Химический состав минералов

В соответствии с принятой классификацией минералы разделены на девять классов:

силикаты – соли кремниевых кислот (полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, тальк, хлорит и др.), включает до 800 минералов;

карбонаты – соли угольной кислоты (кальцит, магнезит, доломит), включает до 80 минералов;

оксиды и гидрооксиды (кварц, опал, гематит и др.), включает около 200 минералов;

сульфиды – соединения элементов с серой (пирит и др.), включает до 200 минералов;

сульфаты – соли серной кислоты (гипс, ангидрит и др.), включает около 260 минералов;

галоиды – соли галоидных кислот (флюорит, галит и др.), включает около 100 минералов;

фосфаты – соли фосфорной кислоты (апатит);

вольфраматы – вольфрамокислые соединения (вольфрамит, шеелит);

самородные элементы (алмаз, сера).

Физические свойства

Могут быть подразделены на три основные группы: морфологические особенности, определяемые внешней формой; оптические (цвет, прозрачность, блеск) и механические (твердость, плотность, степень спайности и вид излома) свойства.

Форма минералов

Форма – свойство минералов, по которому они подразделяются на три вида: изометрические, развитые в пространстве одинаково во всех трех направлениях (пирит, галит); столбчатые, игольчатые и т. п.— развитые в одном направлении (асбест); плоские, листоватые и чешуйчатые – развитые в двух направлениях (слюда, графит).

Цвет минералов

Цвет – свойство минералов, в значительной степени предопределяющееся их химическим составом. По цвету они могут быть разделены на светлые и темные: светлые характеризуются преобладающим содержанием кремния и алюминия, в то время как железо и магний присутствуют в малых количествах или вообще отсутствуют; темные содержат значительное количество железа и магния при пониженном содержании (или отсутствии) кремния и алюминия (роговая обманка, биотит, оливин и др.). Цвет многих минералов строго постоянен (например, зеленый у хлорита).

Кроме разделения по цвету, минералы подразделяют также по прозрачности (т. е. способности пропускать свет): прозрачные (кварц), полупрозрачные (гипс) и непрозрачные (графит).

Спайность минералов

Спайность – способность минерала раскалываться при ударе по определенным направлениям с образованием гладких поверхностей, называемых плоскостями спайности. Этот признак обусловлен исключительно внутренней структурой кристаллического вещества и не зависит от его внешней формы. Различают спайности минералов: весьма совершенную – расщепляется на тонкие пластинки (слюда); совершенную – дает при расколе обломки, ограниченные правильными плоскостями (кальцит); среднюю – образующиеся обломки имеют относительно правильные грани (полевые шпаты); несовершенную – на осколках минерала местами можно обнаружить небольшие гладкие площадки (оливин); весьма несовершенную – минерал раскалывается по неопределенным направлениям, образуя раковистый излом (кварц). Спайность с точки зрения использования материала в строительстве – отрицательный признак, так как при совершенной спайности уменьшается прочность и стойкость минерала и соответствующей горной породы, затрудняется обработка природного камня (например, шлифовка – полировка).

Твердость минералов

Твердость—важнейшее механическое свойство минералов. Среди многочисленных методов ее определения в минералогии чаще всего используется приближенный Способ оценки относительной твердости по десятибалльной шкале Mooca (табл. 3).

За последнее время все большее распространение получают инструментальные методы оценки микротвердости минералов с помощью твердомеров. Знание микротвердости минералов позволяет рассчитывать агрегатную (средневзвешенную) микротвердость горной породы для оценки ее обрабатываемости. Значение микротвердости некоторых минералов, МПа: тальк – 20-25, графит—100, гипс—360, хлорит—500, биотит—1000, кальцит – 1100-1500, флюорит— 1800-1900, апатит – 5300, актинолит – 7000, ортоклаз – 8000, кварц— 11000-13000, топаз – 14200, корунд – 20600, алмаз – 100600.

Таблица 3. Шкала оценки твердости минералов по Moocy

Показатель твердости

Минерал

Характеристика твердости, метод оценки

1

Тальк

Легко чертится ногтем

2

Гипс

Чертится ногтем

3

Кальцит

Легко чертится стальным ножом, медной проволокой

4

Флюорит

Чертится стальным ножом под нажимом

5

Апатит

С трудом царапается ножом, стекло не царапает

6

Ортоклаз

При сильном нажиме царапает стекло, стальным ножом не царапается, царапается напильником

7

Кварц

Легко чертит стекло

8

Топаз

Режет стекло

9

Корунд

То же

10

Алмаз

То же