Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
Для формирования кристаллической структуры минералов большое значение имеют физико-химические и термодинамические условия. В различных условиях из одного и того же вещества могут образовываться различные формы кристаллов. Так, кварц при высокой температуре кристаллизуется в гексагональную сингонию, а при более низкой —в тригональную. В качестве еще одного примера можно привести графит и алмаз, состоящие из чистого углерода. Графит—самый мягкий (твердость 1) минерал, образует таблитчатые кристаллы гексагональной сингонии, а алмаз — самый твердый минерал (твердость 10), относится к кубической сингонии. Рентгеноструктурные исследования показали, что это связано с различным расположением атомов (рис. 2.8).
Способность твердых веществ образовывать при одном химическом составе различные по строению кристаллические решетки и формы кристаллов называется полиморфизмом (греч. «поли-морфоз» — многоформенный, многообразный).
Кристаллы с характерным закономерным расположением ча-стиц являются телами анизотропными (неравносвойственными), в Них почти все физические свойства (теплопроводность, электро-
проводность, твердость, силы сцепления и др.) одинаковы в параллельных направлениях, но различны в непараллельных. В отличие от этого в аморфных твердых телах, характеризующихся* беспорядочным расположением составляющих их частиц, все физические свойства во всех направлениях одинаковы. Поэтому аморфные минералы называют изотропными (равносвойственными).
Происхождение минералов. По условиям происхождения минералы подразделяются на две крупные группы: 1) эндогенные (греч. «эндо» — внутри) минералы, связанные с процес-
Рис. 2.8. Структура алмаза (а) и графи- сами> ^ИСХОДЯЩИМИ BHy-
та J три земной коры и верхней
мантии, — магматизмом и метаморфизмом, и 2) экзогенные (греч. «экзо» — снаружи), или гипергенные (греч. «гипер» — над, сверху), минералы, образующиеся в верхней части земной коры и на ее поверхности в связи с экзогенными процессами — выветриванием и осаждением из водных растворов. Более подробно эндогенное и экзогенное минера-лообразование рассмотрено в главах, посвященных характеристике геодинамических процессов, и в пособии к лабораторным занятиям по курсу (Лебедева, 1986).
Классификация минералов. В настоящее время известно более 2500 природных минералов, не считая разновидностей, но только немногие из них (около 50) имеют значение в образовании горных пород, слагающих земную кору. Они называются породообразующими. Остальные минералы в горных породах встречаются в виде незначительных примесей и называются акцессорными минералами, или просто акцессориями (лат. «акцессориус» — дополнительный) .
Современная классификация минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре. Главнейшие породообразующие и рудные минералы, изучение которых входит в программу курса, объединяются в несколько классов.
1. Самородные элементы. В этот класс входят минералы, состоящие из одного химического элемента. Известно около 45 минералов этого класса, но в строении земной коры они составляют 0,1% по весу (по В. И. Вернадскому). К нему относятся: самородное золото, серебро, медь, платина, графит, алмаз, сера и др.
2. Сульфиды. Эти минералы представляют собой соединения различных элементов с серой. Они также имеют небольшое значение в строении земной коры, но включают ряд минералов — важнейших руд на свинец, медь, цинк, молибден и др. К ним относятся: пирит (серный колчедан) FeS2, халькопирит (медный кол-
чедан) CuFeS2, галенит (свинцовый блеск) PbS, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, молибденит (молибденовый блеск) MoS2, киноварь (кровь дракона, по-арабски) HgS и др.
3. Галоидные соединения. Минералы этого класса в химическом отношении представляют собой соли галоидно-водородных кислот. Наиболее распространены хлористые и фтористые соединения. К ним относятся галит (поваренная соль) NaCl', сильвин KCl, карналлит MgCl2KCl •6H2O и флюорит (плавиковый шпат) CaF2.
4. Окислы и гидроокислы. В этот класс объединены минералы — соединения различных элементов с кислородом (окислы) и соединения с кислородом и гидроксильной группой ОН (гидроокислы). Минералы этого класса подразделяются на две группы: 1) окислы и гидроокислы кремния (группа кварца) и 2) окислы и гидроокислы металлов. Кварц SiO2 — один из наиболее распространенных минералов в земной коре, составляющий по весу около 12% ее и входящий в состав почти всех генетических типов горных пород. Гидроокисел кремния представлен минералом, называемым опалом SiO2-^H2O.
В класс окислов и гидроокислов металлов входит ряд важнейших рудных минералов — магнетит (магнитный железняк) Fe-Fe2O4, гематит (железный блеск, или красный железняк) Fe2Os, корунд Al2O3, хромит (хромистый железняк) FeCr2O4, уранинит (черная двуокись урана) UO2; из гидроокислов — лимонит (бурый железняк) Fe2O3-^H2O, представляющий сложный минеральный агрегат близких по составу минералов гётита FeO-OH и гидро-гётита FeO-OH-HH2O; гидроокислы алюминия (составные части боксита) — гиббсит Al(OH)3, диаспор AlO(OH) и др.
