минералогия

приводящие к их образованию.

результате разнообразных физико-химических процессов, происходящих в земной коре и на

ее поверхности.

В природе известно более 2000 минералов (по И. Костову, 1971), и только 50 из них наиболее широко распространены и входят в состав многочисленных горных пород. Многие из этих минералов содержатся в почве, оказывают влияние на ее физико-химические свойства, в том числе и на плодородие. Такие минералы называются минералами ПОЧВЕННОГО СКЕЛЕТА, или ПОЧВООБРАЗУЮЩИМИ. Все минералы отличаются друг от друга физическими свойствами и химическим составом.

встречаются также жидкие (ртуть, нефть, вода) и газообразные минералы (сероводород

, углекислый газ ).

Все минералы отличаются друг от друга физическими свойствами и химическим составом. Среди физических свойств наиболее важными для распознавания являются: окраска, блеск, спайность и излом, прозрачность, плотность, а также форма кристаллов. Некоторые минералы имеют специфические (не присущие другим минералам) свойства.

кристаллическим. Кристаллические вещества способны самоограняться, принимать форму многогранников, ограниченных плоскими

гранями, способны образовывать кристаллы строго определенной формы, характерной для данного соединения.

Вторая особенность кристаллических тел - анизотропность (неравносвойственность), т.е. свойства (механические, оптические и др.) в кристаллах изменяются в зависимости от направления.

кристаллическую решетку. Различают 3 типа кристаллических решеток: атомную (кальцит), ионную

(сильвин), молекулярную (аспирин).

плоские ограничения кристаллов.
Линии, разделяющие грани, образуют ребра.
Точка, в

которой пересекается несколько граней, представляет собой вершину кристалла.

При благоприятных условиях и равномерном притоке вещества кристалл развивается в правильный многогранник.

В природе эти условия соблюдаются редко - в результате образуются кристаллы неправильной формы.

величину и число граней, но углы между соответствующими гранями всегда

постоянны. Эта закономерность позволяет установить истинную форму кристаллов, даже изучая искаженные формы. У идеальных кристаллов наблюдается симметрия (закономерное повторение граней, ребер и вершин).

плоскость, которая делит кристалл на две равные части, расположенные относительно

друг друга, как предмет и его зеркальное изображение

Центр симметрии (С) - воображаемая точка внутри кристалла, в которой пересекаются и делятся пополам линии, соединяющие точки на поверхности кристалла.

на 360° несколько раз повторяет свое начальное положение в пространстве.

Порядок оси симметрии определяется числом совмещений, происходящих при повороте фигуры вокруг оси на 360°. В кристаллах могут присутствовать только оси симметрии второго (L2), третьего (L3), четвертого (L4) и шестого (Le) порядков. Ось симметрии первого порядка во внимание не принимается, т.к. любая фигура при повороте на 360° неизбежно совместится со своим изображением.

Ось симметрии третьего порядка

Ось симметрии второго порядка

сингоний (систем)
Таблица 1
Характеристика элементов симметрии в кристаллографических сингониях
Основные формы низших

сингоний.
1 — ромбическая;
2 — моноклинная;
3 — триклинная

формы средних сингоний:

1 —гексагональная призма; 2

— тригональная призма; 3 — ромбоэдр;
4 — тетрагональная призма;
5 — гексагональная дипирамида;
6 — тригональная дипирамида;
7—тетрагональная дипирамида

формы состоят из одинаковых граней, имеющих симметричное расположение. Число типов

простых форм строго ограничено (47).
Второй тип кристаллов представляет собой комбинацию, состоящую из сочетания в одном кристалле нескольких простых форм (гексогональная пирамида).
Простые формы могут быть как замыкающие пространство целиком (закрытые формы), так и открытые, не замыкающие пространство со всех сторон. Очевидно, что простые формы у кристаллов не могут существовать изолированно, а обязательно должны входить в состав более сложных комбинаций.
Для определения числа простых форм, входящих в данную комбинацию, следует установить, сколько различных видов граней имеется у изучаемого кристалла.

— октаэдр; 3 — ромбический додекаэдр; 4 — пента-гондодекаэдр; 5

— тетрагонтриоктзэдр; 6 — тетраэдр

тела, при котором его частицы (молекулы) расположены беспорядочно. Аморфные вещества

изотропны (равновесны), их свойства во всех направлениях одинаковы.

например, малахит) и за счет механических примесей (аллохроматическая окраска -

горный хрусталь, аметист, морион, раухтопаз).

название они получили именно благодаря своей окраске: гематит - gematicos

- кровавый, альбит - albus - белый, рубин - ruber - красный, аурипигмент - auram - золотистый. Некоторые же минералы имеют непостоянный цвет: например, кальцит в зависимости от примесей может иметь белую, желтую, красноватую, зеленую, голубую, фиолетовую и даже черную окраску.
Наблюдать окраску необходимо на свежем изломе, так как за счет выветривания на куске минерала появляется тонкая пленка вторичных минералов, которая может отличаться от исходной.

и соответствующих разновидностей

Чтобы узнать окраску в порошке, достаточно определить цвет его черты,

т.е. провести куском минерала по неглазурованной фарфоровой пластин­ке (бисквиту). Черту дают не все минералы, а только минералы мягкие и средней твердости. Твердые минералы черты не дают, но могут царапать бисквит, создавая видимость черты. Можно считать, что минерал дает черту, если она стирается пальцем.

преломления (n).
Разделяют МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ и НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ блески.
Металлический блеск имеют минералы

с показателем преломления более 3. Такие минералы напоминают блеск свежего излома металлов, они непрозрачные и тяжелые.

(пирит FeS, галенит PbS), некоторые оксиды (пиролюзит МпО ).

потускневшего от времени металла; наблюдается у гематита (Fe2O3).
гематит

2,6. Различают следующие виды неметаллических блесков:
АЛМАЗНЫЙ (п = 2,6-1,9) -

сильный лучистый блеск (алмаз, самородная сера, цинковая обманка-сфалерит)

Смисоньевский музей естествознания)

кальцит, ортоклаз, большинство окислов, силикатов, карбонатов и галоидов);

счет того, что часть отражаемого света рассеивается) - тальк, нефелин,

сера;

опал

– халцедон, опал;

на плоскостях спайности (за счет интерференции) - кальцит, биотит;

- селенит (волокнистый гипс), асбест.

охры)

потока. Прозрачность зависит от физико-химических свойств вещества. По прозрачности все

минералы делят на:
ПРОЗРАЧНЫЕ (горный хрусталь, кальцит, аметист, топаз);

они называются ПРОСВЕЧИВАЮЩИМИ ПО ТОНКОМУ КРАЮ (халцедон, биотит, кварц, полевой

шпат).

величина преломления зависит от направления световых колебаний, поэтому входящие световые

лучи раздваиваются, и мы имеем двойное изображение.

минерала изменяется в широких пределах от 0,9 г/см3 (лед) до

23 г/см3 (группа осмистого иридия). Большинство минералов имеет плотность 2,5-4,0 г/см3, поэтому плотность может служить диагностическим признаком только для тяжелых минералов, содержащих свинец, вольфрам, барий. Все минералы по плотности делят на три группы:
- ЛЕГКИЕ (плотность менее 2,9 г/см3) - сера, гипс, полевой шпат,
кальцит, галит;
- СРЕДНИЕ (плотность 2,9-4,0 г/см3) - кварц, биотит, роговая
обманка, апатит, лимонит;
- ТЯЖЕЛЫЕ (плотность более 4,0 г/см3) - сфалерит, пирит, галенит.
Непрозрачные минералы с металлическим блеском обычно
тяжелые, а прозрачные со стеклянным блеском - сравнительно
легкие.

от структуры вещества: так, пирит FeS, кристаллизующийся в кубической сингонии,

имеет плотность 4,9-5,2 г/см3, а марказит FeS , кристаллизующийся в ромбической сингонии - 4,6-4,9 г/см3.
В лабораторных условиях плотность определяют пикнометрическим методом или в тяжелых жидкостях. В полевых условиях надо научиться определять плотность приблизительно (к какой группе относится), взвешивая кусок минерала на левой руке.

по определенным кристаллографическим направлениям на куски с образованием зеркальных поверхностей

- плоскостей спайности. У минералов различают следующие виды спайности:

ВЕСЬМА СОВЕРШЕННАЯ - минералы легко расщепляются на пластинки, чешуйки, листочки (гипс, слюда, сильвин);
СОВЕРШЕННАЯ - минерал раскалывается в определенном направлении (или в нескольких направлениях) с образованием ровных плоскостей. Совершенная спайность в одном направлении наблюдается у гипса, в двух направлениях - у ортоклаза, в трех направлениях -у кальцита, галита, в четырех - у флюорита, в шести - у сфалерита;
НЕСОВЕРШЕННАЯ - обнаруживается с трудом на обломках минерала, значительная часть обломков ограничена неправильными поверхностями излома (апатит, берилл, сера);
СПАЙНОСТЬ ОТСУТСТВУЕТ, если минерал раскалывается по случайным направлениям и дает неровные поверхности излома (кварц, пирит).

Следует отличать плоскости спайности от граней кристаллов, которые у кварца, например, выражены четко. У минералов зернистой структуры спайность наблюдается у каждого зерна в отдельности.

Минералы, обладающие спайностью, дают РОВНЫЙ излом (кальцит, галит).

похожий на внутреннюю поверхность раковины (опал, халцедон, обсидиан);

(лимонит, апатит);
ЗАНОЗИСТЫЙ - присущ минералам волокнистого сложения (асбест, волокнистый гипс-селенит,

иногда роговая обманка);

излома покрыта мелкими крючочками (самородные медь, золото,серебро).

поверхность испытываемого минерала царапанию острия (или степень истирания). Для определения

твердости минерала необходимо выбрать гладкую плоскость, без включений других минералов, провести по ней, слегка надавливая, острым углом другого минерала, сдуть порошок и убедиться, что осталась царапина.

Твердость измеряется в кг/мм2: например, тальк имеет твердость 2,4 кг/мм2, кварц - 1120 кг/мм2, алмаз - 10060 кг/мм2.

Для оценки относительной твердости существует набор минералов - шкала Мооса:

1-тальк [(Mg3(OH)2(Si4O10)];
2 - гипс CaSO4 * 2Н2О;
3 - кальцит СаСО3;
4 - флюорит CaF2 - плавиковый шпат;
5 - апатит [Са5(ОН,Р,С1)(РО4)з];
6 - ортоклаз [К(А1, Si3O8)] - полевой шпат;
7 - кварц SiO2;
8 - топаз Al(SiO2)(F,OH); »
9 - корунд А12О3;
10 - алмаз С.

ноготь - 2,5;
медная монета - 3;
стекло - 5,0-5,5;

острие железного гвоздя - 4;
острие перочинного ножа - 5,6-6,0; кварц - 7.

По твердости все минералы делят на 4 группы:
МЯГКИЕ - ноготь оставляет царапину на минерале, легко кро­шится ногтем (тальк, графит, гипс):
СРЕДНЕЙ ТВЕРДОСТИ - ноготь не оставляет царапины, а испытуемый минерал не царапает стекло, т.е. твердость составляет 2,5-5 (кальцит, халькопирит);
ТВЕРДЫЕ - оставляют царапину на стекле, но не оставляют на горном хрустале (кварце) - полевой шпат, гематит, халцедон;
ОЧЕНЬ ТВЕРДЫЕ - минерал оставляет царапину на горном хрустале (топаз, корунд, алмаз).

Твердость - это векторное свойство, т.е. зависит от направления и кристаллографического значения грани, которая подвергается испытанию. Например, у дистена (трехклинная сингония) в удлиненном направлении твердость 4,5, а в перпендикулярном - 6-7.

Аморфные и порошковатые разности многих минералов обладают ложными малыми твердостями (гематит в кристаллах - 6, а в виде красной охры - 1).

минералам. Выделяют следующие специфические свойст­ва:

ВКУС - имеют некоторые растворимые в

воде минералы (галит -соленый; сильвин - горько-соленый; мирабилит - холодящий соленый; квасцы - кислый);
МАГНЕТИЗМ - свойство отклонять магнитную стрелку компаса или притягиваться к магниту. Магнетизмом обладают минералы, содержащие Fe, Co, Ni (магнетит, пирротин, магнитный колчедан);
РАСТВОРИМОСТЬ в кислотах. Одно из важных свойств минералов группы карбонатов - растворимость в соляной кислоте. Малахит, кальцит вскипают от НСl на холоде; доломит (MgCO3, CaCO3) вскипает от НСl в измельченном состоянии; магнезит MgCO3 - при подогревании и кипячении. Сульфаты (внешне очень похожие на карбонаты) от соляной кислоты не вскипают;
ЗАПАХ - имеют не все минералы. Фосфориты при трении друг о друга дают запах жженой кости; янтарь, сера - характерный запах спичек; пирит, марказит при выбивании из минерала искры дают запах сероводорода; арсенопирит и другие мышьяковистые минералы -запах чеснока;
КОВКОСТЬ и ХРУПКОСТЬ. Ковкие минералы при ударе сплющиваются, при царапании остается блестящий след, порошки не дают. Хрупкие минералы при ударе рассыпаются, а при царапании дают порошок.

минерал. Скопления минералов в виде зерен или кристаллов могут иметь

следующие формы:
ЗЕМЛИСТЫЕ - напоминают рыхлую почву, растираются между пальцами (каолинит, охра);
ПЛОТНЫЕ - нельзя различить контуры отдельных зерен (халцедон, опал);

гипс, асбест);

чешуйки (слюды);

гипс, галенит);
Друза гипса

(самородная сера, серебро). Некоторые дендриты получаются при коагуляции коллоидов (оксиды

марганца и железа);

внутри; рост агрегатов осуществляет­ся от центра к периферии (фосфорит, марказит);
малахит
гематит

отчасти заполненные минеральным веществом, рост которого происходит от периферии к

центру (аметист, кальцит);

при испарении (кальцит, оксиды железа);

быть сцементированными или находиться в рыхлом состоянии (пиролюзит оолитовый, иногда боксит); НАЛЕТЫ.

ПРИМАЗКИ - тонкие пленки минералов гидроокислов железа встречаются на горном хрустале, примазки малахита - на медных породах; ВЫЦВЕТЫ - периодически появляющиеся отложения солей (легко растворимые сульфаты и хлориды) на поверхности сухих почв. Во влажные периоды они исчезают.