Классификация минералов таблица

По химическомусоставу минералы объединяются в классы, подразделяемые на подклассы и, далее, группы. Наибольшее распространение в земной коре получили восемь классов минералов.

1. Самородные минералы состоят только из одного химического элемента. Объединяют около 45 минералов самого разного происхождения, составляющих менее 0,1 % массы земной коры. Большинство имеет огромное хозяйственное значение (алмаз, графит, сера, золото, медь и др.). Физические характеристики самородных минералов отличаются большим разнообразием.

2. Сульфиды – сернистые соединения тяжелых металлов. Класс насчитывается около 250 минералов, составляющих 0,15 % массы земной коры. Образование сульфидов идет без доступа кислорода, большинство из них имеет гидротермальное происхождение. При окислении сульфиды легко переходят в окислы, карбонаты или сульфаты. Ценность сульфидов в том, что они являются рудами на цветные металлы, причем зачастую им сопутствует золото. Наибольшим распространением пользуются пирит (железный колчедан) FeS2, халькопирит (медный колчедан) CuFeS2, галенит (свинцовый блеск) PbS, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, киноварь HgS и др.

Подавляющему большинству сульфидов характерны металлический блеск, низкая и средняя твердость, высокая плотность.

3. Галогениды (галоидные соединения) являются солями галоидно-водородных кислот. Насчитывается около 100 представителей, как правило, гипергенного и гидротермального происхождения. Чаще всего встречаются соединения хлористые и фтористые, такие, как применяемые в химической промышленности галит NaCl (каменная соль), сильвин KCl (калийная соль). В оптике используется флюорит CaF2. Галогениды отличаются стеклянным блеском, невысокими твердостью и плотностью, часто легкой растворимостью в воде.

4. Фосфаты образованы разного происхождения солями фосфорной кислоты. Класс насчитывает около 200 минералов, составляющих около 0,7 % массы земной коры. Чаще всего применяются для производства фосфорных удобрений магматического происхождения апатит Ca5 (F, Cl) 3 и близкий к нему по составу, но гипергенного происхождения фосфорит (фосфат кальция). Фосфатам характерны невысокие показатели твердости и плотности.

5. Сульфаты представляют собой соли серной кислоты, накапливающиеся, в большинстве своем, в соленасыщенной водной среде. Сульфатам принадлежит большое породообразующее значение, они слагают около 0,1 % массы земной коры. Минералам свойственны низкая твердость, неметаллические разновидности блеска, светлая окраска. В земной коре широко распространены гипс CaSO4 x 2H2O, ангидрит CaSO4, мирабилит (глауберова соль) Na2SO4 x 10H2O.

6. Карбонаты являются солями угольной кислоты, насчитывают около 80 представителей. Карбонаты имеют огромное породообразующее значение в составе осадочных и метаморфических пород, составляют до 2 % массы земной коры.

Отличительной особенностью карбонатов является их активное взаимодействие с соляной кислотой, сопровождающееся бурным выделением углекислого газа. Блеск большинства карбонатов стеклянный, твердость невысокая. Наиболее распространены такие представители, как кальцит CaCO3, магнезит MgCO3, доломит CaMg(CO3)2, сидерит FeCO3.

7. Окислы и гидроокислы составляют до 17 % массы земной коры. Представители этого класса объединяют минералы разного происхождения и подразделяются, соответственно названию, на два подкласса: окислов, отличающихся высокой и средней твердостью, и гидроокислов, обладающих низкой твердостью. С другой стороны, названный класс можно разделить на окислы и гидроокислы кремния и окислы и гидроокислы металлов. Окислы и гидроокислы кремния обладают исключительно важным породообразующим значением: только на долю кварца SiO2 приходится до 12% массы земной коры. Скрытокристаллические модификации кварца представлены разноокрашенными халцедонами. Среди водных окислов кремния необходимо назвать опал SiO2 x nH2O. Этим минералам соответственно характерен стеклянный или металлический блеск. Окислы и гидроокислы металлов обладают важнейшим рудообразующим значением. Для них свойственен, соответственно, металлический или матовый блеск. Наибольшее значение принадлежит таким минералам, как магнетит Fe3O4, гематит Fe2O3, лимонит Fe2O3 x nH2O, корунд Al2O, боксит Al2O x nH2O.

8. Силикаты и алюмосиликаты объединяют около 800 минералов, многим из которых принадлежит огромное породообразующее значение, ведь представители этого класса составляют до 80 % массы земной коры. Если же к числу силикатов относить и кварц, являющийся типичным силикатом по строению кристаллической решетки (но не по химическому составу), то доля превысит 90 %. Происхождение минералов данного класса разное. Основу кристаллической решетки в минералах составляет кремний-кислородный тетраэдр. В зависимости от сочетаний этих тетраэдров, все силикаты разделяются на большое количество групп.

– Островныесиликаты сложены изолированными тетраэдрами. Самый распространенный представитель, имеющий огромное породообразующее значение – магматического происхождения оливин (MgFe)2.

– Цепочечныесиликаты объединяют минералы группы пироксенов, в которых тетраэдры соединены в непрерывные цепочки. Наиболее распространен породообразующий алюмосиликат авгит
(Ca, Na) (Mg, Fe2+, Al, Fe3+) .

– Кольцевыесиликаты обладают соединенными в замкнутые кольца тетраэдрами. Представитель – берилл Be3Al2.

– Ленточныесиликаты содержат соединенные в обособленные ленты тетраэдры. Здесь выделяется группа амфиболов – минералов с непостоянным химическим составом, среди которых наиболее распространен породообразующий минерал роговаяобманка.

– Листовые (слоевые) силикаты представлены минералами, в которых тетраэдры объединены в ленты, образующие единый непрерывный слой. Наибольшим распространением среди них пользуются такие породообразующие минералы, как слюды: бесцветный мусковит.

KAl2 (OH)2 и его мелкочешуйчатая разновидность серицит, черный биотит K(Mg, Fe)3 (OH, F)2 . Кроме них часто встречаются метаморфического происхождения серпентин(змеевик) Mg6(OH)8, тальк Mg3(OH)2 и непостоянного состава хлориты. Эти минералы возникают при воздействии на ультраосновные породы горячих растворов и газов. Другая часть листовых силикатов образуется в результате гипергенеза – выветривания содержащих полевые шпаты и слюды магматических и метаморфических пород. Так возникают глинистые минералы каолин Al4(OH)8 , монтмориллонит (Mg3, Al2) (OH)2 x nH2O, бейделлит Al2 (OH)2 x nH2O, нонтронит (Fe, Al2) (OH)2 x nH2O, а также гидрослюды – минералы непостоянного состава. Среди листовых силикатов выделяется также глауконит – водный алюмосиликат K, Fe, Al, образующийся в шельфовой зоне на глубинах 200 – 300 м.

– Каркасныесиликаты представлены группами полевых шпатов и нефелина. Важнейшей из них является группа полевыхшпатов, доля которых в массе земной коре достигает 50 %. Каркас полевых шпатов создан тетраэдрами, сцепленными всеми четырьмя вершинами. Группа подразделяется на калиево-натриевые и кальциево-натриевые полевые шпаты. Первые представлены ортоклазом K. Вторые – разновидностями плагиоклазов, в которых наблюдается последовательное уменьшение содержания SiO2. В соответствии с этим плагиоклазы включают ряд минералов: от натриевого (кислого по составу) альбита Na – его сокращенная запись Ab, до кальциевого (основного) анортита Ca – его сокращенная запись An. Промежуточное расположение занимает кальциево-натриевый (средний по составу) лабрадор Ab50 An50 – иризирующий плагиоклаз. Помимо полевых шпатов, в числе каркасных силикатов выделяют группу нефелина Na3K4 – породообразующего алюмосиликата магматического и пегматитового происхождения.

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.

За основную единицу при такой классификации принят минеральный вид , обладающий определенной кристаллической структурой и определенным стабильным химическим составом. Минеральный вид может иметь разновидности. Под разновидностью понимают минералы одного вида, отличающиеся друг от друга по какому-то физическому признаку, например по цвету минерал кварц многочисленными разновидностями (черный – морион, прозрачный – горный хрусталь, фиолетовый – аметист).

В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:

1. Самородные

2. Сульфиды

3. Галоиды

4. Оксиды и гидрооксиды

5. Карбонаты

6. Сульфаты

7. Фосфаты

8. Силикаты

1. Самородные элементы (минералы).

К этому классу относятся минералы, состоящие их одного химического элемента и называемых по этому элементу. Например: самородное золото сера и т.д. Все они подразделяются на две группы: металлы и неметаллы. В первую группу входят самородные Au , Ag , Cu , Pt , Fe и некоторые др., во вторую – As , Bi , S и С (алмаз и графит).

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 :

1- ювелирное производство и валютные запасы ( Au , Pt , Ag , алмазы);

2- культовые предметы и утварь ( Au , Ag ),

3- радиоэлектроника ( Au , Ag , Cu ), атомная, химическая промышленность, медицина, режущие инструменты — алмаз;

4- сельское хозяйство- сера.

2. Сульфиды – соли сероводородной кислоты.

Подразделяются на простые с общей формулой А m X p и сульфосоли – А m B n X p , где – А- атом металлов, В- атомы металлов и металлоидов, Х- атомы серы.

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.

Генезис — различные эндогенные и экзогенные процессы.

3.Галоиды. Наиболее широко распространены фториды и хлориды- соединения катионов металлов с одновалентным фтором и хлором.

Фториды — минералы светлые, средней плотности и твердости. Представитель- флюорит CaF2 . Хлоридами являются минералы галит и сельвин ( NaCl и KCl ).

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.

4. Оксиды и гидроксиды – представляют один из наиболее распространенных классов с более 150 минеральными видами, в которых атомы или катионы металлов образуют соединения с кислородом или гидроксильной группой (ОН). Это выражается общей формулой АХ или АВХ – где Х-атомы кислорода или гидроксильная группа. Наиболее широко представлены оксиды Si , Fe , Al , Ti , Sn . Некоторые из них образуют и гидрооксидную форму. Особенность большинства гидрооксидов – снижение значений свойств по сравнению с оксидной формой того же атома металла. Яркий пример — оксидная и гидрооксидная форма Al.

Оксиды по химическому составу и блеску можно разделить на: металлические и неметаллические. Для первой группы характерны средняя твердость, темные цвета (черный, серый, бурый), средняя плотность. Пример — минералы гематит и касситерит. Вторая группа характеризуется низкой плотностью, высокой твердостью 7-9, прозрачностью, широкой гаммой цветов, отсутствием спайности. Приме р- минералы кварц, корунд.

В народном хозяйстве наиболее широко используются оксиды и гидрооксиды для получения Fe , Mn , Al , Sn . Прозрачные, кристаллические разновидности корунда (сапфир и рубин) и кварца (аметист, горный хрусталь и др.) используются как драгоценные и полудрагоценные камни.

Генезис – при эндогенных и экзогенных процессах.

5. Карбонаты – соли угольной кислоты, общая формула АСО3 – где А- Са, Мg , Fe и др.

Общие свойства — кристаллизуются в ромбической и тригональной сингониях (хорошие кристаллические формы и спайность по ромбу); низкая твердость 3-4, преимущественно светлая окраска, реакция с кислотами ( HCl и HNO3 ) с выделением углекислого газа.

Наиболее распространенными являются: кальцит СаСО3 , магнезит Mg СО3 , доломит СаМg (СО3 )2 , сидерит Fe СО3 .

Карбонаты с гидроксильной группой (ОН): Малахит Cu2 CO3 ( OH )2 – зеленый цвет и реакция с НСl , Лазурит Cu3 ( CO3 )2 ( OH )2 – синий цвет, прозрачен в кристаллах.

Генезис карбонатов разнообразен — осадочный (химический и биогенный), гидротермальный, метаморфический.

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.

6. Сульфаты – соли серной кислоты, т.е.

имеют радикал SO4 . Наиболее распространенные и известные сульфаты Ca , Ba , Sr , Pb . Общими свойствами для них являютс я- кристаллизация в моноклинной и ромбической сингониях , светлая окраска, низкая твердость, стеклянный блеск, совершенная спайность.

Минералы: гипс CaSO4 •2H2O , ангидрит CaSO4 , барит BaSO4 (высокая плотность), целестин SrSO4 .

Образуются в экзогенных условиях, часто совместно с галоидами. Некоторые сульфаты (барит, целестин) имеют гидротермальный генезис.

Применение – строительство, сельское хозяйство, медицина, химическая промышленность.

7. Фосфаты – соли фосфорной кислоты, т.е. содержащие PO4 .

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.

Генезис — магматический и осадочный, где он в смеси с глинистыми частицами образует фосфорит.

Применение — агросырье, химическое производство и в керамических изделиях.

8. Силикаты — наиболее распространенный и разнообразный класс минералов (до 800 видов). В основе систематики силикатов- кремнекислородный тетраэдр -4 . В зависимости от структуры, которую они образуют, соединяясь друг с другом, все силикаты делятся на: островные, слоевые, ленточные, цепочечные и каркасные.

Островные силикаты — в них связь между обособленными тетраэдрами осуществляется через катионы. В эту группу входят минералы: оливин, топаз, гранаты, берилл, турмалин.

Слоевые силикаты- представляют непрерывные слои, где тетраэдры связаны ионами кислорода, а между слоями связь осуществляется через катионы. Поэтому у них общий радикал в формуле 4- . Эта группа объединяет минералы-слюды: биотит, тальк, мусковит, серпентин.

Цепочечные и ленточные – тетраэдры образуют цепочки одинарные или сдвоенные (ленты). Цепочечные — имеют общий радикал 4- и включают группу пироксенов.

Ленточные силикаты с радикалом 6- объединяют минералы группы амфиболов.

Каркасные силикаты — в них тетраэдры соединяются между собой всеми атомами кислорода, образуя каркас с радикалом . В эту группу входят – полевые шпаты и плагиоклазы. Полевые шпаты объединяют минералы с катионами Na и K . Это минералы микроклин и ортоклаз. В плагиоклазах в качестве катионов – Са и Na , при этом соотношение между этими элементами не постоянно. Поэтому плагиоклазы представляют собой изоморфный ряд минералов: альбит —олигоклаз —андезин —лабрадор —битовнит— анортит. От альбита к анортиту увеличивается содержание Са.

В составе катионов в силикатах наиболее часто присутствуют: Mg , Fe , Mn , Al , Ti , Ca , K , Na , Be , реже Zr , Cr , B , Zn редкие и радиоактивные элементы. Необходимо отметить, что часть кремния в тетраэдрах может замещаться Al и тогда мы относим минералы к алюмосиликатам.

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.

Часто силикаты группируются по окраске — темноокрашенные, светлоокрашенные. Особенно широко это применяется к силикатам — породообразующим минералам.

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.

Многие силикаты являются полезными ископаемыми и применяются в народном хозяйстве. Это строительные материалы, облицовочные, поделочные и драгоценные камни (топаз, гранаты, изумруд, турмалин и др.), руды металлов ( Ве , Zr , Al ) и неметаллов (В), редких элементов. Они находят применение в резиновой, бумажной промышленности, как огнеупоры и керамическое сырье.

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.

Б) Классификация минералов

По происхождению(генезису) различают следующие типы минералообразования.

Магматический тип — минералы образуются из магмы при ее медленном остывании и кристаллизации на большой глубине или при излиянии и быстром застывании на поверхности.

Пегматитовый — минералообразование происходит в верхних частях магматических очагов, в условии высокого давления и бо­гатства магмы летучими компонентами (перегретыми водяными парами, газами).

Пневматолитовый — минералы образуются из летучих соедине­ний, выделившихся из магмы.

Гидротермальный — минералы образуются из горячих водных растворов при их охлаждении.

Осадочный — минералы образуются вблизи или на поверхности Земли при выветривании, накоплении и преобразовании осадков.

Метаморфический — в недрах под влиянием большого давления, высоких температур, химически активных растворов и газов про­исходит глубокое изменение вещества.

Классификация минералов.Так как минералы — это природные химические соединения, в основу их классификации положен хи­мический состав. Выделяют следующие классы минералов: 1) са­мородные элементы; 2) сульфиды; 3) галоидные (галогенные) соеди­нения; 4) карбонаты; 5) сульфаты; 6) фосфаты; 7) оксиды и гидроксиды; 8) силикаты; 9) органические соединения.

Самородные элементы. В этот класс входят минералы, состоящие из одного химическо­го элемента. Известно около 80 самородных элементов, включая газы: например, азот, кислород, водород, инертные газы. На долю самородных элементов приходится около 0,1 % массы земной коры. Среди них различают самородные металлы (например, золото, пла­тина, серебро, медь) и неметаллы (например, графит, алмаз, сера).

Галоидные (галогенные) соединения.К галоидным соединениям относятся около 100 минералов — солей галоидно-водородных кислот. Они составляют примерно 0,5 % массы земной коры. Галоидные (галогенные) соединения обычно мягкие, светлые, часто прозрачные минералы.

Карбонаты.Минералы класса карбонатов — соли угольной кислоты. Их бо­лее 60. Карбонаты составляют около 2 % от массы земной коры, из них 1,5 % приходится на долю минерала кальцита. Для карбонатов характерны небольшая твердость (3-4), средняя плотность, свет­лая окраска, неметаллический, обычно стеклянный блеск. Большин­ство минералов этого класса обладают способностью «вскипать» при взаимодействии с холодной или нагретой соляной кислотой:

СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + Н2О + СО2.

Многие карбонаты — породообразующие минералы осадочных и метаморфических пород, руды на железо, свинец, цинк и др.

Сульфаты (соли серной кислоты).К классу сульфатов относится более 130 минералов. Они состав­ляют около 0,5 % массы земной коры. Для большинства сульфатов характерны небольшие плотность и твердость, светлая окраска, не­металлический, часто стеклянный блеск.

Большинство сульфатов возникает в экзогенных условиях. Это главным образом морские или озерные химические осадки, реже -продукты окисления сульфидов. Некоторые сульфаты могут иметь гидротермальное происхождение.

Фосфаты.К классу фосфатов относится более 170 минералов. Они состав­ляют 0,75 % массы земной коры. Наиболее распространенным ми­нералом является апатит, на долю которого приходится 95 % фос­фора всех фосфатов в земной коре.

Оксиды и гидроксиды. Минералы класса оксидов и гидроксидов представляют собой соединения различных химических элементов с кислородом, в гидроксидах присутствуют гидроксил, или вода, или то и другое вместе.

Оксиды и гидроксиды объединяют около 200 минералов, на долю которых приходится около 17% массы земной коры. Осо­бенно распространены в земной коре оксиды и гидроксиды крем­ния (12,5%) и железа (4%). В меньшем, но также в значительном количестве содержатся оксиды и гидроксиды алюминия, марган­ца, титана.

Оксиды и гидроксиды имеют различное происхождение и физи­ческие свойства.

Разнообразно и их использование. Одни минера­лы этого класса — руды различных металлов, другие необходимы в химической, стекольной, керамической промышленности, ювелир­ном деле и др.

Силикаты. К классу силикатов относится около трети всех известных ми­нералов, что составляет 75 % массы земной коры. Большинство из них — породообразующие минералы.

Слюды — сложные алюмосиликаты калия, магния, железа, ли­тия, редко натрия. Их химический состав очень сложный, непосто­янный. Минералы группы слюд обладают следующими общими фи­зическими свойствами: весьма совершенной спайностью (легко расщепляются на тонкие упругие листочки), листоватым или че­шуйчатым обликом, небольшой твердостью (2-3).

Органические соединения. Происхождение органических соединений связано с накоплени­ем на поверхности Земли остатков растений Я животных и с после­дующим их изменением, чаще всего в условиях недостатка кислоро­да. К органическим соединениям относят янтарь, озокерит и др.

Горные породы

Горные породы- природные агрегаты минералов относительно постоянного минералогического и химического состава, которые образуют самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

Изучением горных пород занимается наука петрография (от греч. петра — скала, камень, графос — пишу).

Всего в земной коре содержится около 1000 различных горных пород. По минеральному составу породы делятся на мономинераль­ные, состоящие из одного минерала (мрамор, известняк, кварцит), и полиминеральные, состоящие из нескольких минералов (гранит, базальт, гнейс и др.). Большинство горных пород относится к по­лиминеральным.

Минералы, слагающие основную массу горной породы (95 % и более), содержащиеся в ней в определенных количествах и влияю­щие на отнесение ее к тому или иному виду, являются главными породообразующими. Кроме них, в горных породах могут присут­ствовать второстепенные минералы, часто ценные в практическом отношении, но не влияющие на их диагностику.

Каждая горная порода образуется в определенных физико-хи­мических условиях. Для определения любой горной породы исполь­зуют три основных признака: минеральный состав, структуру и текстуру.

Под структурой понимают строение породы, т. е. степень крис­талличности минерального агрегата, форму, размеры и взаимоот­ношения входящих в его состав зерен минералов.

Под текстурой понимают сложение породы, т. е. взаимное рас­положение слагающих ее зерен минералов. Минеральный состав, структура и текстура горной породы обусловлены ее происхожде­нием.

Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 994;

Добавить комментарий

Закрыть меню