ПРОИСХОЖДЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ Классификация минералов По

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ

Классификация минералов По происхождению эндогенные экзогенные По химическому составу По распространенности породообразующие промышленного значения акцессорные

Формулы минералов Чаще всего употребляются: – идеальные формулы (приведены в классических справочниках Дж. Дэна, Х. Штрунца, Е. И. Семенова и учебниках А. Г. Бетехтина, Е. К. Лазаренко ); – – упрощенные (обобщенные ) формулы минералов.

Правила написания идеальных формул 1. Сначала указываем катионы, затем анионы или анионные радикалы. Например, Fe. S для троилита, Na. Cl для галита, Mg 2(Si 04) для форстерита. Комплексные анионы записываются в скобках. Также в скобках указывается состав цепочек, лент, листов и каркаса в минералах с соответствующими «мотивами» кристаллических структур. Например, для альбита Na(Al. Si 308).

Галит Оливин и форстерит

2. Катионы, занимающие разную структурную позицию, записываем обычно в порядке убывания их координационного числа. Например, Ca 2 Mg 5(Si 8022)(OH)2 (ионы кальция имеют координационное число 8, магния — 6). Тремолит

3. Катионы, занимающие одну и ту же структурную позицию, заключаем в скобки. Внутри них катионы располагают в порядке убывания их содержания (коэффициента) в формуле. Например, формула рибекита пишется так: Na 2(Fe 3+Fe 2+)(Si 8022)(OH)2.

4. Анионы, занимающие разную структурную позицию, формально записываем в таком порядке: а) комплексные анионы (Р 04)3 -, (Si 04)4 -, (Si 207)6 -, (As 04)3 - — сразу за катионами; б) если анионов несколько, их располагают в порядке уменьшения коэффициента. Пример: для везувиана Ca 10 Al 4 Mg 2(Si 04)5(Si 207)2(OH)4 (гидроксильные группы обычно пишут после комплексных анионов)

• Число молекул кристаллизационной воды указываем в конце формулы, через точку. Например, для гипса Ca(S 04) • 2 Н 20. Иногда ее помещают после катиона, вокруг которого вода располагается в структуре минерала, например (Ca/2 H 20)(S 04) для того же гипса.

В формулах химический состав минералов выражен в атомных долях. Например, в формуле диопсида Ca. Mg(Si 206) соотношение атомных доль таково: Са: Mg: Si: О = 1: 1: 2: 6. Число атомных доль в сумме составляет 10. Отсюда легко рассчитать состав диопсида в атомных процентах: Са — 10, Mg — 10, Si - 20, О 60, сумма - 100 ат. %.

Упрощенные формулы минералов - Это формулы с указанием всех возможных в его составе изоморфных примесей. Например, (Zn, Fe, Mn, Cd, In, Tl. . . )(S, Se, Те) для сфалерита.

Минеральные виды • Минеральным видом называется природное химическое соединение, характеризующееся специфическим составом (и пределами его вариаций) и своей определенной кристаллической структурой.

Классификация минералов ТИП Класс Группа Подгруппа Минеральный вид Разности (структурные, химические и др. )

• Все множество минералов по химическому принципу разбито на типы и классы • Классы с учетом структуры минералов разделены на подклассы. • Подклассы разбиты на группы. Это сделано на основе их химического состава и структуры. • В группах объединены минеральные виды. • Ниже по отношению к минеральному виду располагаются разновидности — структурные, химические и др.

ТИП КЛАСС МИНЕРАЛЬ -НЫЙ ВИД ПОДКЛАСС ГРУППА ПОДГРУППА Кисло. Слоистые Силикаты родные силикаты соединения Слюды Собственно Биотит слюды Мусковит

Минеральный состав Земной коры

Химический состав земной коры Химический элемент Содержание в земной коре, % КИСЛОРОД O 46, 5 КРЕМНИЙ Si 25, 7 АЛЮМИНИЙ Al 7, 65 ЖЕЛЕЗО Fe 6, 24 КАЛЬЦИЙ Ca 5, 79 МАГНИЙ Mg 3, 23 НАТРИЙ Na 1, 81 K 1, 34 КАЛИЙ

Название минерала Упрощенная формула Полевые шпаты K, Ca, Na…(Al. Si 3 O 8) Пироксены Сa, Fe, Al, Mg, Na…(Si 2 O 6) Кварц Оливин Si. O 2 Ca, Mg…(Si. O 4) Амфиболы Сa, Fe, Al, Mg, Na. . (Si 8 O 22)∙(OH)2

В земной коре наиболее многочисленны те минералы, в которые входят кислород и водород Числа минералов последовательности: убывают в Si, Са, Fe, S, Al, Na, Mg, Сu, Mn, P, As, Pb Этот ряд лишь частично совпадает с убыванием концентраций химических элементов в земной коре! такой

Факторы, определяющие несоответствие доли элемента в ЗК и количества его минералов: 1. степень химической активности элемента (число минеральных видов больше у химически активных элементов), 2. изоморфизм (он уменьшает число самостоятельных минералов), 3. неравномерное распределение химических элементов по горным породам, зонам и участкам земной коры. (Химические элементы, которые могли бы образовать минерал, не всегда участвуют в одних и тех же геологических и геохимических явлениях и процессах), 4. живые организмов.

Классификация минералов по химическому составу Ø Самородные минералы (моноэлементные); Ø Сульфиды (и близкие им арсениды, антимониды, теллуриды, селениды); Ø Галогениды (и близкие им фториды, бромиды, йодиды); Ø Оксиды и гидроксиды; Ø «Соли» кислородсодержащих кислот: – Карбонаты; – Сульфаты (хроматы, вольфраматы, молибдаты); – Фосфаты (арсенаты, ванадаты); – Силикаты.

САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (простые вещества)

• Все простые вещества — очень редкие минералы, суммарно они слагают не более 0, 02 % массы земной коры. • Известно около 100 самородных элементов (минералов).

Самородные элементы • Газообразные (кислород, азот, водород, инертные газы); • Жидкие (ртуть, амальгамы золота и серебра); • Твердые самородные вещества (минералы).

Твердые самородные минералы • элементарные вещества (как говорят, самородные элементы), например графит С, алмаз С, медь Сu, висмут Bi делятся на: – Самородные металлы (золото, серебро, медь, железо, платина, висмут, сурьма, мышьяк и др. ); – Самородные неметаллы (сера, алмаз, графит); • твердые растворы (изоморфные смеси) металлов друге, например, минералы состава (Au, Ag), (Au, Сu), (Pt, Fe), (Os, Ir); • особые химические соединения — интерметаллиды Pt 3 Sn, Pt 2 Fe. Ni, Cu 3 Au 2, Cu 7 Hg 6 и др.

Кристаллохимические особенности • Большинство самородных металлов и твердые растворы металлов друге имеют структуру, отвечающую плотнейшим упаковкам — кубической или гексагональной. • Чем сильнее химические свойства и характер связей в простом веществе отличаются от металлических, тем более структура минерала отходит от идеальной плотнейшей упаковки.

Формы выделений самородных элементов (минералов) разнообразны: • каплевидные зёрна; • идиоморфные или нитевидные кристаллы, проволочно-вытянутые формы; • плоские дендриты; • ксеноморфные угловатые или пластинчатые (плёночные) образования (по границам сопутствующих минеральных индивидов и по трещинам).

Морфология и физические свойства • Габитус кристаллов : – Металлы - куб, октаэдр, ромбододекаэдр; – Неметаллы – Ромбические и гексагональные пирамиды, би- и дипирамиды, комбинации с участием пинакоидов и др. (только у алмаза кристаллы изометрического габитуса кубической и октаэдрической формы)

Для металлических минералов характерно: - металлический блеск; - высокая теплопроводность; - высокая электропроводность; - ковкость; - высокий удельный вес; - у многих (Au, Ag, Cu) низкая твердость; - часто крючковатый излом - несовершенная спайность.

Для неметаллических минералов характерно: - относительно низкая плотность (до 3, 5 – алмаз); - различная твердость (от 1 до 10); - различная спайность (от совершенной до несовершенной); - плохая тепло и электропроводность (исключение графит); - раковистый и неровный излом.

Условия образования • Малая химическая активность элементов (Au, Pt, Ir, Os); • Малая химическая активность кислорода в среде минералообразования (Feтеллурическое и Cu в основных породах); • Приповерхностное окисление некоторых руд (например, халькопирита (Cu. Fe. S 2)); • биохимические реакции (S); • Падение метеоритов (Fe-метеоритное (камасит), S, C (лонсдейлит)).

Золото (Au) Форма Кристаллы – октаэдры, реже – ромбододекаэдры и кубы. Чаще в виде зерен, дендритов, пленок, вкраплений. Сингония Кубическая Цвет Золотисто-желтый Цвет черты От золотистожелтого до серебряно-белого Блеск Металлический Твёрдость 2 -3 Спайность Весьма несовершенная Излом Неровный Особое свойство Тугоплавко, растворяется только в царской водке. Очень высокая плотность – от 15 до 19.

Медь (Cu) Форма Кристаллы редки (куб, октаэдр, ромбододекаэдр). Чаще в виде дендритов, тонких пластинок, порошковатых скоплений и сплошных масс. Сингония Кубическая Цвет Медно-красный Цвет черты Медно-красный, блестящий Блеск Металлический Твёрдость 2, 5 -3 Спайность Весьма несовершенная Излом Крючковатый, неровный Особое свойство Иногда имеет побежалость

Платина (поликсен) Pt Форма Кристаллы редки. Встречается в виде самородков, неправильных зерен, конкреций, сталактитовых форм Сингония Кубическая Цвет Разный: сероватосеребристый, свинцово-серый, желтоватый, черный Цвет черты Стально-серый Блеск Яркий или тусклый металлический Твёрдость от 4 до 7 Спайность Весьма несовершенная Излом Крючковатый, неровный Особое свойство Иногда магнитен. Очень высокая плотность (выше 19)

Самородное железо (теллурическое) Fe Форма Кристаллы редки. Встречается в виде плотных зерен с неправильными извилистыми очертаниями, губчатых скоплений в базальтовых породах Сингония Кубическая Цвет Стально-серый в свежем изломе Цвет черты Блестящий серочерный Блеск Металлический Твёрдость 4 -5 Спайность Весьма несовершенная Излом Крючковатый, неровный Особое свойство Сильно магнитен.

Серебро (Аg) Форма Кристаллы редки (куб, октаэдр). Встречается в виде дендритов, волосовидных образований (часто скрученных и изогнутых), неправильных зерен, самородков. Сингония Кубическая Цвет Серебряно-белый свежем изломе Цвет черты Белый, блестящий Блеск Металлический Твёрдость 4 -5 Спайность Весьма несовершенная Излом Крючковатый

Алмаз (С) Форма Кристаллы обычны. Облик кристаллов октаэдрический, реже кубический, ромбо- и тетраэдрический. Сингония Кубическая Цвет Бесцветный водянопрозрачный, но может быть и окрашенным Блеск Алмазный до жирного Твёрдость 10 Спайность Средняя Излом Раковистый Особое свойство Самый твердый минерал на Земле

Графит (С) Форма Тонкочешуйчатые, землистые агрегаты, пластинки и сферические радиальнолучистые агрегаты. Сингония Гексагональная Цвет Темно-серый, железочерный Цвет черты Темно-свинцовосерая Блеск Полуметаллический, матовый Твёрдость 1 Спайность Совершенная Излом Зернистый, ровный Особое свойство Тепло- и электропроводен, жирен на ощупь

Cера (S) Форма Сплошные массы, натечные, шаровидные, почковидные и сталактитовые образования. Кристаллы бипирамидального и толстотаблитчатого вида. Сингония Ромбическая и две моноклинные Цвет Желтый, зеленоватый Цвет черты Бесцветный Блеск Алмазный на гранях, жирный на изломе Твёрдость 1 -2 Спайность Несовершенная Излом Неровный Особое свойство Хороший изолятор