Минералы

Al, Fe, Mg, Ca, Na, К

Кислород и кремний, составляют 74%

массы земной коры.
+ Al, Fe, Mg, Ca, Na, К. - еще 24,3%.

природные химические соединения или отдельные химические элементы, возникшие в результате

физико-химических процессов, происходящих в Земле.

В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, редко – в аморфном.

которые геометрически правильно распределены в пространстве.
Свойства кристаллических веществ обусловливаются как

их составом, так и внутренним строением, т.е. кристаллической структурой.

типы химических связей.

По степени однородности связей все минералы (кристаллические

решетки) могут быть разделены на две группы

1. в структуре присутствуют связи только одного типа, одинаковые по всем направлениям (алмаз, флюорит, галит)
2. связи разные по разным направлениям – некоторые силикаты, карбонаты, сульфаты и др., например графит, слюды

главной связующей силой в минералах.

ковалентная связь (самая прочная) -

внешние электроны вращаются вокруг ядер по общим орбитам, происходит перекрывания электронных облаков атомов.
Минералы с ковалентной связью обычно имеют высокие твердость и температуру плавления (алмаз).

или группами атомов) и распределена неравномерно.
обеспечивает притяжение между противоположно

заряженными участками в более крупных структурных единицах. Например, между слоями графита, образованными благодаря сильной ковалентной связи атомов углерода.

решетки составляет 1,42 А, между слоями 3,39 А.
Отсюда способность

графита легко расщепляться на тонкие листочки, параллельные слоям решетки, и с трудом ломаться по неровным поверхностям в других направлениях.

разных направлениях неодинаковы, что обусловливает и различие свойств.
Такое явление

называется анизотропией кристаллического вещества.

твердость по разным направлениям.

только от состава и во всех направлениях статистически одинаковы, т.е.

аморфные вещества изотропны.

разное внутреннее строение
следовательно, и разные физические свойства и создавать

таким образом разные минералы.

Это явление называется полиморфизмом (греч. "поли" - много).

атомами углерода однотипны и прочны, у графита – наоборот.
У

графита низкие твердость – 1 и плотность – 2,1-2,3
У алмаза, соответственно 10 и 3,5.

различные химические элементы закономерно входят в решетку, замещают друг друга.

Если замещающие друг друга ионы или атомы имеют одинаковую валентность, тогда будет изовалентный изоморфизм (Mg2+ - Fe2+ в оливине),
если разную – гетеровалентный (Ca2+ на Na+ и одновременно, чтобы сохранился заряд: Al3+ на Si4+).

размеры в ангстремах.

образования.
отдельные кристаллы и их закономерные сростки (двойники),
обособленные минеральные

скопления,
минеральные агрегаты.

При этом форма кристаллов отражает как состав и внутреннюю структуру

минерала, так и условия образования.

Размеры кристаллов

индивиды гаснут в одном положении, а
нечетные — в ином.

- миндалины, крупные – жеоды

радиально отходят от общего центра.

слагающие толщи пород.

Образуются при более или менее одновременном выпадении

из растворов или расплавов множества минеральных частиц.

них ограничения (идиоморфные или эвгедральные), или же выполнять пространство оставленное

другими минеральными зернами, т.е. имеют неправильную форму (ксеноморфные или агедральные).

к одним минералам, а ксеноморфен по отношению к другим. Тогда

он называется гипидиоморфным или субгедральным.

часто имеют массивное (сливное) строение, при котором отдельные зерна на

глаз не всегда различимы.

агрегаты внешне напоминают аморфные и отличаются от них только микроскопически.

слагают- псевдоморфозы (греч. "псевдо" - ложный).

Возникают при химических изменениях

ранее существующих минералов или заполнении пустот, образовавшихся при выщелачивании минеральных или органических включений.

подразделений, называемых сингониями, отражающими степень симметричности кристаллов.

В каждую сингонию

входят кристаллы, у которых отмечается одинаковое расположение кристаллографических осей и одинаковые элементы симметрии (центр, оси и плоскости)

три равновеликие оси под прямым углом
Тетрагональная – две оси одинаковой

длины под прямым углом, третья перпендикулярна им, но длина другая
Ромбическая – три оси разной длины под косыми углами

- гексагональная
Моноклинная – две разные оси под косым углом, третья

составляет с ними прямой угол.
Триклинная - три оси разной длины под косыми углами
Тригональная - три оси равной длины пересекаются в одной плоскости под углом 60, третья перпендикулярна этой плоскости и она другой длины
Гексагональная – как в тригональной

под действием операций симметрии данного класса) называются простой формой.
Все

грани, образующие одну простую форму кристалла, должны быть равны по размеру и форме.
Всего существует 47 простых форм, в каждом классе симметрии могут реализоваться лишь некоторые из них. Тот или иной кристалл может быть огранён гранями одной простой формы но чаще — той или иной комбинацией этих форм

Тригональная призма - три равных грани, пересекающихся по параллельным ребрам

и образующих в сечении равносторонний треугольник;
Тетрагональная призма - четыре равных попарно параллельных грани, образующих в сечении квадрат;
Гексагональная призма - шесть равных граней, пересекающихся по параллельным ребрам и образующих в сечении правильный шестиугольник.

симметрии высшего порядка.
По внешнему виду они между изометричными и

удлиненными и листоватыми.

– одна ось четвертого порядка.

В кристаллах средних сингоний ось

c всегда перпендикулярна плоскости в которой располагаются a и b. Кристаллы большей частью удлиненные или таблитчатые.

симметрии высшего порядка – 4 оси 3 порядка, нет единичных

направлений. Кристаллы изометричные.

может несколько отличаться; например, кристаллы кварца бывают почти изометричными, игольчатыми

или уплощенными. Однако все кристаллы кварца, крупные и мелкие, остроконечные и плоские, образуются при повторении идентичных элементарных ячеек.

постоянное значение и специфичны для каждого минерального вида.

Прозрачность,
- Блеск
Механические свойства минералов.
- Излом
- Спайность
- Твердость
Плотность.
Магнитные

свойства.
Электрические свойства

жидкостей, газа и твердых тел.
Кристаллизация минерала начинается с зародыша,

для образования которого достаточно несколько сотен молекул. В дальнейшем происходит наслоение вещества на гранях.
Зарождение минерала может происходить во взвешенном состоянии, либо на субстрате.

 

условиях ненасыщенного раствора (грани округлые, ребра кривые, вершины притупленные, фигуры

растворения).

Регенерация – если измененный минерал попадает в благоприятные условия, он может залечивать искажения формы.

стадия и постмагматическая стадия.

По мере охлаждения магмы первыми образуются

кристаллы минералов, имеющие наиболее высокую температуру плавления.

– главная роль принадлежит летучим компонентам. Летучие реагируют с уже

образованными минералами, часто замещая их (метасоматоз).

минералы.
Метаморфогенные процессы. Контактовый и региональный метаморфизм

в тех случаях, когда вследствие перепада давлений происходит вскипание остаточного

расплав-раствора и вся жидкость переходит в газообразную фазу, вступая при этом в реакцию с ранее выделившимися твердыми минералами.
Если отщепление летучих, в том числе и паров воды, на заключительной стадии кристаллизации магмы или образования пегматитов происходило на больших или средних глубинах, то высвободившиеся при этом летучие соединения в газообразной форме могли вступать в химические реакции с вмещающими породами, производя, так называемый, контактовый метаморфизм. Степень метаморфизма и состав получающихся продуктов определялись главным образом химической активностью флюида и составом реагирующей с ним породы. Наиболее интенсивные изменения установлены для зон контактов гранитных массивов с известковистыми породами. В результате разнообразных реакций замещения (метасоматических реакций) в этом случае возникают породы, получившие название скарны. Источниками вещества для их формирования послужили как вмещающие породы, так и некоторые составляющие части магмы. С образованием скарнов нередко связаны крупные месторождения железа, вольфрама, молибдена и некоторых других металлов.
Если отщепление летучих в магматическом очаге или пегматитовых телах происходило на относительно малых глубинах, то дальнейшая миграция (удаление от магматического очага) такого флюида могла привести, в конечном итоге, к образованию другого типа жильных тел (рис. 14). В тех случаях, когда формирование минерального вещества в этих жилах происходило выше критической точки воды (374,5 оС), т.е. активную роль в этом процессе играли пар и флюиды, принято говорить о собственно пневматолитовом генезисе. Если формирование минерального вещества происходило ниже критической точки воды, т.е. вода в качестве самостоятельной жидкой фазы играла существенную роль в процессе образования минеральных ассоциаций, говорят о гидротермальном генезисе.
Минеральный состав пневматолитовых и гидротермальных жил крайне разнообразен. Жилы в большинстве случаев сложены кварцем, карбонатами, которые заключают в себя скопления самородных элементов (Au, Ag, Bi), сульфидов, селенидов и теллуридов таких элементов как Mo, Bi, Cu, Zn, Ag, Pb, Sb, Hg и др., оксисоединений вольфрама, Mo, Sn, U и некоторые другие минералы. Именно с пневматолитово-гидротермальными процессами связано образование крупных месторождений редких (W, Mo, Sn, Bi, Sb, As, Hg), цветных (Cu, Pb, Zn), благородных (Au, Ag) и радиоактивных (U, Th) металлов.

К этому списку постепенно добавляются новые минералы.

В результате в

современной систематике минералы объединяются в классы по признаку общего аниона или анионной группы.
Исключение составляют самородные элементы, которые встречаются в природе сами по себе, не образуя соединений.