Оптические свойства минералов

Цвет минерала– это окраска минерала в куске (в образце). Практически цвет минерала может быть любым, включая самые тонкие оттенки спектра. Определяется цвет визуально. Окраска минералов зависит от химического состава, их структурных особенностей и примесей элементов носителей окраски – хромофоров. Такими элементами являются железо, никель, марганец.

Одни минералы имеют постоянную окраску, что является их характерным признаком. Например, малахит имеет зеленый цвет, графит – черный, галенит – свинцово-серый, сера – ярко желтый. Другая группа минералов характеризуется тем, что один и тот же минерал бывает окрашен в различные цвета. Например, встречается бесцветный (прозрачный) кварц–горный хрусталь, фиолетовый – аметист золотистый – цитрин и др. Встречаются минералы, кристаллы которых в каждой своей части могут иметь различную окраску – флюорит, топаз, турмалин.

Некоторые минералы меняют окраску в зависимости от угла падения света. Так, лабрадор обнаруживает на плоскостях спайности красивый переливчатый отсвет в синих и зелёных тонах. Это связывают с интерференцией света, обусловленной закономерно расположенными в минерале включениями тончайших пластинок ильменита.

Известны минералы, имеющие белый цвет – доломит, ангидрит или являющиеся бесцветными − кальцит, гипс, галит и др.

Цвет черты– это цвет минерала в порошке. Он определяется по черте – следу, оставляемому минералом на матовой поверхности фарфоровой пластинки.

У одних минералов цвет черты может совпадать с цветом минерала, а у других отмечается различие между цветом минерала и его чертой. Так, у киновари цвет минерала и порошка красный, а вот желтый пирит имеет зеленовато-чёрную черту, стально-серый гематит в порошке – вишнёво-красный.

Минералы с твёрдостью выше 6 по шкале Мооса черты не дают на фарфоровой пластинке.

Прозрачность – это способность минерала пропускать сквозь себя свет. Прозрачность определяется в тонких пластинках при наблюдении сквозь них какого-либо предмета. По степени четкости наблюдаемого изображения выделяются следующие минералы:

а) прозрачные − горный хрусталь, мусковит, кальцит, каменная соль − предметы сквозь них ясно видны;

б) полупрозрачные − кварц, опал, ангидрит − минералы просвечивают только в тонком срезе, предметы сквозь них просматривается слабо;

в) непрозрачные − роговая обманка, графит, рудные минералы, не пропускающие свет даже в тонких пластинах.

Блеск – это способность минерала отражать свет, падающий на его поверхность. Различают несколько разновидностей блеска: металлический, как у полированных металлов (пирит, галенит, золото, серебро); металловидный (полуметаллический), как у потускневших поверхностей металлов (графит, магнетит, вольфрамит, хромит); неметаллический. Последний может быть алмазным (алмаз), стеклянным (кварц, кальцит, ангидрит), жирным (тальк, апатит, янтарь), перламутровым (на плоскостях спайности) (слюды, асбест, малахит).

В природе преобладают минералы с неметаллическим блеском.

1.4.2. Механические свойства минералов

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться с образованием ровных блестящих поверхностей, которые называются плоскостями спайности. Это свойство связано с внутренним строением минерала. Спайность может проявляться по одному, двум или трем направлениям и отражает силу сцепления между ионами в структуре кристалла, которая зависит от типа химической связи и от расстояния между ионами. Спайность в одном направлении хорошо выражена у слюд, в двух направлениях – у ортоклаза, в трёх – у кальцита, гипса.

Выделяют следующие виды спайности:

Спайность весьма совершенная – минерал легко расщепляется, образуя четкую плоскость спайности. Этот вид спайности характерен для слюд, гипса.

Спайность совершенная – минерал обладает плоскостями спайности, расположенными в трех направлениях; образующиеся осколки представляют собой мелкие правильные кристаллы. Подобная спайность характерна для кальцита, галита и других минералов.

Спайность средняя характеризуется тем, что минерал при раскалывании образует плоскости спайности в двух направлениях, кроме этого образуется еще и поверхность излома по случайным направлениям. Этим видом спайности обладает полевой шпат.

Спайность несовершенная – плоскости спайности обнаруживаются с трудом, преобладают поверхности излома, представляющие неровную поверхность. Несовершенную спайность имеют апатит, самородная сера.

Спайность весьма несовершенная – минерал раскалывается с образованием поверхности излома, т.е. спайность практически отсутствует. Этот вид спайности характерен для таких минералов, как кварц, пирит и др.

Излом – это вид поверхности минерала, расколотого в направлении, не совпадающим с плоскостью спайности. По характеру поверхности раскола выделяют несколько типов излома: неровный (кварц, пирит), раковистый (опал, апатит, горный хрусталь), занозистый (асбест, роговая обманка), зернистый (магнетит, оливин), землистый (лимонит, каолинит) и другие разновидности.

Твердость – степень сопротивления, которое оказывает поверхность минерала внешним механическим воздействиям. Определяется царапанием одного минерала другим. Для оценки сравнительной или относительной твердости минералов принята шкала Мооса, включающая 10 минералов-эталонов, твердость которых взята в условных единицах (табл. 1.1).

Для определения твердости любого исследуемого минерала на его поверхности выбирают гладкую площадку и, нажимая, проводят по ней острым углом минералом из шкалы твердости. Если на исследуемом минерале остается царапина, то его твердость меньше, чем у царапающего минерала; если царапина отсутствует, то твердость первого больше.

Таблица 1.1

Шкала Мооса

В полевых условиях минералы по их твердости можно подразделить на:

мягкие – с твердостью до 3; царапаются ногтем;

средней твердости – с твердостью от 3 до 5; не царапаются ногтем и не оставляют царапины на стекле;

твердые – с твердостью от 5 до 7; не царапаются стеклом и не оставляют царапины на кварце;

очень твердые – с твердостью более 7; оставляют царапины на кварце.

Для определения абсолютной твердости минералов измеряют под микроскопом глубину отпечатка, который оставляет на грани кристалла стандартная по размеру алмазная пирамидка под действием стандартного груза. Абсолютная твердость минералов очень разная, от 2,4 кг/мм² у талька до 10060 кг/мм² у алмаза.

Удельный вес определяется в лабораторных условиях. По удельному весу минералы подразделяются на три группы: легкие (с удельным весом до 2,5 г/см³) – каменная соль, гипс, сера, опал и другие; средние (2,5–4,0 г/см³) – кальцит, кварц, доломит, топаз, полевой шпат и другие; тяжелые (свыше 4,0 г/см³) – барит, киноварь, магнетит, золото, платина и другие минералы.

1.4.3. Прочие свойства минералов

Вскипание от действия соляной кислоты (HCl) в основном проявляют минералы группы карбонатов.

Вкус – отдельные минералы при опробовании вызывают различные вкусовые ощущения. Так, галит вызывает соленый вкус, сильвин – горько-соленый, карналлит – горький.

Магнитность – свойство, которое присуще некоторым железосодержащим минералам, выражающееся в отклонении минералом магнитной стрелки, а мелкие частицы его притягиваются магнитом (магнетит, пирротин).

Люминисцентность– это способность минерала излучать холодный свет после светового облучения, а также электрического, химического и механического воздействия (флюорит).

Двойное лучепреломление– способность минерала удваивать рассматриваемые через него изображения (разновидность кальцита).

Электрические свойства- способность минералов проводить электрический ток, либо быть диэлектриками. Самородные металлы − серебро, медь − превосходные проводники электричества; кальцит, слюда − не менее превосходные диэлектрики.

Известны минералы-полупроводники (самородная сера, многие сульфиды).

1.5. Генезис минералов

По своему происхождению все минералы подразделяются на эндогенные, или возникающие в недрах планеты за счет внутренней энергии Земли и экзогенные, возникающие в поверхностной и приповерхностной частях Земли – почве, озерах, морях, реках, в основном за счет энергии Солнца.

Среди эндогенных различают магматогенные, пневматолитовые, гидротермальные и метаморфогенные минералы. Экзогенные минералы образуются при выветривании горных пород, в процессе осадконакопления и жизнедеятельности организмов и при диагенезе.

1.5.1. Эндогенное минералообразование

В основном процесс минералообразования, связан с внедрением в каменную оболочку (литосферу) Земли магмы – огненно-жидкого силикатного расплава.

Магма, при движении в недрах Земли к более холодным внешним участкам, остывает. В процессе охлаждения она претерпевает изменения, связанные с пространственным обособлением (дифференциацией) на различные по составу расплавы. Постепенно эти расплавы кристаллизуются. Магма движется с мощным гидравлическим напором и имеет температуру до 1500 °С. На своем пути вверх она либо образует целые массивы горных пород с образованием многочисленных трещин, либо прокладывает себе путь в горных породах.

Если магма по каким-либо причинам не достигает земной поверхности, то она становится пассивной и постепенно остывает. По истечении длительного промежутка времени (сотни тысяч или миллионы лет) магма полностью кристаллизуется и превращается в твердые магматические породы, которые называются интрузивными. Если магма, поднимаясь по трещинам, достигает земной поверхности и изливается в виде лавы, то при её застывании образуются эффузивные (излившиеся) горные породы. Как в том, так и в другом случае при остывании расплава из него образуются различные минералы и горные породы.

Следует отметить, если кристаллизация магмы происходит на глубине, то большую роль в этом случае играют высокая температура и давление. Выделение содержащихся в магме летучих компонентов затруднено. При излиянии лавы на поверхность Земли, содержащиеся в ней летучие компоненты вызывают взрывы и уходят в атмосферу. Лишь незначительная часть их входит в состав возникающих при этом минералов и горных пород.

Минералы, которые образовались из остывающей магмы называются магматогенными, а сам процесс образования минералов соответственно – магматогенным. В магматическую стадию образуются разнообразные минералы, наиболее характерными из которых являются силикаты – полевые шпаты, оливин и др., составляющие 84 % состава изверженных горных пород. Из других минералов следует отметить кварц, циркон, апатит, алмаз. Магматическим путём образуются различные по химическому составу минералы, которые различаются по цвету. Так, темноокрашенные минералы содержат, как правило, много железа и магния, а светлые – кремния и алюминия. К темноокрашенным минералам относятся магнетит, оливин, авгит, роговая обманка, биотит и др., а к светлоокрашенным – полевые шпаты, мусковит, нефелин, кварц и другие минералы.

При движении к земной поверхности магма теряет свою тепловую энергию и попадает в область с меньшим давлением. В это время из неё начинают выделяться летучие компоненты и водные растворы, которые ведут свое собственное существование в земной коре в виде гидротерм.

Как из газообразных выделений (эманаций), так и из гидротермальных растворов возникает большое количество разных минералов. Процесс образования таких минералов называется пневматолитово-гидротермальным. Водяной пар, выделяющийся из остывающей магмы и находящийся под большим давлением, при температуре ниже 374 °С конденсируется в воду. Такая вода имеет ярко выраженные кислотные свойства и способна растворять все элементы до золота включительно.

По пути гидротермальных растворов постепенно уменьшается температура от 400 до нескольких десятков градусов и из растворов выпадают различные минералы, сначала высокотемпературные, затем – средне-, низкотемпературные.

Летучие соединения растворов взаимодействуют с окружающими породами и дают начало новым минералам.

Если же гидротермальные растворы имеют поверхностное происхождение, то и они, просачиваясь на глубину, повышают свою температуру до 300 °С и выше. При своем движении они выщелачивают различные элементы из вмещающих пород и являются, таким образом, источником минералообразования.

Гидротермальные растворы образуют, так называемые, жильные породы, которые приурочены к различного рода трещинам, в основном, тектонического происхождения. Среди пневматолитово-гидротермальных минералов можно встретить представителей всех классов минералов, с которыми мы уже познакомились. Но типичными являются следующие: из самородных – золото, из сульфидов – пирит, галенит, сфалерит, киноварь, халькопирит, молибденит, из галоидов – флюорит, из окислов и гидроокислов – кварц, из карбонатов – кальцит, магнезит, из сульфатов – барит.

Кроме рассмотренных выше процессов минералообразования, связанных, так или иначе с магмой, выделяют еще один процесс, связанный с магматическими породами – пегматитовый. Образующиеся при этом тела – пегматиты, залегают в виде жил и линзовидных образований как внутри интрузивных тел, так и во вмещающих породах. Считается, что пегматиты образуются в результате кристаллизации остаточного расплава магмы, оставшейся после кристаллизации большей ее части. Затем они преобразовываются в результате воздействия в результате воздействия на них пневматолитово-гидротермальных процессов.

При этом процессе преобразуются лишь магматические породы и образовавшиеся минералы в пегматитах характеризуется, как правило, крупнозернистостью и иногда гигантскими размерами отдельных кристаллов (до нескольких метров в поперечнике).

Из пегматитовых минералов характерны берилл и турмалин, хотя встречаются кварц, полевые шпаты, слюды, топаз, апатит и соединения редкоземельных и редких элементов.

Возникшие каким-либо путём минералы и горные породы (магматические, осадочные, а также ранее образовавшиеся метаморфические) могут подвергаться вторичным преобразованиям, называемым метаморфизмом. Другими словами – метаморфогенныйпроцесс, метаморфогенный минерал имеют единую суть.

Процессы метаморфизма протекают на протяжении миллионов лет и главными факторами при этом являются высокие температуры и давление.

Считается, что наиболее типичные температуры образования метаморфических пород находятся в пределах 300−400 °С, достигая порой 1000−1200 °С. Условия, при которых отмечается повышенная температура и высокое давление, могут возникать как в результате погружения отдельных участков земной коры на большие глубины, так и при внедрении магмы в земную кору. Внедряясь в горные породы земной коры, расплавленная магма несёт с собой колоссальное количество тепла, много веществ газообразном и жидком состояние и оказывает на окружающие породы большое давление.

При метаморфизме существенного расплавления пород, как правило, не происходит, но изменяется химический состав пород, что ведет к изменению их минерального облика, физических свойств и формы минеральных агрегатов. Так, из гидроокислов железа (FeO∙nH₂O) образуется магнетит (FeFe₂O₄) или гематит (Fe₂O₃), из опала (SiO₂∙nH₂O) – кварц (SiO₂), углистое вещество превращается в графит, известняк перекристаллизовывается в мрамор и т.д.

При метаморфизме образуется большое количество минералов. Наиболее типичными метаморфическими минералами являются: графит, корунд, магнетит, гематит, гранат, тальк, слюды, роговая обманка.

1.5.2. Экзогенное минералообразование

Образование минералов в условиях земной поверхности может быть связанно с двумя процессами – либо с выветриванием, либо с осадочным процессом.

Выветривание представляет собой совокупность процессов физического разрушения горных пород и минералов и их химического преобразования под действием колебаний температур, воды, кислорода, углекислоты, жизнедеятельности животных и растительных организмов в поверхностных и приповерхностных условиях.

В зависимости от преобладания тех или иных факторов разрушения пород и минералов различают выветривание физическое, химическое и биологическое.

При физическом выветриваниипроисходит только механическое разрушение горной породы или минерала, которое включает в себя простое дробление, обработку атмосферными осадками обломков горных пород или минералов, их перенос, отложение на новом месте. Этот процесс способствует выделению некоторых минералов из горных пород и накоплению их больших масс (например, таким путем образуется кварцевый песок).

При химическом выветриванииизменяется химический состав горных пород и минералов. Химическому выветриванию подвержены неустойчивые в условиях земной поверхности горные породы и минералы (магматические, метаморфические и осадочные породы, в состав которых входят галоидные соединения и соли, а также карбонаты и сульфаты).

При химическом выветривании происходит растворениепород или минералов, гидролиз, гидратацияи окисление.

Процессы эти часто взаимосвязаны. Так, в результате растворения горных пород различного состава происходит обогащение раствора определенными химическими элементами и соединениями. При достижении пересыщения концентрации рядом химических соединений или химических элементов происходит обратный процесс – кристаллизация определенных минералов из раствора. Таким путем образуется галит (каменная соль), мирабилит (глауберова соль), сильвин, гипс, ангидрит и другие минералы. Некоторые минералы переходят в другие минералы путем окисления, гидролиза или гидратации. В частности, пирит (FeS₂) при соответствующих условиях переходит в лимонит (2Fe₂O₃∙H₂O). Эти процессы протекают по следующей схеме: в результате гидратации ангидрит (CaSO₄) может переходить в гипс (CaSO₄∙2Н₂О), гематит (Fe₂O₃) – в лимонит (2Fe₂O₃∙nH₂O). Химическим путём образуется каолинит и опал в результате воздействия на полевые шпаты воды и углекислоты.

Химическое выветривание в зонах развития медных сульфидных месторождений, особенно если они залегают в известняках, приводит к образованию минералов малахита и азурита.

Биологическое (органическое) выветривание связано с жизнедеятельностью растений и животных организмов и воздействием на вмещающие породы продуктов их жизнедеятельности. Растения выделяют органические кислоты, которые способствуют растворению минералов и переходу их в другие минералы. Так, при образовании вивианита (Fe₃[PО₄]₂∙8H₂O) источником фосфора часто являются органические остатки.

Отмершие растительные и животные остатки подвергаются распаду. Некоторые продукты распада (богатые фосфором), взаимодействуя с минеральными массами, образуют новые минералы (фосфорит).

Интенсивность выветривания, особенно химического и биологического, зависит в очень сильной степени от климата и минерального состава пород.

Атмосферные осадки, просачиваясь в горные породы, вступают с ними в различные реакции. При этом растворимые соединения (соли калия, натрия, кальция) уносятся (выщелачиваются), а труднорастворимые соединения (кремния, железа, алюминия) – накапливаются и образуют кору выветривания, залегающую в виде покрова на неизмененных горных породах. Мощность кор выветривания может достигать десятков и первых сотен метров.

Кора выветривания интенсивно развита в тропических странах и слабее в средних широтах. Так, для влажного тропического климата характерно латеритное выветривание. В этом случае в коре выветривания образуются окислы алюминия и железа (Al₂O₃;Fe₂O₃). Если латериты содержат гидроокислы алюминия – их называют бокситами (Al₂O₃[OH]).

Для более умеренного климата характерно выветривание магматических и метаморфических пород, богатых алюмосиликатами, при котором происходит образование глинистого минерала – каолинита.

Главная роль в органическом выветривании принадлежит микроорганизмам, распространенным повсеместно. Они поглощают из пород химические элементы и соединения и выделяют их в виде отходов своей жизнедеятельности после отмирания, но уже в других соединениях. Таким образом, микроорганизмы способствуют переходу минеральных веществ в органические – из органических – в минеральные, обуславливая, непрерывный круговорот вещества в природе. В результате поверхностный слой обогащается органическим веществом, претерпевая биохимические преобразования и превращается в почву. Поэтому почву можно рассматривать как формирующуюся кору выветривания.

1.6. Классификация минералов

В основу подразделения минералов могут быть положены различные признаки: происхождение, внутреннее строение, физические свойства и др.

Современная классификация минералов основана на химическом составе и кристаллической структуре, поэтому она называется кристаллохимической. Единицей классификации является минеральный вид. Сходные по составу и строению минеральные виды объединяются в классы, главнейшими из которых являются:

1. Самородные элементы (металлы и неметаллы) – это элементы в химически свободном состоянии.

2. Сульфиды – соли сероводородной кислоты. Представляют собой сернистые соединения тяжелых металлов.

3. Окислы и гидроокислы – это соединения металлов и других элементов с кислородом, гидроксильной группой (OH) и водой.

4. Галоидные соединения – это соли кислот HF (фтористоводородной или плавиковой) – фториды; HCl (соляной) – хлориды; HBr (бромистоводородной) – бромиды; HJ (йодистоводородной) – йодиды.

5. Карбонаты – соли угольной кислоты (H₂CO₃) с основанием, главным образом, натрия, кальция, железа и марганца.

6. Сульфаты – соли серной кислоты (H₂SO₄).

7. Фосфаты – соли ортофосфорной кислоты (H₃PO₄).

8. Силикаты – это соли кремниевых и других поликремневых кислот.

9. Органические соединения.

1.7. Краткая характеристика некоторых

породообразующих и наиболее часто встречающихся минералов

1.7.1. Класс силикатов

Среди породообразующих минералов наиболее многочисленны мине­ралы класса силикаты. Они составляют около 85 %. состава земной ко­ры и включают примерно 1/3 всех известных минералов.

Наибольшее распространение имеют следующие минералы, полевые шпаты, слюды, глинистые минералы.

Полевые шпаты относятся к «каркасный» алюмосиликатам и по химическому составу делятся на две подгруппы: калиево-натриевые, образующие изоморфный ряд – К [ Al₃SiO₈] – Na [Al Si₃O₈], и известково-натриевые или плагиоклазы – Na[ Al₂Si₃O₈] – Ca [Al₂Si₂O₈].

К первой подгруппе относятся ортоклаз и микроклин, а ко вто­рой − альбит, олигоклаз, андезин, лабрадор, битовнит и анортит.

Ортоклаз (K [AlSi₃O₈]) (от греческого «прямоколющийся»). Он встречается в виде кристаллических зерен в магматических и ме­таморфических породах. Цвет его от белого до различных оттенков розового и красно-желтого. Черта белая. Блеск стеклянный. Спай­ность в двух взаимноперпендикулярных направлениях. В зависимости от направления скола спайность бывает совершенной и средней.

Твер­дость − 6; плотность − 2,6. Является составной частью кислых интру­зивных и метаморфических пород.

Микроклин (от греческого «незначительно отклоненный») имеет тот же химический состав, что и ортоклаз и обычно не отличим по внеш­ним признакам от последнего. Цвет красный, белый, голубовато-зе­леный. Блеск стеклянный; черта белая. Спайность совершенная. Мик­роклин голубовато-зеленого цвета называется амазонитом. Твер­дость − 6; плотность − 2,6.

Минералы подгруппы плагиоклазы по свойствам близки друг к другу и макроскопически не разделяются за исключением лабрадора, у которого на плоскостях спайности наблюдаются синие и зеленые переливы (эффект иризации). Различия плагиоклазов и калинатровых полевых шпатов незначительны и заключаются, главным образом, в окраске. Твердость плагиоклазов − 6; плотность 2,5−2,75.

Слюды относятся к «слоистым» силикатам и алюмосиликатам, имеющим метаморфическое и магматическое происхождение, и лишь от­дельные из них (глауконит и каолинит) образуются в экзогенных (поверхностных) условиях. Наибольшее распространение среди слюд имеют биотит, мусковит, тальк, глауконит, каолинит и серпентин.

Биотит (К (Mg, Fe)₃ (OH,F)₂ [Al Si₃O₁₀]), имеет черный, бурый цвет; черта белая; блеск стеклянный; слабо просвечивает. Спай­ность весьма совершенная в одном направлении. Твердость 2 - 3; плотность 3 - 3,1. Легко расщепляется на тонкие упругие пластинки.

Мусковит(К Al₂(OH)₂ [А1 Si₃O₁₀]) – белый с сероватым или розо­ватым или с зеленоватым оттенком. Черта белая. Блеск стеклянный. Спайность весьма совершенная. Твердость 3 - 3,1; плотность 2,7 - 3,1. Как и биотит расщепляется на тонкие, гибкие листочки. Является породообразующим минералом магматических пород.

Тальк (Mg₃ (OH)₂ [Si₄O₁₀]) встречается в виде плотных кристалли­ческих агрегатов. Цвет белый, светло-зеленый; блеск стеклянный, матовый; спайность весьма совершенная в одном направлении. Жир­ный на ощупь. Расщепляется на отдельные листочки. Твердость - 1; плотность 2,7 - 2,8. Является составной частью некоторых метамор­фических пород.

Глауконит (К (Fe, Al, Mg)₃ (OH)₂ [AlSi₃O₁₀]·n H₂O)является минералом осадочных пород. Встречается в виде округлых зернышек. Цвет зеленый до темно-зелёного. Черта зелёная. Блеск тусклый, полуметаллический. Излом неровный. Спайность несовершенная. Твер­дость 2 - 3; плотность 2,2 - 2,8. Минерал осадочных пород.

Каолинит (Al4(OH)₈ [Si₄O₁₀]) имеет белый, слегка желтый цвет. Чер­та белая. Излом землистый. Жирный на ощупь. Твердость - 1; плот­ность - 2,6. Легко поглощает влагу. Является продуктом разрушения полевых шпатов и слюд.

Серпентин (Mg₆(OH)₈ [Si₄O₁₀]) образует плотные массы от белого, беловато-зеленого до черно-зеленого цвета. Блеск стеклянный, жир­ный. Твердость 2,5 - 3; плотность 2,5 - 2,7.

Тонковолокнистая разность серпентина называетсяхризотил-ас­бест(«горный лен»). Он имеет белый цвет, шелковистый блеск. Твердость 2 - 3. Расщепляется на белоснежные эластичные волокна.

1.7.2. Класс оксидов и гидрооксидов

Класс оксидов и гидрооксидов по количеству входящих в него минералов стоит на одном из первых мест. Среди них на оксиды крем­ния падает около 12 % (по весу) массы всей литосферы.

Кварц (SiO₂) – наиболее распространенный в земной коре поро­дообразующий минерал. Чаще всего он бесцветный, белый, но может быть окрашен в различные цвета; просвечивает, реже прозрачен. Блеск стеклянный, излом раковистый; спайность весьма несовершен­ная. Твердость – 7, плотность 2,5 - 2,8. Бесцветные прозрачные кристаллы кварца называются горным хрусталем, фиолетовые разнос­ти − аметистом, черные − морионом.

Халцедон(SiO₂) является скрытокристаллическим минералом, обра­зующим плотные массы, либо натечные почковидные образования или желваки. Цвет минерала различный, чаше серый; блеск восковой, ма­товый. Твердость - 7. Разновидность халцедона агат характеризуется яркой окраской концентрических или плоскопараллельных полос.

Гематит (железный блеск.) (Fe₂О₃) имеет цвет от стально-серого у кристаллических разностей до красного у скрытокристаллических. Цвет черты вишнево-красный. Минерал непрозрачный; блеск металли­ческий, матовый; слабо магнитен. Твердость 5,5 - 6; плотность 5 - 5, 3.. .

Лимонит(бурый железняк) (Fe₂О₃·n H₂О) Встречается в виде плотных натечных и землистых пористых масс, конкреций и оолитов. Цвет буровато-желтый, коричневый; черта бурая. Твердость 1 - 4, плотность 3-4.

1.7.3. Класс карбонатов

Среди минералов класса карбонаты наиболее часто встречается кальцит, реже его разновидности арагонит и исландский шпат. Для всех них характерна реакция с 10 % соляной кислотой.

Кальцит(СаСО₃) принимает участие в сложении горных пород, иногда слагая нацело такие горные породы, как известняки, мрамор. Образует натечные формы – сталактиты, сталагмиты. Цвет кальцита белый, прозрач­ный; блеск стеклянный; спайность совершенная. Твердость - 3; плот­ность 2,6 - 2,8. Прозрачная разновидность кальцита называется ис­ландским шпатом.

Арагонит(CaCО₃) образует шестоватые, радиалънодучистые сростки. Цвет медово-желтый, коричневый. Блеск стеклянный. Спайность от­сутствует. Твёрдость и плотность аналогичны кальциту.

1.7.4. Класс сульфатов

Из минералов класса сульфаты в качестве породообразующих встречаются гипс и ангидрит, нередко слагающие нацело осадочные горные породы химического происхождения.

Гипс (СаSO·2Н₂O) бесцветный, белый; блеск стеклянный, шелковис­тый; прозрачный. Спайность в одном направлении весьма совершен­ная, в другом средняя. Твердость - 2; плотность - 2,3. Длинностолбчатая разновидность гипса называется селенитом.

Ангидрит(CaSO₄) кристаллический минерал, образующий плотные мелкозернистые скопления. Цвет белый, голубоватый; блеск стеклян­ный, прозрачный, чаще просвечивает. Спайность, совершенная в од­ном направлении и средняя в двух направлениях под углом 90° Твер­дость 3-3,5; плотность 2,8 - 3,0.

Большое значение в хозяйственной деятельности человека имеют также минералы классов самородные элементы, сульфиды, фосфаты, соли и галоиды. Последние являются породообразующими минералами.

1.7.5. Класс самородных элементов

Сера (S) относится к классу самородных элементов; имеет желтый цвет различных оттенков. Черта светло-желтая, блеск стеклянный, жирный. Просвечивает в тонких сколах; излом раковистый. Спайность минерала несовершенная. Твердость 1 - 2; плотность около 2. Электризуется при трении.

Графит (С) также является представителем класса самородные эле­менты. Чаще всего образует чешуйчатые массы. Цвет темный до стально-серого, черного. Черта черная, блестящая; блеск металло­видный. Спайность весьма совершенная; излом неровный. Твердость - 1; плотность 2 - 2,3. Пачкает руки, на ощупь жирный.

1.7.6. Класс сульфидов

Класс сульфиды включает минералы, представляющие собой сер­нистые соединения металлов.

Галенит (PbS) образует зернистые скопления. Цвет свинцово-серый; черта серовато-черная, блестящая. Блеск металлический, ал­мазный. Спайность совершенная. Твердость 2-3; плотность - 7,5.

Пирит (FeS₂). Часто встречается в виде хорошо ограненных крис­таллов кубической формы. Цвет светло-желтый, золотисто-желтый; черта черная, зеленовато-черная; блеск металлический; излом не­ровный. Спайность весьма несовершенная. Твердость 6 - 8,5; плот­ность - 5. Пирит наиболее распространенный минерал класса сульфиды.

Халькопирит или медный колчедан(CuFeS₂) образует тонкозернис­тые, плотные агрегаты латунно-желтого цвета часто с пестрой побе­жалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком; блеск металличес­кий; излом неровный. Спайность несовершенная. Твердость 3,5 - 4; плотность 4,1 - 4,3.

1.7.7. Класс фосфатов

Наиболее распространенными минералами класса фосфаты являют­ся апатит и фосфорит.

Апатит (Са₅(РО₄)₃, (C1,OH,F)) образует игольчатые или призматичес­кие кристаллы. Цвет желтый, зеленый, бурый, фиолетовый, белый. Черта белая. Блеск жирный, стеклянный. Излом неровный; спайность несовершенная. Твердость - 5; плотность - 3,2.

Фосфорит. В химическом отношении близок к апатиту. Представ­ляет собой загрязненный фосфат кальция. Чаще всего цвет серый, черный; черта серая; блеск матовый. Излом неровный. Плотность не превышает 3,2. Кристаллов не образует. При ударе издает запах фосфора.

1.7.8. Класс галоидов и солей

Среди минералов класса галоидные соединения наибольшим распростране­нием пользуются галит, сильвин, флюорит, причем галит и сильвин нередко выступают в качестве породообразующих, слагая соленосные толщи.

Галит (NaCl) образует кристаллические агрегаты. Цвет белый, бесцветный. За счет примесей может быть окрашен в различные цве­та; черта белая. Блеск стеклянный; спайность совершенная. Твер­дость - 2; плотность 2,1 - 2,2. Вкус соленый; легко растворяется в воде.

Сильвин (КС1). Образует зернистые и плотные массы. Цвет белый, красноватый, кирпично-красный, голубоватый. Черта белая. Твер­дость - 2; плотность - 2. Имеет горько-соленый жгучий вкус.

Флюорит (CaF₂) образует кристаллы кубической формы. Для минера­ла характерно разнообразие окраски - от бесцветной до фиолетовой (желтый, фиолетовый, зеленый, голубой, розовый, белый). Черта бе­лая; блеск стеклянный; просвечивает. Спайность совершенная. Твер­дость - 4: плотность - 3,1. Обладает термолюминисценцией (способнос­тью испускать видимый свет в темном помещении при нагревании), наиболее ярко выраженной у густо окрашенных разностей.

1.7.9. Класс органических соединений

Органические соединения существенно отличаются от неорганических образований происхождением, химическими свойствами, кристаллическим строением.

Наиболее распространенными представителями данного класса являются асфальт и янтарь.

Асфальт (C₁₀H₁₆O (C - 80 %, H-10 %, О - 10 %). Цвет буро-черный. Удельный вес 1-1,2. Блеск неметаллический. Мягкий, легко плавится на свече, горит коптящим пламенем.

Янтарь (C₁₀H₁₆O (C - 79 %, H - 11 %, О - 10 %). Смола ископаемых хвойных деревьев. Аморфный. Твердость 2-2,3. Уд. Вес 1,1. Цвет желтый. Иногда прозрачный. Блеск стеклянный. Излом раковистый. Спайность отсутствует.

1.8. Значение минералов в народном хозяйстве

В народном хозяйстве страны минералы играют огромную роль. Минеральное сырье – это огромное богатство страны. Достаточно сказать, что одни минералы используются как руды для выплавки металлов (галенит, сфалерит, молибденит, касситерит, лимонит и др.). А руды – это залог независимости страны и ее обороноспособности. Другие используются в качестве огнеупорных (графит, асбест), изоляционных (слюды), керамических (глинистые минералы), красящих (азурит) материалов в различных отраслях народного хозяйства. Ряд минералов широко применяется в оптике, в радиотехнике, в электронной промышленности и в бумажном производстве (кварц с разновидностями, кальцит, флюорит). Минерал галит применяется для приготовления пищевой соли. Большая группа минералов используе