Реферат: Брестский государственный университет имени А. С. Пушкина М. А. Богдасаров, Н. Ф. Гречаник Геология определитель минералов и горных пород Брест 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Брестский государственный университет

имени А.С. Пушкина»


М.А. Богдасаров, Н.Ф. Гречаник


Геология


определитель минералов и горных пород


Брест 2010

УДК 551.1/.4

ББК 26.325.28(4Беи)

Б73


Рекомендовано редакционно-издательским советом

БрГУ имени А.С. Пушкина


Рецензенты:

декан факультета водоснабжения и гидромелиорации

Брестского государственного технического университета

доктор географических наук, профессор А.А. Волчек


доцент кафедры физической географии

Брестского государственного университета имени А.С. Пушкина

кандидат географических наук, доцент А.В. Грибко


^ Богдасаров, М.А., Гречаник, Н.Ф.

Б73 Геология [Текст] : определитель минералов и горных пород / М. А. Богдасаров, Н.Ф. Гречаник ; Брест. гос. ун-т. – Брест : БрГУ имени А.С. Пушкина, 2010. – 81 с. – Библиогр. : с. 81 (10 назв.). – 100 экз.

ISBN 985-473-144-8


Определитель минералов и горных пород составлен для студентов географического факультета в соответствии с программой предмета «Геология» для специальностей «1-02 04 05 География. Дополнительная специальность 1-02 04 05-01 География. Биология» и «1-02 04 05 География. Дополнительная специальность 1-02 04 05-03 География. Экономика» и ставит целью облегчить самостоятельную работу студентов с практическим материалом минералогических и петрографических коллекций при подготовке и проведении лабораторных занятий. Работа адресована преподавателям и студентам геолого-географических факультетов вузов, где изучается предмет «Геология».


Библиогр. 10 назв.


УДК 551.1/.4

ББК 26.325.28(4Беи)


© М.А. Богдасаров,

Н.Ф. Гречаник, 2010

© Издательство БрГУ

имени А.С. Пушкина, 2010

ISBN 985-473-144-8

ОГЛАВЛЕНИЕ


1 Минералы 6

1.1 Диагностические признаки минералов 7

1.1.1 Морфологические особенности 7

1.1.2 Физические свойства 10

1.2 Основы систематики минералов 13

1.2.1 Самородные минералы 16

1.2.2 Сульфиды и близкие к ним соединения 18

1.2.3 Галоидные соединения 21

1.2.4 Оксиды и гидрооксиды 22

1.2.5 Карбонаты 25

1.2.6 Сульфаты 28

1.2.7 Вольфраматы 28

1.2.8 Фосфаты 29

1.2.9 Силикаты 30

1.2.10 Органические соединения 37

2 Горные породы 39

2.1 Диагностические признаки горных пород 39

2.1.1 Особенности строения 39

2.1.2 Физические свойства 41

2.2 Основы систематики горных пород 42

2.2.1 Магматические горные породы 45

2.2.2 Осадочные горные породы 58

2.2.3 Вулканогенно-обломочные горные породы 78

2.2.4 Метаморфические горные породы 80

Литература 88



1 Минералы

Земная кора – объект изучения геологии, сложена плотными и рыхлыми агрегатами, называемыми горными породами (науки их изучающие – петрология (петрография) и литология). Из минералов состоят горные породы, они представляют собой природные химические соединения или самородные элементы, являющиеся продуктами различных физико-химических процессов, совершающихся внутри земной коры и на ее поверхности. Наука, занимающаяся изучением минералов, называется минералогией. Минералы входят в состав горных пород и подчинены им своим залеганием, иногда образуя в них отдельные самостоятельные залегания.

Общее число установленных на Земле минералов превышает 4000. Среди них лишь 20–30 минералов, главнейшие из которых – кварц, полевой шпат и роговая обманка, слагают свыше 99,5% земной коры, а остальные встречаются относительно редко. При этом большая часть известных минералов образуется в приповерхностных условиях, около 200 являются продуктами глубинных магматических процессов, а около 1000 связано с химическими реакциями, в которых участвуют нагретые подземные воды (гидротермальные растворы).

Данные природные образования могут иметь сложный или простой химический состав, скопления одного элемента называются самородными минералами. По своему агрегатному состоянию минералы подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Твердые минералы в большинстве своем являются телами кристаллическими (на их долю приходится около 98% известных минералов), хотя встречаются и некристаллические (опал, янтарь и др.). Особенности кристаллического строения минералов обуславливают их физические и химические свойства, а часто и форму нахождения минералов в природе. Поэтому изучение минералов невозможно без предварительного знакомства с основными понятиями по кристаллографии – науки о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества.

Минералы представляют собой природные химические соединения и характеризуются определенным составом, который может быть выражен химической формулой. Большинство минералов имеют кристаллическое строение, т.е. слагающие их атомы или ионы распределены строго закономерно, образуя кристаллическую решетку. Химический состав, строение кристаллической решетки и сила связей между атомами или ионами в решетке обусловливают индивидуальные физические свойства минерала, на основании которых часто можно определить минерал, не прибегая к более трудоемким исследованиям.

Методика определения минералов имеет свои особенности. Каждый минерал обладает определенным химическим составом и имеет характерное для него внутреннее строение. Эти важнейшие особенности обуславливают довольно постоянные и индивидуальные физические свойства минералов. Определяя минералы по внешним признакам, мы обращаем внимание, в первую очередь, на общее для всех минералов, а затем переходим к рассмотрению индивидуальных особенностей, а также характерных ассоциаций минералов-спутников.

К определению минералов рекомендуется подходить следующим образом. Внимательно прочитать вводный раздел и усвоить основные способы определения или оценки важнейших физических свойств минералов (удельного веса, цвета, блеска, твердости, спайности, излома). Научиться выполнять элементарные химические испытания, применяемые при определении карбонатов (реакция с соляной кислотой и реакции окрашивания) и некоторых других групп минералов.

Для определения образца неизвестного минерала нужно обратиться в первую очередь к ведущим физическим свойствам. Отыскав по совокупности этих свойств, установленных на определяемом образце, несколько подходящих минералов, следует далее прочитать их описания в тексте и с учетом специфических особенностей данного образца постараться сократить число минералов по возможности до одного.

В описаниях минералов сведены наиболее характерные отличительные особенности каждого минерала, что должно облегчить процесс определения. Большую помощь в определении минералов призвана оказать музейная минералогическая коллекция, однако полагаться только на нее невозможно. Необходимо сознавать, что в природе многие минералы представлены несколькими разновидностями: часто один и тот же минерал в разных месторождениях выглядит неодинаково.

^ 1.1 Диагностические признаки минералов

К важнейшим диагностическим признакам минералов относятся морфологические особенности, характеризующие форму выделений минералов; оптические свойства: прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск; механические свойства: спайность, излом, твердость, хрупкость; прочие физические свойства: удельный вес, вкус, запах, магнитность и пр.

^ 1.1.1 Морфологические особенности

Чаще всего минералы встречаются в природе в виде зерен неправильной формы. Хорошо образованные кристаллы более редки, их форма обычно является характерным диагностическим признаком. Разнообразие существующих форм кристаллов можно подразделить на три типа.

Изометричные – имеющие близкие размеры во всех направлениях: кубы (галенит, пирит), тетраэдры (сфалерит), октаэдры (магнетит, пирохлор), бипирамиды (циркон, касситерит), ромбододекаэдры (гранат), ромбоэдры (кальцит) и др., а также различные сочетания этих простых форм.

Вытянутые в одном направлении – призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волокнистые кристаллы (турмалин, берилл, пироксен, амфибол, рутил и др.).

Вытянутые в двух направлениях (уплощенные) – таблитчатые, пластинчатые, листоватые, чешуйчатые кристаллы (слюды, хлориты, молибденит, графит и т.д.).

В результате процесса метасоматического замещения или растворения с последующим заполнением пустот кристаллические формы, принадлежащие одному минералу, оказываются представленными другим минералом; подобные образования называются псевдоморфозами.

Штриховка. Помимо формы кристалла характерным свойством минерала, помогающим его диагностике, является штриховка на гранях: поперечная параллельная (кварц), продольная параллельная (турмалин, эпидот) либо пересекающаяся (магнетит).

В природе шире распространены не единичные кристаллы минерала, а различные их срастания, или агрегаты. Для многих минералов характерны определенным образом ориентированные закономерные двойниковые сростки двух или более кристаллов. Наиболее широко распространенные специфические формы минеральных агрегатов, срастаний и выделений, получившие особые названия, приводятся ниже.

Зернистые агрегаты. В зависимости от формы слагающих зерен различают собственно зернистые (состоящие из изометричных зерен), а также пластинчатые, листоватые, чешуйчатые, волокнистые, игольчатые, шестоватые и другие агрегаты. По величине зерен бывают агрегаты крупнозернистые – более 5 мм в поперечнике; среднезернистые – от 1 до 5 мм и мелкозернистые – с зернами менее 1 мм. Зернистыми агрегатами сложено, в частности, большинство изверженных и метаморфических горных пород, а также многие осадочные породы, некоторые типы сульфидных руд и др.

Друзы – сростки правильных, хорошо образованных кристаллов минералов на стенках пустот различной формы (трещин, каверн, «погребов», «занорышей», «пещер» и др.). В морфологическом отношении бывают весьма разнообразны: «щетки» кристаллов, «кристаллические корки» (мелкие тесно сросшиеся кристаллики, сплошь покрывающие стенки узких трещин), «гребенчатые» сростки и др. Друзы кристаллов типичны для пегматитов, некоторых типов гидротермальных жил и жил альпийского типа.

Секреции – выполнения пустот изометричной, часто округлой формы, отличающиеся концентрически-зональным строением. Внешние зоны секреций часто бывают выполнены аморфными или скрытокристаллическими минералами, а во внутренней их части сохраняется полость, на стенках которой нарастают друзы кристаллов или натечные агрегаты минералов. Мелкие секреции, встречающиеся в излившихся породах и туфах, называются миндалинами, крупные, особенно характерные для пегматитов и альпийских жил, – жеодами.

Конкреции – шарообразные или неправильной формы стяжения и желваки, образующиеся в рыхлых осадочных породах (илах, глинах, песках и др.). В отличие от секреций, конкреции разрастаются от какого-либо центра (обломочного зерна, органического остатка и т.д.), вокруг которого образуется сгусток коллоидального вещества, впоследствии раскристаллизованного. Конкреции характерны для фосфоритов, сидеритовых, марказитовых и других типов руд осадочного происхождения.

Оолиты – подобно конкрециям имеют сферическую форму, но величина их гораздо мельче: от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Они образуются путем наслоения коллоидального материала на песчинки и органические обломки, находящиеся в подвижных водных средах во взвешенном состоянии. Оолиты весьма характерны для некоторых известняков, осадочных железных и марганцевых руд, а также бокситов.

Натечные формы выделений минералов образуются на стенках различных пустот и полостей при медленном стекании растворов. К ним относятся известковые и ледяные сталактиты и сталагмиты пещер, по форме сходные с обычными ледяными сосульками, почковидные, гроздевидные выделения минералов в зонах окисления и выветривания рудных месторождений и др. Размеры и формы натечных образований могут быть самыми разнообразными: от долей миллиметра до громадных столбов (в больших пещерах). Натечные формы выделений характерны для многих гипергенных и низкотемпературных гидротермальных минералов: кальцита, арагонита, малахита, гематита, гидроокислов железа, марганца, опала, гипса, некоторых сульфидов, смитсонита и др.

Землистые массы – рыхлые, мягкие, мучнистые агрегаты аморфного или скрытокристаллического строения, сажистые (черного цвета) или охристые (желтого, бурого и других ярких цветов). Чаще всего образуются при химическом выветривании горных пород и в зоне окисления руд (например, руды марганца).

Налеты и примазки – тонкие пленки различных вторичных минералов, покрывающие поверхность кристаллов или пород. Таковы пленки лимонита на кристаллах горного хрусталя, примазки медной зелени по трещинам в горных породах, вмещающих сульфидные месторождения с минералами меди, и т.п.

Выцветы – периодически появляющиеся (в сухую погоду) и исчезающие (в дождливые периоды) рыхлые корочки, пленки, налеты, часто пушистые или моховидные, на поверхности сухих почв, руд и горных пород и по трещинам в них. Эти образования сложены чаще всего легкорастворимыми водными хлоридами, сульфатами разных металлов или же другими водно-растворимыми солями.

^ 1.1.2 Физические свойства

Оптические свойства. Прозрачность – свойство вещества пропускать свет. В зависимости от степени прозрачности все минералы делят на следующие группы: прозрачные – горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.; полупрозрачные – сфалерит, киноварь и др.; непрозрачные – пирит, магнетит, графит и др. Многие минералы, кажущиеся непрозрачными в крупных кристаллах, просвечивают в тонких осколках или краях зерен.

Цвет минералов – важнейший диагностический признак. Во многих случаях обусловлен внутренними свойствами минерала (идиохроматические окраски) и связан с вхождением в его состав элементов-хромофоров (Fe, Сг, Mn, Ni, Co и др.). Например, присутствие хрома обусловливает зеленую окраску уваровита и изумруда, присутствие марганца – розовую или сиреневую окраску лепидолита, турмалина или воробьевита. Природа окрашивания других минералов (дымчатый кварц, аметист, морион и др.) кроется в нарушении однородности строения их кристаллических решеток, в возникновении в них различных дефектов. В некоторых случаях окраска минерала может быть вызвана присутствием тончайших рассеянных механических примесей (аллохроматические окраски) – яшмы, агаты, авантюрин и др. Для обозначения окраски в минералогии распространен метод сравнения с окраской хорошо известных предметов или веществ, что отражается в названиях цветов: кроваво-красный, лазурно-синий, лимонно-желтый, яблочно-зеленый, шоколадно-коричневый и т.п. Эталонами можно считать названия цветов следующих минералов: фиолетовый – аметист, синий – азурит, зеленый – малахит, желтый – аурипигмент, красный – киноварь, бурый – лимонит, свинцово-серый – молибденит, железо-черный – магнетит, оловянно-белый – арсенопирит, латунно-желтый – халькопирит, металлически-золотистый – золото.

Цвет черты – цвет тонкого порошка минерала. Черту минерала можно получить при проведении испытуемым минералом по матовой неглазурованной поверхности фарфоровой пластинки (бисквита) или осколку такой же поверхности фарфоровой химической посуды. Это признак более постоянный по сравнению с окраской. В ряде случаев цвет черты совпадает с цветом самого минерала, но иногда наблюдается резкое различие: так, стально-серый гематит оставляет вишнево-красную черту, латунно-желтый пирит – черную и т.д.

Блеск зависит от показателя преломления минерала, т.е. величины, характеризующей разницу в скорости света при переходе его из воздушной в кристаллическую среду. Практически установлено, что минералы с показателем преломления 1,3–1,9 имеют стеклянный блеск (кварц, флюорит, кальцит, корунд, гранат и др.), с показателем 1,9–2,6 – алмазный блеск (циркон, касситерит, сфалерит, алмаз, рутил и др.). Полуметаллический блеск отвечает минералам с показателем преломления 2,6–3,0 (куприт, киноварь, гематит) и металлический – выше 3,0 (молибденит, антимонит, пирит, галенит, арсенопирит и др.). Блеск минерала зависит и от характера поверхности. Так, у минералов с параллельно-волокнистым строением наблюдается шелковистый блеск (асбест), полупрозрачные «слоистые» и пластинчатые минералы часто имеют перламутровый блеск (кальцит, альбит), непрозрачные или просвечивающие минералы, аморфные или характеризующиеся нарушенной структурой кристаллической решетки (метамиктные минералы) отличаются смолистым блеском (пирохлор).

^ Механические свойства. Спайность – свойство кристаллов раскалываться в определенных кристаллографических направлениях, обусловленное строением их кристаллических решеток. Так, кристаллы кальцита независимо от их внешней формы раскалываются всегда по спайности на ромбоэдры, а кубические кристаллы флюорита – на октаэдры.

Степень совершенства спайности различается в соответствии со следующей принятой шкалой:

Спайность весьма совершенная – кристалл легко расщепляется на тонкие листочки (слюда, хлорит, молибденит и др.).

Спайность совершенная – при ударе молотком получаются выколки по спайности; получить излом по другим направлениям трудно (кальцит, галенит, флюорит).

Спайность средняя – излом можно получить по всем направлениям, но на обломках минерала наряду с неровным изломом отчетливо наблюдаются и гладкие блестящие плоскости спайности (пироксены, скаполит).

Спайность несовершенная или отсутствует. Зерна подобных минералов ограничены неправильными поверхностями, за исключением граней их кристаллов.

Нередко разно ориентированные плоскости спайности в одном и том же минерале различаются по степени совершенства. Так, у гипса имеется три направления спайности: по одному – спайность весьма совершенная, по другому – средняя и по третьему – несовершенная. Трещины отдельности, в отличие от спайности, являются более грубыми и не вполне плоскими; чаще всего ориентированы поперек удлинения минералов.

Излом. У минералов с несовершенной спайностью существенную роль в диагностике играет излом – раковистый (кварц, пирохлор), занозистый (у самородных металлов), мелкораковистый (пирит, халькопирит, борнит), неровный и др.

Твердость, или степень сопротивления минерала внешнему механическому воздействию. Наиболее простой способ ее определения – царапанье одного минерала другим. Для оценки относительной твердости принята шкала Мооса, представленная 10 минералами, из которых каждый последующий царапает все предыдущие. За эталоны твердости приняты следующие минералы: тальк – 1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит – 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд – 9, алмаз – 10. При диагностике весьма удобно также употреблять для царапанья такие предметы, как медная (твердость 3,0–3,5) и стальная (5,5–6,0) игла, нож (5,5–6,0), стекло (5,0); мягкие минералы можно царапать ногтем (2,5).

Хрупкость, ковкость, упругость. Под хрупкостью в минералогической практике подразумевается свойство минерала крошиться при проведении черты ножом или иглой. Противоположное свойство – гладкий блестящий след от иглы (ножа) – свидетельствует о свойстве минерала деформироваться пластически. Ковкие минералы расплющиваются под ударом молотка в тонкую пластинку, упругие способны восстанавливать форму после снятия нагрузки (слюды, асбест).

^ Прочие свойства. Удельный вес может быть точно замерен в лабораторных условиях различными методами; приблизительное суждение об удельном весе минерала можно получить путем сопоставления его с распространенными минералами, удельный вес которых принимается за эталон. Все минералы можно разделить по удельному весу на три группы: легкие – с удельным весом меньше либо равным 2,9 (гипс, мусковит, сера, халцедон, янтарь и др.); средние – с удельным весом порядка 2,9–5,0 (апатит, биотит, сфалерит, топаз, флюорит и др.); тяжелые – с удельным весом больше 5,0 (арсенопирит, галенит, касситерит, киноварь и др.).

Магнитность. Некоторые минералы характеризуются ярко выраженными ферромагнитными свойствами, т.е. притягивают к себе мелкие железные предметы – опилки, булавки (магнетит, никелистое железо). Менее магнитные минералы (парамагнитные) притягиваются магнитом (пирротин) или электромагнитом; наконец, имеются минералы, которые отталкиваются магнитом, – диамагнитные (самородный висмут). Испытание на магнитность производится с помощью свободно вращающейся магнитной стрелки, к концам которой подносится испытуемый образец. Так как число минералов, обладающих отчетливыми магнитными свойствами, невелико, то этот признак имеет важное диагностическое значение для некоторых минералов (например, магнетита).

Радиоактивность. Способностью к самопроизвольному ά-, β-, γ-излучению характеризуются все минералы, содержащие в своем составе радиоактивные элементы – уран или торий. В породе радиоактивные минералы часто бывают окружены красными или бурыми каемками, и от зерен таких минералов, включенных в кварц, полевой шпат и др., расходятся радиальные трещинки. Радиоактивное излучение действует на фотобумагу.

Другие свойства. Для диагностики в полевых условиях имеют значение растворимость минералов в воде (хлориды) или кислотах и щелочах, частные химические реакции на отдельные элементы, окрашивание пламени (например, минералы, содержащие стронций, окрашивают пламя в красный цвет, натрий – в желтый). Некоторые минералы при ударе или разломе издают запах (так, арсенопирит и самородный мышьяк испускают характерный чесночный запах) и т.д. Отдельные минералы определяются на ощупь (например, тальк на ощупь жирный). Поваренная соль и другие солевые минералы легко узнаются на вкус.

^ 1.2 Основы систематики минералов

Современная минералогическая классификация рассматривает минералогию как «химию земной коры» (В.И. Вернадский), а минералы – как продукты природных химических реакций и основывается на важнейших, наиболее общих и существенных внутренних свойствах минералов – химическом составе и кристаллической структуре; поэтому она называется кристаллохимической. Единицей такой классификации является минеральный вид. В определении этого понятия ведущую роль играют строение кристаллической решетки и состав слагающих ее частиц (атомов, ионов).

Особыми минеральными видами (т.е. самостоятельными минералами) считаются в кристаллохимической классификации и соединения одинакового состава, но различного кристаллического строения. Сходные по составу и близкие по структуре минеральные виды объединяются в группы, последние – в подклассы или классы. Наконец, классы объединяются в типы, характеризующиеся определенным типом химической формулы.

Минералы, не имеющие кристаллического строения, так называемые аморфные, часто рассматриваются как структурные разновидности соответствующих по составу кристаллических видов (например, аморфный лимонит по отношению к гетиту). В других случаях подобные минералы выделяются в общей системе в особые группы (например, группа гидроокислов кремния в классе окислов и гидроокислов). Кроме того, в природе существуют соединения, систематика которых еще не до конца разработана, – это органические минералы, т.е. природные соединения углерода с водородом, серой, азотом, фосфором и др. В существующих классификациях все органические соединения собраны в один тип, включающий один класс, без дальнейшей детализации.

Конечно, не все классы минералов, занимающие принципиально одинаковое положение в систематической классификации, равноценны по роли, которую они играют в земной коре или в хозяйственной деятельности человека. Так, по своему количественному значению в составе земной коры силикаты и алюмосиликаты далеко превосходят все прочие классы минералов, вместе взятые; сульфиды по отношению к другим классам минералов отличаются максимальным числом промышленно ценных минеральных видов и т.д. Это необходимо учитывать, рассматривая приведенную ниже классификацию, с тем, чтобы правильно ориентироваться в обширном и разнообразном мире минералов земной коры.

Современный способ написания химических формул минералов по возможности отражает не только их элементарный состав, но и кристаллическую структуру; так, квадратными скобками в формулах выделяются атомы или группировки атомов (комплексные радикалы), определенным образом связанные друг с другом в кристаллической решетке, а в круглые скобки заключаются химические элементы, способные занимать место друг друга в кристаллической решетке (т.е. обладающие атомами или ионами примерно одинакового размера, близкими химическими свойствами).

Схема современной классификации минералов в общих чертах может быть представлена в следующем виде (A – катионы; X или [BXm] – анионы; n или m – число атомов в формуле):

Тип 1. A, An

Класс 1. Самородные элементы (простые вещества).

Тип 2. AnXm

Класс 2. Сульфиды и близкие к ним соединения (X = S, Se, Te, As).

Класс 3. Галоидные соединения (X = Cl, F, Br, J).

Класс 4. Оксиды и гидрооксиды (X = O, OH).

Тип 3. An [BXm] (X – обычно O, иногда с замещением на OH, F, Cl).

Класс 5. Карбонаты (B = C).

Класс 6. Сульфаты (B = S).

Класс 7. Вольфраматы (B = W).

Класс 8. Фосфаты (B = P).

Класс 9. Силикаты и алюмосиликаты (B = Si, Al).

Тип 4. Соединения C с H, N, S, P и др.

Класс 10. Органические соединения

Для некоторых классов (особенно силикатов) большую роль играет разделение на кристаллохимические подклассы, которое приведено ниже, при описании соответствующих классов. В пособие включены лишь те наиболее распространенные и практически важные минералы, которые хотя бы в отдельных случаях можно при некотором навыке определить по внешним признакам и физическим свойствам. Учитывая назначение издания, при описании минералов основное внимание уделяется внешним признакам, которые позволяют их диагностировать без применения точных (оптических, механических, рентгенографических, термических, химических и др.) методов исследования. Из свойств, требующих более сложных способов определения, указывается только отношение минералов к кислотам. Определенное место в описаниях уделено происхождению, важнейшим месторождениям, а также общим сведениям, касающимся практического использования минералов.

Для характеристики минералов принята единая схема описания:

Название минерала, формула.

Удельный вес. Сингония. Характер и формы выделения. Физические свойства (цвет, черта, прозрачность, блеск, твердость, хрупкость, спайность, излом). Прочие свойства. Разновидности.

Происхождение и месторождения.

Применение.

^ 1.2.1 Самородные минералы

В самородном состоянии в земной коре устанавливается свыше 30 химических элементов, главным образом металлов. Общее весовое значение их невелико и не превышает 0,1% массы земной коры. Однако число минеральных видов этого класса достигает 80, т.е. оно значительно больше числа элементов в них входящих.

^ Группа золота

1. Медь – Cu

Удельный вес 8,4–8,9. Сингония кубическая. Агрегаты: сплошные массы, плоские дендриты, моховидные выделения. Цвет медно-красный или коричневый, с зеленоватым или бурым оттенком. Черта медно-красная, металлическая. Непрозрачна. Блеск типичный металлический. Твердость 2,5–3,0. Очень ковка. Спайность отсутствует. Излом занозистый, крючковатый. Электропроводность очень высокая. Обычно химически чистая, иногда содержит примеси Au до 2–3%, Ag, Fe.

Происхождение и месторождения – в зоне окисления сульфидных месторождений, реже гидротермальное; США (Мичиган), Казахстан, Урал.

Применение – является составной частью медных руд, используется в электротехнике и т.д.

2. Серебро – Ag

Удельный вес 10,1–11,1. Сингония кубическая. Агрегаты: кристаллы редки, чаще встречается в виде пластин, дендритов, проволочных форм. Цвет серебряно-белый. Черта металлическая, блестящая. Непрозрачно. Блеск металлический. Твердость около 2,5. Очень ковко. Спайность отсутствует. Излом занозистый, крючковатый. Электропроводность наивысшая. Разновидности: кюстелит – примесь Au до 10%, медистое серебро, сурьмянистое серебро.

Происхождение и месторождения – в зоне окисления сульфидных месторождений, реже гидротермальное; Норвегия, Урал, Алтай, Казахстан, Восточная Сибирь.

Применение – в ювелирном деле, электротехнике, производстве физических и химических приборов и т.д.

3. Золото – Au

Удельный вес 15,6–18,3 (для чистого золота – 19,5). Сингония кубическая. Агрегаты: кристаллы встречаются редко, обычно неправильные формы зерен различного размера, встречаются крупные самородки. Цвет золотисто-желтый. Черта металлическая, желтая. Непрозрачно. Блеск металлический. Твердость 2,5–3,0. Ковко, тягуче. Спайность отсутствует. Излом крючковатый. Электропроводность высокая. В кислотах не растворяется. В химически чистом виде редко, обычно содержит примесь Ag (до 15%), Cu, Pd, Ir, Bi. Разновидности: медистое золото содержит Cu до 15%, порпецит – Pd до 10%.

Происхождение и месторождения – гидротермальное высокотемпературное и в зоне окисления сульфидных месторождений; Урал, Северо-Восточная Сибирь, ЮАР, запад США, Аляска, Канада.

Применение – основной валютный металл, ювелирная промышленность, физические и химические приборы.

^ Группа серы

4. Сера – S

Удельный вес 2,05–2,08. Сингония ромбическая. Агрегаты сплошные, землистые массы, натечные формы, налеты. Цвет желтый, бурый. Черты почти не дает, порошок слабо-желтый. В кристаллах просвечивает. Блеск на гранях алмазный, в изломе жирный. Твердость 1,0–2,0. Хрупка. Спайность несовершенная. Излом неровный. Имеет примеси Se, Te, As.

Происхождение и месторождения – вулканическое, при разложении сульфидов в зоне окисления рудных месторождений, биохимическим путем; Узбекистан, Туркменистан, Сицилия, США (Техас, Луизиана).

Применение – производство серной кислоты, в сельском хозяйстве, резиновая промышленность, в пиротехнике.

^ Группа углерода

5. Алмаз – C

Удельный вес – 3,47–3,56. Сингония кубическая. Размеры кристаллов варьируют от мельчайших до очень крупных. Крупнейшие кристаллы весили (в каратах): «Куллинан» – 3025, «Эксцельсиор» – 969,5, «Звезда Африки» – 502,5, «Виктория» – 457,0, «Орлов» – 199,6. Цвет чистый бесцветный, примеси SiO2, MgO, CaO, FeO, TiO дают голубой, желтый, бурый и другие цвета. Черты не дает. Прозрачный. Блеск сильный алмазный. Твердость 10,0. Абсолютная твердость в 1000 раз больше твердости кварца и в 150 раз – корунда. Хрупок. Спайность средняя. Излом неровный. Разновидности: борт – неправильной формы сростки, карбонадо – тонкозернистые пористые агрегаты черного цвета.

Происхождение и месторождения: магматическое в ультраосновных породах; ЮАР, Конго (Заир), Саха (Якутия), Бразилия, Индия.

Применение: ювелирное дело, для технических целей в различных отраслях обрабатывающей промышленности.

6. Графит – C

Удельный вес 2,09–2,23. Сингония гексагональная. Агрегаты тонкочешуйчатые. Цвет железно-черный до стально-серого. Черта черная. Непрозрачен. Блеск металловидный. Твердость 1,0. Жирен на ощупь. Спайность совершенная в одном направлении. Излом неровный. Электропроводность высокая.

Происхождение и месторождения – магматическое, пегматитовое, метаморфическое; Канада, Россия, Украина.

Применение – для изготовления тиглей, в литейном деле, производстве электродов, карандашей, смазок и т.д.

^ 1.2.2 Сульфиды и близкие к ним соединения

Относимые в этот класс минералы являются сернистыми, селенистыми, теллуристыми, мышьяковистыми и сурьмянистыми соединениями металлов. По В.И. Вернадскому они составляет 0,15% от веса земной коры. По численности минералов класс занимает второе место после силикатов, заключая в себе до 350 видов.

^ Группа галенита

1. Галенит – PbS (свинцовый блеск)

Удельный вес 7,6. Сингония кубическая. Агрегаты: кристаллы в друзовых пустотах, зернистые массы, вкрапления неправильной формы. Цвет свинцово-серый. Черта серовато-черная. Непрозрачен. Блеск металлический. Твердость 2,5. Спайность весьма совершенная. Разновидность – селенистый галенит.

Происхождение и месторождения – гидротермальное среднетемпературное, характерен парагенезис со сфалеритом; Северный Кавказ, Казахстан, Таджикистан, Забайкалье, США (Миссури, Колорадо).

Применение – главная свинцовая руда.

^ Группа сфалерита

2. Сфалерит – ZnS (цинковая обманка)

Удельный вес 4,0. Сингония кубическая. Агрегаты: сплошные массы с явно зернистой структурой, реже почковидные образования. Цвет черный, бурый, желтый и бесцветный. Черта белая или светло-желтая. Непрозрачен. Блеск алмазный. Твердость 3,0–4,0. Хрупок. Спайность весьма совершенная. Разновидности: марматит – черный, клейофан – бесцветный.

Происхождение и месторождения – постмагматическое от скарнового до гидротермального, характерен парагенезис с галенитом; Северный Кавказ, Таджикистан, Украина, Урал, Чехия, Швейцария, Испания.

Применение – главная цинковая руда.

3. Киноварь – HgS

Удельный вес 8,09. Сингония тригональная. Агрегаты: неправильные зерна, сплошные массы, порошковатые образования. Цвет красный иногда со свинцово-серой побежалостью. Черта красная. Полупрозрачна. Блеск сильный полуметаллический, алмазный. Твердость 2,0–2,5. Хрупка. Спайность довольно совершенная по двум направлениям. Разновидности: кубическая модификация HgS носит название метациннабарит.

Происхождение и месторождения – гидротермальное низкотемпературное; Испания, Украина, Кыргызстан, Таджикистан, Италия, Словения, Черногория, Горный Алтай, Чукотка, Китай, США (Калифорния, Невада).

Применение – единственная руда на ртуть.

^ Группа халькопирита

4. Халькопирит – CuFeS2 (медный колчедан)

Удельный вес 4,1–4,3. Сингония тетрагональная. Агрегаты: сплошные массы, неправильной формы вкрапления. Цвет латунно-желтый, часто с темно-желтой побежалостью. Черта черная с зеленоватым оттенком. Непрозрачен. Блеск сильный металлический. Твердость 3,0–4,0. Довольно хрупок. Спайность несовершенная. Излом неровный.

Происхождение и месторождения – магматогенное (в основных магмах), чаще гидротермальное (вместе с другими сульфидами); Урал, Закавказье, Хакасия, Казахстан, Чили, Конго (Заир), США (Юта).

Применение – главный источник меди.

^ Группа аурипигмента

5. Аурипигмент – As2S3

Удельный вес 3,4–3,5. Сингония моноклинная. Агрегаты: шестоватые, иногда гроздевидные и почкообразные массы с радиально-лучистым строением. Цвет лимонно-желтый, иногда с буроватым оттенком. Черта лимонно-желтая. Полупрозрачен. Блеск от алмазного до полуметаллического. Твердость 1,0–2,0. Спайность совершенная по одному направлению. Излом неровный.

Происхождение и месторождения – гидротермальное низкотемпературное, реже экзогенное; США (Невада, Юта), Македония, Киргизия.

Применение – для извлечения мышьяка, в химической промышленности, красильном и кожевенном деле.

^ Группа антимонита

6. Антимонит – Sb2S3 (сурьмяный блеск)

Удельный вес 4,6. Сингония ромбическая. Агрегаты: сплошные зернистые, радиально-лучистые, реже спутанно-волокнистые формы. Цвет свинцово-серый, иногда с темно-синеватой побежалостью. Черта свинцово-серая. Непрозрачен. Блеск металлический. Твердость 2,0–2,5. Хрупок. Спайность совершенная в одном направлении. Излом неровный.

Происхождение и месторождения – гидротермальное низкотемпературное; Красноярский край, Кыргызстан, Таджикистан, Украина, Китай, Япония, Турция.

Применение – главная руда на сурьму.

^ Группа молибденита

7. Молибденит – MoS2

Удельный вес 4,7–5,0. Сингония гексагональная. Агрегаты: листоватые или чешуйчатые образования. Цвет свинцово серый. Черта серая с зеленоватым оттенком. Непрозрачен. Блеск металлический. Твердость 1,0. Жирен на ощупь. Спайность весьма совершенная по одному направлению. Излом неровный.

Происхождение и месторождения – гидротермальное низкотемператур