаз от ортоклаза можно в некоторых случаях по цвету: для первых наиболее характерны светло-серые и зеленовато-серые цвета (для альбита и олигоклаза - белый), для вторых - белые, желтые, мясо-красные и розовые: по взаимному расположению плоскостей спайности (у плагиоклазов они располагаются под углом 86°50' - плагиоклаз с греч. - косораскалывающийся); по наличию у плагиоклазов двойниковой штриховки; по изменению цвета при поворачивании (иризация). Иногда макроскопически невозможно отличить ортоклаз от плагиоклазов и приходится ограничиваться наименованием минерала как полевого шпага. Макроскопически из плагиоклазов сравнительно просто определяется Лабрадор. Цвет его от темно-серого до черно-серого с синевато-фиолетовыми и зеленоватыми оттенками (иризация). Широкое применение из плагиоклазов имеет лишь Лабрадор, хорошо поддающийся обработке, и потому используется в качестве облицовочного материала. Месторождения его в СССР имеются на Украине, за пределами СССР - на полуострове Лабрадор - в Северной Америке.
Минералы этой группы имеют то же каркасное строение и состоят из тех же химических элементов, что и полевые шпаты, но отличаются от них меньшим содержанием кремнекислоты и поэтому как бы замещают полевые шпаты в щелочных породах, образовавшихся из магмы, бедной кремнекислотой.
Нефелин  (NafAlSiOJ) никогда не встречается вместе с кварцем. Кристаллы мелкие, призматические, чаще встречаются в виде плотных кристаллических масс. Цвет серый, зеленовато-серый, красновато-серый до коричнево-красного и мясо-красного. Спайность несовершенная. Излом неровный. Твердость 5-6. Блеск на изломе жирный (по жирному блеску минералу было дано название элиолит - с греч.- жирный камень). Удельный вес 2,6. Образуется из щелочных магм, бедных кремнеземом, но богатых натрием. Применяется нефелин в стекольной и фарфоровой промышленности и как руда на алюминий. Месторождения нефелина имеются на Кольском полуострове и на Урале.

Лейцит - Ka[AlSi2O6] - обычно встречается в виде округлых вкрапленников в эффузивных породах. Кристаллы редки, форма их - двадцатичетырехгранник. Цвет белый, светло-серый, бесцветный. Спайность несовершенная. Излом неровный. Твердость 6. Блеск стеклянный и слабожирный. Удельный вес 2,5. Образуется из лавы, бедной кремнеземом, но богатой калием. Применяется для получения калийных удобрений и в качестве сырья для получения алюминия. Лейцит имеется в Италии, Албании, в СССР (Закавказье). Хорошо выраженные мелкие его кристаллы образуются при извержении Везувия.
Органические соединения. По происхождению они связаны с накоплением на поверхности Земли растительных и животных остатков и с последующим их изменением, чаще всего в условиях недостатка кислорода. Эти соединения нами выделены в особую группу осадочных пород - каустобиолитов. Описание их будет дано в разделе «Горные породы».

 

Добавить комментарий

:D:lol::-);-)8):-|:-*:oops::sad::cry::o:-?:-x:eek::zzz:P:roll::sigh:
Жирный Цитата


« Пред.   След. »
 
   
         
 
Design by Камни
Rambler's Top100