Зберігання овочів
Мінерали визначення класифікації. Мінерали та мінералогія

Мінерали визначення класифікації. Мінерали та мінералогія

Класифікація мінералів за хімічним складом виходить із хімічного складу та кристалічної будови

Так як кожен мінерал є певною хімічною сполукою з характерною структурою, сучасна класифікація мінералів виходить з хімічного складу і кристалічної будови. Існує десять класів мінералів: силікати, карбонати, оксиди, гідроокисли, сульфіди, сульфати, галоїди, фосфати, вольфрамати
та молібдати, самородні елементи.

Співвідношення між кількостями мінеральних видів за класами та їх вмістом у земній корі наводяться у таблиці -1. Як видно з цієї таблиці, найбільш поширені силікати та алюмосилікати, а також оксиди та карбонати, що майже 94% складають земну кору, що відповідає загальній поширеності хімічних елементів у природі (див. таблицю-2. Систематика всіх хімічних елементів земної кори за їх кількісною роллю у складі мінералів було проведено А.С.Поваренных (дивись таблицю-3).

Для найпоширеніших у природі мінералів класу силікатів широко використовується класифікація за структурними ознаками: острівні оливні, гранат, силіманіт, мелініт; кільцеві -берил; ланцюжкові-піроксени; стрічкові амфіболи, рогові обманки; листові-слюди, хлорити, каркасно-польові шпати, фельдшпатоїди. Характеристики основних породоутворюючих мінералів наводяться нижче.

Таблиця 1. Розподіл мінеральних видів між окремими класами мінералів та їх утримання у земній корі

Силікати. Найбільш численний та поширений клас мінералів. Для силікатів характерний складний хімічний склад
та ізоморфні заміщення одних елементів та комплексів елементів іншими. Спільним для всіх силікатів є наявність в аніонній групі
кремнекисневих тетраедрів 4 - у різних поєднаннях. Загальна кількість мінеральних видів силікатів близько 800. За поширеністю силікатів припадає понад 75% від усіх мінералів літосфери.

Силікати є найважливішими породоутворюючими мінералами, з яких складена основна маса гірських порід (польові шпати, слюди, рогова обманка, піроксени, олівін, хлорит, глинисті мінерали). Найпоширенішими у природі є мінерали групи польових шпатів.

2. Карбонати. Карбонати – солі вугільної кислоти. Це численна група мінералів, з яких багато хто має значне поширення. Найбільш широко вони поширені на земній поверхні та у верхній частині земної кори. Карбонати зустрічаються, в основному, в осадових та метаморфічних (мармур) гірських породах. Більшість карбонатів безводні і є прості з'єднання, головним чином Ca, Mg та Fe з комплексним аніоном 2-. Характерні представники класу карбонатів кальцит, доломіт, малахіт, сидерит, магнезит.

3-4.Окисли та гідроокисли. Окисли – сполуки елементів з киснем, у гідроокислах є також вода. У земній корі частку оксидів і гідроокислів припадає близько 17%. Найбільш поширеними мінералами цього класу є оксиди Si, Al, Fe, Mn, Ti, при цьому мінерал кварц SiO2 – найпоширеніший мінерал на землі (близько 12%). У кристалічних структурах мінералів класу оксидів катіони металів знаходяться в оточенні аніонів кисню О2-(в оксидах) або гідроксилу [ОН] 1-(в гідроокислах). Характерні представники: кварц, корунд, магнетит, гематит-окисли; лимоніт, боксит - гідроокисли.

Таблиця 2. Середня поширеність для перших десяти хімічних елементів у земній корі, % за масою та їх мінеральна продуктивність.

Таблиця-3. Середній склад Землі та земної кори, % за масою (за Беусом А.А, 1972 р.)

5.Сульфіди. Сірчистих та аналогічних їм мінералів налічується понад 200 видів, але загальний їх вміст у земній корі невеликий, близько 1%. З хімічної точки зору вони є похідними сірководню H2S. Походження сульфідів переважно гідротермальне, і навіть магматичне, рідко – екзогенне. Мінерали класу сульфідів утворюються, як правило, на глибині нижче межі проникнення в земну кору кисню атмосфери.

Потрапляючи в приповерхневу область, сульфіди руйнуються, крім того, реагуючи з водою та киснем, вони утворюють сірчану кислоту, яка агресивно впливає на гірські породи. Таким чином, сульфіди є шкідливою домішкою у природних будівельних матеріалах. Найбільшого поширення мають сульфіди заліза-пірит, халькопірит; інші представники
-галенить, сфалерит, кіновар.

6.Сульфати. Сульфати – солі сірчаної кислоти. Багато з них розчиняються у воді, оскільки є опадами морських або озерних солоних водойм. Деякі сульфати є продуктами зони окиснення; відомі сульфати та як продукти вулканічної діяльності. Перед сульфатів припадає 0,5% маси земної кори. Розрізняють безводні сульфати і водні, що містять крім загального для всіх аніонного комплексу2- також додаткові аніони (ОН)1-. Представники: барит, ангідрит - безводні, гіпс, мірабіліт - водні.

7.Галоїди. До цього класу відносяться фтористі, хлористі та дуже рідкісні бромисті та йодисті сполуки. Фтористі сполуки, здебільшого, пов'язані з магматичною діяльністю, вони є відгонами вулканів або продуктами гідротермальних процесів, іноді мають осадове походження. Хлористі сполуки Na, K та Mg переважно є хімічними опадами морів та озер та головними мінералами соляних родовищ. Галоїди становлять близько 0,5% маси земної кори. Типові представники: флюорит (плавиковий шпат), галіт (кам'яна сіль), сильвін, карналіт.

8.Фосфати. Мінерали цього класу є солі фосфорної кислоти; кристалічна структура цих мінералів характеризується наявністю аніонних комплексів [РО4] 3-. Переважно це рідкісні мінерали; Найбільш поширені мінерал-магматичного походження апатит і мають той же хімічний склад осадові біогенні фосфорити.

9. Вольфрамати та молібдати. Цей клас містить невелику кількість мінеральних видів; за складом мінерали відповідають солям
33 вольфрамової та молібденової кислот. Головні представники вольфраміт та шеєліт.

10. Самородні елементи. У самородному стані у природі відомо близько 40 хімічних елементів, але більшість їх зустрічається дуже рідко; загалом самородні елементи становлять близько 0,1% маси земної кори. У самородному стані зустрічаються метали - Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg; напівметали – As, Sb, Bi та неметали – S, C (алмаз та графіт).

РЕКОМЕНДУЄМО виконати перепис статті в соцмережах!

Кожна людина хоча б раз у житті бачила мінерали - продукти природних хімічних реакцій, що відбувалися всередині земної кори мільйони років тому. При цьому далеко не всі можуть розповісти про те, що таке мінерал і для чого він потрібен. У нашій статті буде детально розказано про типи мінеральних відкладень, а також способи їх використання.

Що таке мінерал?

Мінералами називають тверді неорганічні речовини природного походження. Вони мають кристалічну структуру, що і є основною їх відмінною особливістю. Деякі мінерали можуть бути штучним шляхом. Незалежно від походження вони матимуть низку корисних властивостей.

Чи існують рідкі мінерали? Якщо брати нормальні умови життя, то так. Це, наприклад, природна ртуть - самородна речовина, що має твердість тільки за низької температури. Деякі види льодів вчені також належать до мінералів. Однак воду до цієї групи не зараховують.

Питання про те, що таке мінерал, не до кінця вирішено й досі. Так, нечисленні фахівці відносять нафту, бітуми та асфальти до групи мінеральних речовин. Доцільність таких тверджень є сумнівною.

Типи мінералів

За Бауером і Ферсманом, хімікам кінця XIXстоліття, всі мінеральні породи поділяються на самоцвіти, органогенні камені та кольорові речовини. Така класифікація має такий своєрідний вигляд через глибоке переконання прагматичних академіків, що всі камені та мінерали призначені для виготовлення різних виробів – інструментів та прикрас.

Щоб краще розібратися в питанні про те, що являють собою мінеральні речовини, варто навести найпоширенішу наукову класифікацію. Згідно з структурно-хімічним принципом, мінерали діляться на породоутворюючі - складові більшість гірських порід, а також рідкісні, рудні та акцесорні (що не складають більше 5% від породи).

Самородний клас мінералів включає метали і металоїди. Рудні речовини утворюють більшу частину самородної групи. Акцесорні мінерали характеризуються особливою рідкістю.

Хімічна класифікація

Хімічна структура більшості мінералів приблизно однакова. В даний час прийнято поділ речовин на класи. Виходить така класифікація:

Силікати. Численний клас, що включає понад 800 різних мінеральних відкладень. Силікати становлять більшість метаморфічних та магматичних порід. Деякі мінерали тут відрізняються спільністю побудови та складу. Як приклад варто виділити піроксени, слюди, польові шпати, амфіболи, глинисті матеріали та багато іншого. Склад більшості силікатів називається алюмосилікатним.
Карбонати. До цього класу входить близько 80 мінеральних порід. Тут поширені доломіти, кальцити та магніти. Походженням зобов'язані окремим водяним розчинам. Руйнувані в кислотах.
Галоїди - група зі ста різних мінералів. Є легкорозчинними, утворюються з осадових порід. Найчастіша речовина – галіт.
Сульфіди - мінерали, що руйнуються у зоні вивітрювання. Типовим представником є пірит.
Сульфати. Мають світле забарвлення і невисокий рівень твердості. Найбільшого поширення набув гіпс.
Оксиди та гідроксиди. Складають близько 17% маси земної кори. Основні види - опали, лимоніти та кварці.

Таким чином, майже всі мінерали мають схожі ознаки, хоч і склад у речовин різний.

Різноманітність мінералів

Що таке мінерал? Відповісти це питання непросто. Слід враховувати, що у сьогоднішньому світі є понад 4 тис. різних типів підземних багатств. Мінерали щороку відкриваються та "закриваються". Наприклад, знайдене у гірських породах речовина одним своїм існуванням доводить неспроможність цілої класифікації, складеної вченими. Такі випадки – далеко не рідкість.

Фото силікатів представлено до вашої уваги нижче.

Слід враховувати, що 4 тис. мінералів – це не така вже й велика цифра. Якщо порівнювати її із загальною кількістю неорганічних сполук, то різниця буде очевидною: останніх міститься близько мільйона видів. Чим пояснюють геологи таке небагате розмаїття мінеральних багатств? По-перше, поширеністю елементів у Сонячної системи. На нашій планеті переважають кремній та кисень. Поєднання цих речовин призводить до появи силікатів - переважної мінеральної групи Землі. З іншого боку, мінерали такі розсіяні, що пошуки нових елементів буде справою ще кількох сотень поколінь. Друга причина обмеженості мінералів – це нестійкість більшості хімічних сполук.

Походження мінералів

Вчені називають три основні шляхи походження гірських мінералів. Перший варіант називається ендогенним. Підземні розпечені сплави, які прийнято називати магматичною речовиною, впроваджуються в земну кору, а потім застигають там. Сама магма утворюється внаслідок виверження вулканів. Вона проходить три стадії: із розпеченого стану магма стає твердою – це результат пегматитових процесів. Після цього вона остаточно застигає. Це наслідок постмагматичних процесів.

Існує також екзогенний варіант походження мінералів. В даному випадку відбувається фізичне та хімічне розкладання речовин. Одночасно формуються нові утворення, що мають велику поступливість до середовища. Простий приклад: внаслідок вивітрювання ендогенного матеріалу утворюються кристали.

Останній спосіб походження мінералів має метаморфічний характер. Усі речовини змінюватимуться під впливом певних умов - незалежно від варіантів утворення гірських порід. По суті, змінюється початковий зразок - він набуває нових властивостей та елементів складу.

Властивості мінералів

Найважливішою властивістю будь-якої мінеральної освіти є кристалохімічної структури. Всі інші ознаки порід, що розглядаються, випливають саме звідси.

На сьогоднішній день розроблено єдину класифікацію діагностичних ознак, властивих мінеральним речовинам. Тут слід виділити твердість, яка визначається за шкалою Мооса, а також колір, блиск, злам, спайність, магнітність, крихкість і втеча. Кожна властивість цих порід буде докладно вивчена далі.

Поняття твердості

Що таке твердість? Існує кілька визначень цього поняття. Найбільш поширений опис характеризує твердість як рівень опору певного тіла, що дряпає, здавлює або ріжучому впливу. Рівень жорсткості визначається за шкалою Мосса. У ній підібрані спеціальні гірські породи, кожна з яких характеризується здатністю дряпати поверхні гострим кінцем. Мосс становив десятку з найпоширеніших елементів. Найбільш м'яким матеріалом тут є тальк та гіпс. Як відомо, гіпс, потрапляючи у воду, збільшується до 30%. Найтвердіший тип і порода мінералу – це алмаз.

Проведення речовиною по склу повинно залишати подряпини різної глибини. Сам факт існування подряпини вже надає мінералу як мінімум п'ятий клас із десяти. Найкращі тверді речовинизустрічаються у групах мінералів, що мають неметалевий блиск. Саме блиск є другим важливим властивістюмінералів, і він безпосередньо взаємопов'язаний із твердістю.

Блиск

Рівень блиску металів перевіряється за рахунок відбиття від них променів сонця. Існує два рівні блиску - металевий та неметалічний. До першої групи належать породи, що дають при різьбленні по склу чорну межу. Такі речовини непрозорі навіть у дуже тонких уламках. До видів підземних мінералів з неметалевим блиском відносять графіт, магнетит, вугілля та інші речовини. Всі вони погано відбиваються на сонці і дають темну межу. Невелику частину матеріалів з металевим відблиском становлять речовини, що дають кольорову межу: зелену (золото), червону (мідь), білу (срібло) і т.д.

Мінерали з металевим блиском краще відбивають сонячне світло. Самі по собі вони мають високу твердість. Особливе місце тут займає руда.

Колір

Колір, на відміну від твердості та блиску, не є постійною ознакою для більшості мінералів. Так, твердість чи блиск згодом залишаються незмінними. Забарвлення змінюється залежно від умов зберігання. Як приклади мінералів, що рідко змінюють свій колір, слід виділити малахіт, який ніколи не змінить свого зеленого кольору, і золото, що завжди залишається жовтим.

Фото малахіту ви можете побачити нижче.

Колір змінюється від стану мінералу. Наприклад, у геології поширене поняття кольору риси. Мінерал, подряпаний скляну поверхню, залишає за собою невелику кількість порошку, який і утворює собою межу. Колір такого порошку часто відрізняється від природного забарвлення каменю. Вся справа у складі мінералу: до нього може входити кальцит, який змінює забарвлення в залежності від кількості та способу змішування з іншими речовинами.

Злам і спайність

Під спайністю розуміється властивість мінералу розщеплюватися або розколюватись у певному напрямку. Так, після розлому найчастіше утворюється гладка блискуча поверхня. Щоб досягти такого результату, потрібно розщеплювати мінерал по певній лінії. Існує п'ять градацій спайності:

Діагностичною ознакою для багатьох мінералів є наявність відразу кількох напрямків спайності. За підсумками розщеплення мінерал має злами, який також має певні властивості. Так, вчені виділяють п'ять типів зламу:

раковистий - схожий на раковину;
занозистий - для зламу характерні волокнистості або матеріали волокнистого вмісту;
нерівний – наявність недосконалої спайності (наприклад, у апатиту);
ступінчастий – за результатами спайності утворюється майже ідеально гладка поверхня (місцями може мати, однак, нерівності у вигляді сходів);
рівний - на поверхні мінералу за результатами спаювання відсутні якісь помітні вигини або нерівності.

Існує й низка інших ознак, якими можна визначати мінерали. Це, наприклад, втеча - наявність тонкої кольорової плівки, що утворюється на речовині за результатами вивітрювання або окислення. Також слід виділити крихкість, що вказує на міцність мінералу, та магнітність, що характеризується вмістом двовалентного заліза.

Мінерали у промисловості

У яких сферах громадської діяльностічи застосовуються мінерали? Це будівництво, металургія та хімічне виробництво.

Будівельні матеріали нерідко розбавляються певними мінералами, що дозволяє відрегулювати міцність та якість речовини. У хімічній промисловості присутність елементів, що розглядаються, також не є рідкістю. Мінеральні компоненти використовують у косметичній, медичній та харчовій сферах. Наприклад, в аптеках представлено чимало препаратів, що включають вітаміни і мінерали. Ці два компоненти добре взаємодіють, доповнюють один одного. Вони сприяють зміцненню здоров'я людей та поліпшенню їхнього зовнішнього вигляду.

Видобуток та вивчення мінералів завжди вважалися важливими та актуальними заняттями. Необхідно всіляко підтримувати проведення наукових досліджень у галузі геології, а також активно застосовувати вітаміни та мінерали у повсякденному житті.

Класифікація мінералів побудована за хімічним складом:

1. Самородні елементи: сірка, графіт.

2. Сульфіди: пірит.

3. Оксиди та гідроксиди: кварц, опал, лимоніт.

4. Карбонати: кальцит, доломіт, магнезит;

5. Сульфати: гіпс, ангідрит;

6. Галоїди: галіт;

7. Силікати: олівін, піроксени (авгіт), амфіболи (рогова обманка), каолініт, слюди (мусковіт, біотит), польові шпати (альбіт, ортоклаз, мікроклін, лабрадор).

Кожен мінерал має властиві тільки йому фізичні властивості. Більшість мінералів мають кристалічну будову, тобто. елементи їх складові, розташовані у просторі суворо впорядковано, утворюючи кристалічну решітку.

Аморфні мінерали на відміну від кристалічних не мають закономірної внутрішньої будови (опал, магнезит аморфний), являють собою однорідну масу, схожу на пластилін, кістку.

Вивчення мінералів можна вести макроскопічним методом. Для точнішого вивчення застосовуються мікроскопічні дослідження.

Макроскопічний метод заснований на вивченні зовнішніх ознак мінералів. До таких ознак належать морфологічний образ та фізичні властивості мінералів.

Зовнішній вигляд мінералів:

1. Іноді мінерали зустрічаються у вигляді одиночних правильних багатогранників. Їх називають кристалами (кварц, гіпс, кальцит).

2. Сімейства кристалів, зрощених основами, утворюють друзи та щітки (кальцит, кварц).

3. Найчастіше мінерали зустрічаються у вигляді зернистих агрегатів, маса яких складається з дрібних зерен неправильної форми.

4. Якщо зерна мають певну геометричну форму, то утворюються: а) голчасті, шістуваті, призматичні; зерна витягнуті в одному напрямку (рогова обманка); б) пластинчасті, листуваті - витягнуті у двох напрямках (слюда, гіпс).

5. Конкреції - сферичні зростки зерен зі шкаралупуватим або радіально-променистим будовою.

6. Жеоди – скупчення зерен на стінах порожнин у гірських породах. Зростання мінералів походить від стінок до центру порожнечі.

Фізичні властивості мінералів

Вивчення фізичних властивостейдозволяє розпізнавати мінерали. Найбільш характерні властивості для кожного мінералу називаються діагностичними.

Колір мінералів дуже різноманітний. Деякі мінерали бувають різних кольорів (кварц – молочний, водяно-прозорий, димчастий). Для інших мінералів колір – постійна властивість і може бути діагностикою (сірка – жовта). Є мінерали, які змінюють свій колір виходячи з освітлення. Наприклад, лабрадор при повороті на світлі відсвічує синім, зеленим кольором. Цю властивість називають іризацією.

Колір риси - це колір мінералу в порошку. Деякі мінерали мають у порошку інший колір, ніж у шматку (пірит – солом'яно-жовтий, риса – буро-чорна).

Блиск має бути металевим (пірит), напівметалевим (блиск потьмянілого металу – графіт) та неметалевим (скляний, жирний перламутровий, матовий – кварц, сірка, слюда, каолін).

Спайність – здатність мінералів розколюватися за певними напрямками з утворенням рівних полірованих площин. Буває досконала спайність – мінерал легко розщеплюється на листочки (слюда); досконала спайність – мінерал розколюється при слабкому ударі молотком на геометричні правильні форми (кальцит); середня спайність – при розколі утворюються площини, як рівні, і нерівні поверхні (польові шпати); недосконала спайність - площини спайності практично не виявляються (кварц, сірка). Злам мінералів, що мають недосконалу спайність завжди або нерівний, або раковистий (кварц).

Твердість - це ступінь опору мінералу зовнішнім механічним впливам. Для визначення твердості прийнята шкала Моосу, в якій використовуються мінерали з відомою та постійною твердістю (таблиця 1).

Шкала твердості Моосу

Таблиця 1 -

Послідовність дій при визначенні твердості мінералів: мінералом креслять по склу (тв. 5). Якщо залишається подряпина на склі, то твердість мінералу дорівнює або більше 5. Тоді використовують еталонні мінерали з твердістю більше 5. Наприклад, якщо випробуваний мінерал залишає подряпину на еталоні з твердістю 6, а при дряпанні його кварцом виходить глибока подряпина, то його твердість 6,5.

Варто сказати, що для деяких мінералів характерні особливі, тільки їм властиві властивості. Так карбонати вступають у реакцію з соляною кислотою (у шматку «скипає» кальцит, в порошку – доломіт, у гарячій кислоті – магнезит).

Галоїди мають характерний смак (галіт – солоний).

Мінерали характеризуються різною стійкістю до вивітрювання. Одні мінерали руйнуються фізично, утворюючи уламки, інші мінерали зазнають хімічних перетворень, перетворюючись на інші з'єднання (таблиця 2).

Стійкість мінералів до вивітрювання

Таблиця 2

Група за ступенем стійкості	Найменування мінералів	Характер змін
Найбільш стійкі, нерозчинні	Кварц Мусковіт Лімоніт	Фізичне подрібнення без зміни хімічного складу
Середньостійкі, нерозчинні	Ортолаз Альбіт Авгіт Рогова обманка	Фізична руйнація та гідроліз: утворюються вторинні мінерали: каолініт, лимоніт, опал
Менш стійкі, нерозчинні	Лабрадор Біотіт	Те саме, але процес протікає інтенсивніше
Слабостійкі, нерозчинні	Піріт Олівін	Окислення: утворюється лимоніт та сірчана кислота Окислення: утворюється серпентин, хлорит, магнезит
Слаборозчинні	Доломіт Кальцит	Фізичне подрібнення та розчинення
Середньорозчинні	Ангідрит Гіпс	Розчинення, гідратація, дегідратація
Сильнорозчинні	Галіт	Інтенсивне розчинення, пластичний перебіг при тривалій дії односторонньої дії

Методика визначення мінералів.

Для виконання практичної роботи вкрай важливо користуватися визначником мінералів.

Послідовність виконання роботи:

1. Визначити вигляд зерен агрегату мінералу.

2. Визначити колір мінералу, якщо мінерал темного кольору, то провести мінералом по фарфоровій пластинці для визначення кольору риси (порошку).

3. Визначити блиск мінералу.

4. Для визначення інтервалу твердості провести мінералом по склу.

5. Мінерали середньої твердості (3-3,5) потрібно перевірити на реакцію з

10%-ним розчином соляної кислоти.

6. Спробувати знайти на зразку рівні поліровані грані - н. визначити спайність.

7. За набором ознак у визначнику знайти назву та склад мінералу.

8. Відзначити до складу якихось гірських порід входить даний мінерал.

Дані по мінералам внести до таблиці 3.

Характеристика породоутворюючих мінералів

Таблиця 3

Список мінералів для вивчення:

1. Самородні елементи: графіт, сірка.

2. Сульфіди: пірит.

3. Оксиди та гідроксиди: кварц, халцедон, опал, лимоніт.

4. Галогеніди: галіт, сильвін.

5. Карбонати: кальцит, доломіт, магнезит.

6. Сульфати: гіпс, ангідрит.

7. Силікати: олівін, гранат, авгіт, рогова обманка, тальк, серпентин, каолін, слюди, хлорит, ортоклаз, мікроклін, альбіт, нефелін.

Контрольні питання

1. Що таке мінерали?

2. Які мінерали називаються породоутворюючими?

3. У якому вигляді зустрічаються мінерали?

4. Для яких мінералів колір є діагностикою?

5. Що таке колір риси, приклади?

6. Який буває блиск у мінералів?

7. Як визначається твердість мінералів?

8. Що таке спайність?

9. Які мінерали можуть розчинятися у воді?

10. Які мінерали набухають?

11. Що таке гідратація та дегідратація?

12. Які мінерали найстійкіші до вивітрювання?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Павлінов В.М. та ін.
Розміщено на реф.

геології. - М.: Надра, 1988. c. 5-7, 11-49.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ВИВЧЕННЯ МАГМАТИЧНИХ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Мета роботи: набути навички у визначенні магматичних гірських порід. Вивчити інженерно-будівельні характеристики магматичних гірських порід та їх застосування у будівництві.

Обладнання: навчальна колекція магматичних порід, лупи,

шкала Моос.

Загальні відомостіпро гірські породи.

Гірськими породами називають самостійні геологічні тіла, що складаються з одного або декількох мінералів більш менш постійного складу і будови.

За способом та умовами освіти всі породи діляться на магматичні, осадові та метаморфічні.

Мінерологічний склад гірських порід різний. Вони можуть складатися з одного (мономінеральні) або декількох мінералів (полімеральні).

Внутрішня будова гірських порід, характеризується їхньою структурою та текстурою.

Структура - це будова породи, обумовлене формою, розмірами та взаємовідносинами її складових частин.

Текстура породи визначає розподіл її складових частин у просторі.

Усі гірські породи класифікуються за умовами освіти на магматичні, осадові та метаморфічні породи.

Умови утворення магматичних гірських порід.

Магматичні гірські породи утворюються внаслідок остигання магми. Магма - це кам'яний розплав силікатного складу, що утворюється на великих глибину надрах Землі. Магма може остигати в глибині земної кори під покривом порід, що вийшов, і на поверхні або поблизу поверхні Землі. У першому випадку процес охолодження протікає повільно, і вся магма встигає розкристалізуватися. Структури таких глибинних порід повнокристалічні, зернисті.

При швидкому піднятті магми на поверхню землі температура її падає швидко, від магми відокремлюються гази та пари води. У цьому випадку породи або повністю не розкристалізовані (скловата структура), або розкристалізовані частково (напівкристалічна структура).

Глибинні породи називають інтрузивними. Їхні структури бувають: дрібнозерниста (зерна<0,5 мм), среднезернистая (размер зерен 0,5-1 мм), крупнозернистая (от 1 до 5 мм), гигантозернистая (>5 мм), нерівномірнозерниста (порфіроподібна).

Породи, що вилилися, називають ефузійними. Їхні структури – порфірова (у прихованокристалічній масі виділяються окремі великі кристали), афанітова (щільна прихована зерниста маса), скловата (порода майже повністю складається з нерозкристалізованої маси – скла).

Текстури магматичних порід: інтрузивні породи майже завжди масивні. В ефузійних породах поряд з масивною текстурою зустрічаються пористі та пухирчасті.

Фізико-хімічні умови утворення порід на глибині та на поверхні різко різні. З цієї причини з магми одного і того ж складу в глибинних і поверхневих умовах утворюються різні породи. Кожній інтрузивній породі відповідає певна порода, що вилилася.

Поряд із класифікацією магматичних порід за умовами залягання, їх класифікують за хімічним складом виходячи із вмісту кремнекислоти SiO 2 (таблиця 4).

Класифікація магматичних порід.

Таблиця 4

Склад породи	Породи інтрузивні (глибинні)	Породи ефузивні (вилився)
хімічний	мін ералогічний
Кислі SiO 2 > 65%	Кварц, польовий шпат, слюда	Граніт	Ліпарит, пемза, кварцовий порфір, обсидіан
Середні SiO 2 (65-52%)	Калієвий польовий шпат, плагіоклаз, рогова обманка Плагіоклаз, рогова обманка	Сієніт Діоріт	Трахіт, ортофір Андезит, андезитовий порфірит
Основні SiO 2 = 52-40%	Плагіоклаз, піроксен Плагіоклаз	Габбро Лабрадорит	Базальт, діабаз
Ультраосновні SiO 2< 40 %	Олівін Олівін, піроксен Піроксен	Дуніт Перідотіт Піроксеніт

Інженерно-будівельна характеристика магматичних гірських порід.

Всі магматичні гірські породи мають високу міцність, що значно перевищує навантаження, можливі в інженерно-будівельній практиці, нерозчинні у воді та практично водонепроникні (крім тріщинуватих різниць). Завдяки цьому вони широко використовуються як підстави відповідальних споруд (греблів). Ускладнення при будівництві на магматичних породах виникають у тому випадку, якщо вони тріщинуваті і вивітрені: це призводить до зменшення щільності, підвищення водопроникності, що значно погіршує їх інженерно-будівельні властивості.

Застосування у будівництві.

Інтрузивні магматичні породи, такі як граніт, сієніт, діорит, габро, лабрадорит застосовуються як облицювальний матеріал.

Базальти та діабази застосовуються для кам'яного лиття як бруківка для мощення вулиць, мінеральної вати.

Ультраосновні породи використовуються як вогнетривка сировина. Пемза застосовується як полірувальний та абразивний матеріал. Обсидіан використовується як камінь виробу. Широко використовуються магматичні породи як бутовий камінь і щебені.

Методика визначення магматичних порід.

При встановленні типу виверженої породи вкрай важливо насамперед дізнатися, чи належить вона до інтрузивних або ефузивних. Інтрузивні породи мають повнокристалічну структуру – мінерали видно неозброєним оком, і вся маса породи є агрегатом кристалічних зерен. У ефузійних породах лише частина речовини (порфірові вкрапленники) придбала кристалічну структуру, а вся решта маси складається з речовини, зерниста будова якої невиразна.

Наступний етап – визначення мінерального складу. Кислі та середні гірські породи пофарбовані в сірі тони, основні та ультраосновні породи – у темні та чорні. Кварц у значних кількостях спостерігається лише у кислих породах. Сієніти та діорити позбавлені кварцу, у діориті міститься до 30% рогової обманки.

Ліпарити, трахіти та андезити розрізняються по мінералах вкрапленників: у трахітах вони представлені калієвим польовим шпатом, в андезитах – плагіоклазом і роговою обманкою, у ліпаритах – кварцем і польовим шпатом.

Габро та ультраосновні породи пофарбовані у темні кольори. У габро світлі зерна представлені плагіоклазом, ультраосновні породи складаються тільки з темнокольорових мінералів.

Визначити зовнішні ознаки магматичних гірських порід, які перебувають у навчальній колекції та описати їх у зошиті за планом:

1. Назва породи.

2. Група за змістом SiO2.

3. Група за способом освіти.

4. Структура.

5. Текстура.

7. Мінеральний склад.

Контрольні питання.

1. Що прийнято називати гірською породою?

2. Як класифікуються гірські породи?

3. Що таке структура?

4. Які структури притаманні магматичних порід?

5. Що таке текстура?

6. Які текстури притаманні магматичних порід?

7. Як утворюються магматичні породи?

8. Чим відрізняються інтрузивні від ефузійних порід?

9. Як класифікуються магматичні гірські породи за змістом SiO2?

10. Назвати аналоги гранітів, сієнітів, діоритів, габро.

11. Які інженерно-геологічні характеристики магматичних порід?

12. Як застосовуються у будівництві магматичні породи?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Павлінов В.М. та ін.
Розміщено на реф.
Посібник до лабораторних занять із загальної

геології.-М.: Надра, 1988. c. 50-64.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

ВИВЧЕННЯ ОБЛОГОВИХ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Мета роботи: набути навичок у визначенні осадових гірських порід. Вивчити інженерно-будівельні характеристики осадових гірських порід. Вивчити застосування осадових порід у будівництві.

Обладнання: навчальна колекція осадових порід,

розчин 10% соляної кислоти, лупи.

Умови утворення осадових порід

Осадові гірські породи утворюються у поверхневій зоні земної кори за умов невисоких температур та тисків.

Процеси вивітрювання призводять до руйнування первинних гірських порід. Продукти руйнування переміщуються переважно водними потоками і, відкладаючись, поступово утворюють осадові породи.

За способом утворення мінеральної речовини осадові породи поділяються на уламкові, хемогенні та органогенні.

Уламкові породи утворюються з уламків зруйнованих порід, найчастіше вони накопичуються як морські опади.

Класифікація уламкових порід заснована на: 1) величині уламків; 2) ступеня їх окатанності (окатані та неокатані) та 3) наявності або відсутності цементу (пухкі та зцементовані) (таблиця 5).

Класифікація уламкових порід.

Таблиця 5

Група порід	Розміри уламків, мм	Пухкі породи	Сцементовані породи
окатані	неокатані	окатані	неокатані
Грубоуламкові (псефіти)	> 200 200-10 10-2	Валуни Галька, галечник Гравій	Глиби Щебінь Дресва	Конгломерати валунні Конгломерати галькові Конгломерати гравійні	Глибові брекчії Брекчії
Піщані (псаміти)	2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1	Піски Грубозернисті Крупнозернисті Середньозернисті Дрібнозернисті	Пісковики Грубозернисті Крупнозернисті Середньозернисті Дрібнозернисті
Алеврити	0,1-0,01	Алеврити (ліси, суглинки, супіски)	Алевроліти
Пеліти	< 0,01	Глини	Аргіліти

Структури уламкових порід – уламкові, що розрізняються за формою та розмірами уламків (наприклад, грубоуламкова, окатана). У глинистих породах – пелітові.

Текстури часто бувають шаруваті, пухкі.

Грубоуламкові породи та піски мають широке поширення, характеризуються високою пористістю та водопроникністю, зазвичай насичені підземними водами. Шкідливими домішками в пісках є оксиди заліза, гіпс, слюди, глинисті частинки. Під навантаженням ці породи зазвичай не ущільнюються. При землетрусах ці породи можуть розріджуватися.

У пісках переважають найбільш стійкі мінерали: кварц, слюди.

Глинисті породи характеризуються високою пористістю (до 90%), вологістю, пластичністю, липкістю, набуханням, усадкою. Зі збільшенням вологості їхня міцність різко знижується, вони можуть перейти в плинний стан. Незважаючи на високу пористість, їхня водопроникність незначна, так як пористість сформована замкнутими мікропорами. Глини у складі містять понад 30 % глинистих частинок (каолініт). Решта припадає на частку пилуватих та піщаних частинок.

Лісові породи належать до дуже поширених порід біля Казахстану. Ці полімерні породи, що складаються з пилуватих частинок кварцу, польових шпатів, кальциту, слюд. Характерними ознакамилесів є їх низька водоміцність, вони швидко розмокають і розмиваються, а також здатні до просідання. Вона виявляється у здатності лесів зменшувати свій обсяг при зволоженні.

Алевроліти і аргіліти утворюються при «кам'янінні» піщано-пилуватих і глинистих порід. Ці породи шаруваті, легко вивітрюються, іноді розмокають у воді.

Хемогенні породи утворюються внаслідок випадання з водяних розчинів хімічних опадів. Такий процес відбувається в спекотному сухому кліматі в водоймах, що всихають. Вони класифікуються за складом.

Карбонатні породи – щільні вапняки з тонкозернистою структурою складаються з кальциту, доломіти з дрібнозернистою структурою складаються з доломіту. Легко визначаються за допомогою кислоти НСl (вапняк – у шматку, доломіт – у порошку). Текстури масивні.

Галоїдні породи - кам'яна сіль (солона) і сильвініт (гірко-солона). Структури кристалічно-зернисті, масивні або шаруваті текстури.

Сульфатні породи

Гіпс – порода, що складається з мінералу гіпсу, світлого кольору, дрібнозерниста.

Ангідрит – порода, що складається з мінералу ангідриту, біло-блакитного кольору, щільна, дрібнозерниста.

Загальною особливістюХемогенних порід є їх розчинність у воді. До легкорозчинних відносяться кам'яна сіль і сильвініт, до середньорозчинних – гіпс, ангідрит, до важкорозчинних – вапняк, доломіт.

Біохемогенні породи утворюються в результаті накопичення та перетворення останків тварин і рослин, часто з домішкою неорганічного матеріалу.

Карбонатні породи

Органогенні вапняки складаються з раковин кальцитового складу. Якщо можна визначити назву організмів, з яких складається вапняк, то по них дається назва породі. Наприклад, кораловий вапняк, вапняк-черепашник.

Крейда – слабосцементована порошкова порода, що складається з кальцитових залишків планктонних водоростей.

Мергелі - карбонатно-глиниста порода, світлого забарвлення з раковистим сколом. Реагує з НСl, причому на поверхні породи залишається брудна пляма.

Структури органогенних порід – органогенні, текстури – щільні, пористі.

Кремнисті породи:

Діатоміт – легка мелоподібна порода білого кольоруΗ складається з залишків діатомітових водоростей опалового складу.

Трепел – легка, слабосцементована порода жовтуватого кольору, що складається з опала.

Опока – сіра, темно-сіра до чорної породи, фарфороподібна. Також складається із опала.

Яшма - щільна і тверда порода, складається з халцедону - прихованого кристалічного кварцу. Гарно забарвлена (червоні, зелені, смугасті забарвлення).

Інженерно-будівельні властивості осадових порід.

Гірські породи, що у сфері діяльності, називаються грунтами.

Великоуламкові ґрунти. Міцність цих ґрунтів залежить від складу уламків та їх упакування. Найбільшу міцність мають ґрунти, що складаються з уламків магматичних порід. Упаковка уламків має бути пухкою та щільною. У різнозернистих ґрунтах упаковка більш щільна.

Піщані ґрунти. Найбільш небезпечними різновидами піщаних порід є пливуни. Це водонасичені піски, які при розтині їх котлованами, розріджуються і починають рухатися.

Глинисті грунти. Глинисті мінерали, маючи розмір< 0,001 мм, являются дисперсными частицами, ᴛ.ᴇ. для них характерен электрический заряд. По этой причине эти частицы притягивают к своей поверхности диполи воды. Вокруг каждой частицы образуется пленка воды, включающая два слоя: ближе к частице – прочно связанная вода, дальше – рыхлосвязанная.

Властивості глин у великій залежності від вологості. Якщо міститься тільки міцно пов'язана волога, то глина матиме властивості твердого тіла, якщо міститься і рихлозв'язана волога, глина стає пластичною і текучою.

Для глин характерні особливі властивості, такі як набухання, усадка, водонепроникність, липкість.

Сцементовані уламкові породи. Їхня міцність залежить від складу цементу. Найміцніший цемент – крем'янистий, маломіцний – глинистий.

Карбонатні та сульфатні породи – вапняк, крейда, гіпс, ангідрит – здатні розчинятися у підземних водах з утворенням карстових порожнин.

Застосування осадових порід у будівництві.

Осадові гірські породи найчастіше є основою під будівлі та споруди і дуже широко застосовуються як будівельний матеріал.

Крупноуламкові породи часто застосовуються як баластний матеріал при будівництві залізничних і шосейних доріг.

Деякі конгломерати та пісковики є гарним облицювальним матеріалом.

Застосування глин дуже різноманітне: виготовлення цегли, грубого посуду, черепиці, мінеральних фарб, як складова портландцементу.

Діатоміти та трепели застосовуються для виробництва рідкого скла, різних вологопоглинаючих матеріалів (сорбентів), цементу.

Яшми цінуються як облицювальний та виробний матеріал.

Крейда та вапняк є сировиною для цементу вапна. Вапняк-черепашник є стіновим матеріалом.

Доломіти знаходять застосування як флюси і вогнетриви в металургії.

Мергелі – це сировина для цементної промисловості.

Методика визначення осадових порід.

Визначення осадових порід слід починати з вивчення зовнішнього вигляду та закипання з кислотою. Насамперед слід визначити групу, до якої належить дана порода (уламкові, хімічні, органогенні).

Глинисті породи мають землистий вигляд. Уважно розглянути текстуру та структуру породи. За мінеральним складом більшість осадових порід мономінальні, н.е. складаються з одного мінералу. Найпоширеніші мінерали – кварц, опал, кальцит, доломіт, гіпс.

Вивчити осадові гірські породи, представлені у навчальній колекції. Виконати їх опис у зошиті за планом:

1. Група з походження.

2. Назва породи.

3. Мінеральний склад.

4. Забарвлення, злам, щільність.

5. Структура.

6. Текстура.

7. Інженерно-геологічні особливості.

8. Застосування у будівництві.

Контрольні питання

1. За яких умов утворюються осадові гірські породи?

2. Як класифікуються осадові гірські породи?

3. Принципи класифікації уламкових порід.

4. Структури та текстури уламкових порід.

5. Мінеральний склад уламкових порід.

6. Інженерно-геологічні властивості уламкових порід та їх застосування.

7. На які класи діляться хемогенні породи? Їхній мінеральний склад.

8. Структури та текстури хемогенних порід.

9. Інженерно-геологічні властивості хемогенних порід та їх застосування.

10. Інженерно-геологічні властивості органогенних порід та їх застосування.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Павлінов В.М. та ін.
Розміщено на реф.
Посібник до лабораторних занять із загальної геології. - М.: Надра, 1988. с. 64-76.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ВИВЧЕННЯ МЕТАМОРФІЧНИХ ГІРНИЧИХ ПОРІД

Мета роботи: набути навичок у визначенні метаморфічних гірських порід. Вивчити інженерно-будівельні характеристики метаморфічних порід та їх застосування у будівництві.

Обладнання: навчальна колекція метаморфічних гірських порід,

лупи, розчин 10% соляної кислоти, шкала Моосу.

Умови утворення метаморфічних гірських порід.

Метаморфічні гірські породи виникають у результаті перетворення раніше існували осадових, магматичних і метаморфічних порід, що відбувається в земній корі. Метаморфізм відбувається під впливом високої температури та тиску, а також високотемпературних пар, газів та води. Ці перетворення виражаються у зміні мінерального складу, структури, текстури породи.

Для метаморфічних порід характерна повнокристалічна структура. Найбільш характерними текстурами є: сланцювата, смугаста, масивна.

Метаморфічні породи складаються з мінералів, стійких до високим температурамта тиску: кварц, плагіоклази, калієвий польовий шпат, слюди, рогова обманка, авгіт та кальцит.

Разом з тим, у метаморфічних породах зустрічаються мінерали, характерні тільки для цього процесу: хлорит, гранат, тальк.

З огляду на залежність відхідної породи при метаморфізмі виникають ряди порід різного ступеняметаморфізму.

1. З осадових глинистих порід на початковій стадіїметаморфізму утворюються покрівельні сланці. Подальше посилення метаморфізму призводить до повної перекристалізації глинистої речовини з утворенням філітів. Вони складаються з серициту (дрібнолускатого мусковита), хлориту і кварцу. При підвищенні температури та тиску філіти переходять у кристалічні сланці. Враховуючи залежність від складу це бувають слюдяні, хлоритові або хлорит-слюдяні сланці. на вищого ступеняметаморфізму з'являються гнейси. Їх мінеральний склад – мікроклин, плагіоклаз, кварц, слюда, іноді гранати, н.е. гнейси по мінеральному складу близькі до гранітів, від яких відрізняються орієнтованою гнейсовою текстурою.

2. При метаморфізмі пісковиків формуються кварцити (мінеральний склад – кварц). Це міцні потужні породи.

3. Вапняки при метаморфізмі переходять у мармури, які складаються з кальциту, мають зернисто-кристалічну структуру та масивну текстуру.

4. При метаморфізмі ультрабазових порід (дуніти, перидотити) утворюються змійовики (серпентиніти).

5. При термальному метаморфізмі піщано-глинистих порід утворюються роговики - міцні дрібнозернисті породи масивної текстури. З карбонатних порід у разі виникають скарни, які з піроксенів, гранатів. Ці породи мають важливе практичне значення, оскільки до них приурочені родовища корисних копалин – железа (Соколовсько-Сарбайське родовище), міді, молібдену, вольфраму.

Інженерно-геологічні властивості метаморфічних порід.

Масивні метаморфічні породи мають високу міцність, практично водонепроникні і, за винятком карбонатних, не розчиняються у воді.

Ослаблення показників міцності відбувається за рахунок тріщинуватості і вивітреності.

Важливо помітити, що з сланцюватих гірських порід характерна анізотропність якостей, тобто. міцність значно нижча вздовж сланцюватості, ніж перпендикулярно їй. Такі метаморфічні породи утворюють тонкоплітчасті рухливі осипи.

Найбільш міцними та стійкими породами є кварцити. Метаморфічні породи широко застосовуються у будівництві. Мармури, кварцити - це облицювальний матеріал.

Покрівельні сланці (філіти) є матеріалом для покриття будівель.

Талькові сланці – вогнетривкий і кислототривкий матеріал.

Кварцити застосовуються як сировина для вогнетривкої цегли – динасу.

Методика визначення метаморфічних гірських порід.

Визначення метаморфічних порід потрібно починати з встановлення їх мінерального складу. Далі визначається текстура, структура, колір та вихідна порода.

Вивчити за зовнішніми ознаками метаморфічні породи, які у навчальної колекції. Описати їх у зошиті за таким планом:

1. Назва;

3. Структура та текстура;

4. Мінеральний склад;

5. Вихідна порода;

6. Інженерно-геологічні особливості;

7. Застосування у будівництві.

Контрольні питання

1. Як утворюються метаморфічні породи?

2. Які перетворення відбуваються у первинних породах при метаморфізмі?

3. Які характерні структури та текстури зустрічаються у метаморфічних породах?

4. Які мінерали характерні для метаморфічних порід?

5. Які чинники впливають на міцність метаморфічних порід?

6. Як застосовуються у будівництві метаморфічні породи?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Павлінов В.М. та ін.
Розміщено на реф.
Посібник до лабораторних занять

із загальної геології. - М.: Надра, 1988. с. 77-85.

ЛАБОРОТОРНА РОБОТА № 5

ГЕОЛОГІЧНІ КАРТИ І РОЗРІЗИ

Мета роботи: освоїти принцип побудови геологічних карт та розрізів. Навчитися читати умовні знаки геологічних карток. Набути навичок визначення умов залягання гірських порід за геологічними картами.

Загальні відомості

Геологічна карта відображає геологічну будову земної поверхні і верхню частину земної кори, що примикає до неї. Геологічна карта будується на топографічній основі. На ній за допомогою умовних знаків показується вік, склад та умови залягання оголених на земній поверхні гірських порід.

Оскільки понад 90 % поверхні суші покрито породами четвертинного віку, то на геологічних картах показують корінні породи без четвертинного чохла.

Для цілей будівництва використовуються геологічні карти великомасштабні (1:25000 і більше).

При складанні геологічних карт дуже важливо знати вікову (геохронологічну) послідовність порід, що беруть участь у будові району, що вивчається.

Сьогодні створено єдину геохронологічну шкалу, що відображає історію розвитку земної кори.

У шкалі прийнято наступні тимчасові та відповідні їм стратиграфічні (стратум – шар) підрозділи (таблиця 6).

Геохронологічні та стратиграфічні підрозділи

Таблиця 6

Геохронологічна шкала

Таблиця 7

Епоха (група)	Період (система)	Індекс	Тривалість млн. років	Епоха (відділ)	Індекс	Колір на карті
Кайнозойська KZ 65 млн. років	Четвертинний	Q	1,7-1,8	Голоцен Плейстоцен	Q 2 Q 1	Блідо-сірий
Неогеновий	N		Пліоцен Міоцен	N 2 N 1	Жовтий
Палеогеновий	Р		Олігоцен Еоцен Палеоцен	Р 3 Р 2 Р 1	Оранжево-жовтий
Мезозойська МZ 170 млн. років	Крейдяний	До		Верхньокрейдова Нижньокрейдяна	До 2 До 1	Зелений
Юрський	J	55-60	Верхньоюрська Середньоюрська Нижньоюрська	J 3 J 2 J 1	Синій
Тріасовий	Т	40-45	Верхньотріасовий Середньотріасовий Нижньотріасовий	Т 3 Т 2 Т 1	Фіолетовий
Палеозойська РZ	Пермський	Р	50-60	Верхньопермська Нижньопермська	Р 2 Р 1	Помаранчево-коричневий
Кам'яно-вугільний	З	50-60	Верхньокам'яно-вугільна Середньокам'яно-вугільна	З 3 З 2 З 1	Сірий
Девонський	З		Верхньодевонський Середньодевонський Нижньодєвонський	Д 3 Д 2 Д 1	Коричневий
Силурійська	S	25-30	Верхньосилурійський Нижньосилурійський	S 2 S 1	Сіро-зелений (світлий)
Ордовицький	Про	45-50	Верхньоордовицький Середньоордовицький Нижньоордовицький	О 3 О 2 О 1	Оливковий
Кембрійський	Є	90-100	Верхньокембірський Середньокембірський Нижньокембірський	Є 3 Є 2 Є 1	Синьо-зелений (темний)
Протерозойська PR						Бузково-рожево Класифікація мінералів - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Класифікація мінералів" 2017, 2018.

Нині відомо понад 3000 мінералів. В основу сучасної класифікаціїмінералів покладено принципи, що враховують найістотніші ознаки мінеральних видів – хімічний склад та кристалічну структуру.

За основну одиницю за такої класифікації прийнято мінеральний вигляд, який має певну кристалічну структуру і певний стабільний хімічний склад. Мінеральний вигляд може мати різновиди. Під різновидом розуміють мінерали одного виду, що відрізняються один від одного за якоюсь фізичною ознакою, наприклад, за кольором мінерал кварц численними різновидами (чорний – моріон, прозорий – гірський кришталь, фіолетовий - аметист).

Відповідно до цього класифікація може бути представлена в наступному вигляді:

1. Самородні

2. Сульфіди

3. Галоїди

4. Оксиди та гідрооксиди

5. Карбонати

6. Сульфати

7. Фосфати

8. Силікати

1. Самородні елементи (мінерали).

До цього класу відносяться мінерали, що складаються їх одного хімічного елементаі званих за цим елементом. Наприклад: самородне золото сірка і т.д. Усі вони поділяються на дві групи: метали та неметали. У першу групу входять самородні Au, Ag, Cu, Pt, Fe та деякі ін., у другу - As, Bi, S і С (алмаз і графіт).

Генезис (походження) – переважно, утворюються при ендогенних процесах в інтрузивних породах і кварцових жилах, S (сірка) – при вулканізмі. При екзогенних процесах відбувається руйнація порід, вивільнення самородних мінералів (через їх стійкість до фізичного і хімічного впливу) та його концентрація у сприятливих при цьому місцях. Таким чином, можуть формуватися розсипи золота, платини та алмазу.

Застосування в народному господарстві:

1- ювелірне виробництво та валютні запаси (Au, Pt, Ag, алмази);

2- культові предмети та начиння (Au , Ag),

3- радіоелектроніка (Au, Ag, Cu), атомна, хімічна промисловість, медицина, ріжучі інструменти - алмаз;

4- сільське господарство-сірка.

2. Сульфіди- Солі сірководневої кислоти.

Поділяються на простііз загальною формулою А m X p і сульфосолі– А m B n X p , де – А- атом металів, В- атоми металів та металоїдів, Х- атоми сірки.

Сульфіди кристалізуються у різних сингоніях – кубічної, гексагональної, ромбічної тощо. Порівняно з самородними, вони мають ширший склад елементо-катіонів. Звідси більша різноманітність мінеральних видів і ширший діапазон однієї й тієї ж властивості.

Загальними властивостями для сульфідів є металевий блиск, невисока твердість (до 4), сірі та темні кольори, середня густина.

У той же час серед сульфідів відзначаються відмінності за такими властивостями як спайність, твердість, щільність.

Сульфіди є основним джерелом руд кольорових металів, а за рахунок домішок рідкісних та благородних металів цінність їхнього використання підвищується.

Генезис - різні ендогенні та екзогенні процеси.

3.Галоїди.Найбільш поширені фториди і хлориди- з'єднання катіонів металів з одновалентним фтором і хлором.

Фториди – мінерали світлі, середньої щільності та твердості. Представник-флюорит CaF2. Хлоридами є мінерали галіт та сельвін (NaCl та KCl).

Для галоїдів загальними є низька твердість, кристалізація в кубічній сингонії, досконала спайність, широка гамма кольорів, прозорість. Особливі властивості мають галіт і сильвін-солоний і гірко-солоний смак.

За генезою фториди та хлориди відрізняються. Флюорит-продукт ендогенних процесів (гідротермальний), а галіт і сильвін утворюються в екзогенних умовах за рахунок осадження при випаровуванні у водоймищах.

У народному господарстві флюорит використовується в оптиці, металургії для отримання плавикової кислоти. Галіт та сільвін знаходять застосування в хімічній та харчовій промисловості, в медицині та сільському господарстві, фотоділі.

4. Оксиди та гідроксиди- представляють один з найбільш поширених класів з більш ніж 150 мінеральними видами, в яких атоми або катіони металів утворюють сполуки з киснем або гідроксильною групою (ОН). Це виражається загальною формулою АХ чи АВХ – де Х-атоми кисню чи гідроксильна група. Найбільш широко представлені оксиди Si, Fe, Al, Ti, Sn. Деякі їх утворюють і гидрооксидную форму. Особливість більшості гідрооксидів – зниження значень властивостей проти оксидної формою тієї ж атома металу. Яскравий приклад - оксидна та гідрооксидна форма Al.

Оксиди за хімічним складом та блиском можна розділити на: металеві та неметалічні. Для першої групи характерні середня твердість, чорні кольори (чорний, сірий, бурий), середня щільність. Приклад - мінерали гематит та каситерит. Друга група характеризується низькою густиною, високою твердістю 7-9, прозорістю, широкою гамою кольорів, відсутністю спайності. Примі р- мінерали кварц, корунд.

У народному господарстві найбільш широко використовуються оксиди та гідрооксиди для отримання Fe, Mn, Al, Sn. Прозорі, кристалічні різновиди корунду (сапфір та рубін) та кварцу (аметист, гірський кришталь та ін.) використовуються як дорогоцінні та підлоги дорогоцінне каміння.

Генезис – при ендогенних та екзогенних процесах.

5. Карбонати- Солі вугільної кислоти, загальна формула АСО3 - де А-Са, Мg, Fe та ін.

Загальні властивості - кристалізуються в ромбічній та тригональній сингоніях (хороші кристалічні форми та спайність по ромбу); низька твердість 3-4, переважно світле забарвлення, реакція з кислотами (HCl та HNO3) з виділенням вуглекислого газу.

Найбільш поширеними є: кальцит СаСО3, магнезит Mg СО3, доломіт СаМg (СО3)2, сидерит Fe СО3.

Карбонати з гідроксильною групою (ОН): Малахіт Cu2 CO3 (OH)2 – зелений колір та реакція з НСl , Лазурит Cu3 (CO3)2 (OH)2 – синій колір, прозорий у кристалах.

Генезис карбонатів різноманітний – осадовий (хімічний та біогенний), гідротермальний, метаморфічний.

Карбонати одні з основних породоутворюючих мінерали осадових порід (вапняки, доломіти та ін) та метаморфічних – мармур, скарни. Використовуються в будівництві, оптиці, металургії як добрива. Малахіт використовується як камінь виробу. Великі скупчення магнезиту та сидериту – джерело отримання заліза та магнію.

6. Сульфати- Солі сірчаної кислоти, тобто. мають радикал SO4. Найбільш поширені та відомі сульфати Ca, Ba, Sr, Pb. Загальними властивостями для них є кристалізація в моноклинній і ромбічній сингоніях, світле забарвлення, низька твердість, скляний блиск, досконала спайність.

Мінерали: гіпс CaSO4 2H2O, ангідрит CaSO4, барит BaSO4 (висока щільність), целестин SrSO4.

Утворюються в екзогенних умовах, часто разом із галоїдами. Деякі сульфати (барит, целестин) мають гідротермальний генезис.

Використання – будівництво, сільське господарство, медицина, хімічна промисловість.

7. Фосфати- Солі фосфорної кислоти, тобто. містять PO4.

Кількість мінеральних видів мало, ми розглянемо мінерал апатит Ca(PO4)3(F,Cl,OH). Він утворює кристалічні та зернисті агрегати, твердість 5, сингонія гексагональна, спайність недосконала, колір зелено-блакитний. Містить домішки стронцію, ітрію, рідкісноземельні елементи.

Генезис – магматичний та осадовий, де він у суміші з глинистими частинками утворює фосфорит.

Застосування - агросировина, хімічне виробництво та в керамічних виробах.

8. Силікати- Найбільш поширений та різноманітний клас мінералів (до 800 видів). В основі систематики силікатів-кремнекисневий тетраедр-4. Залежно від структури, яку вони утворюють, з'єднуючись один з одним, усі силікати поділяються на: острівні, шарові, стрічкові, ланцюжкові та каркасні.

Острівні силікати - в них зв'язок між відокремленими тетраедрами здійснюється через катіони. До цієї групи входять мінерали: олівін, топаз, гранати, берил, турмалін.

Шарові силікати представляють безперервні шари, де тетраедри пов'язані іонами кисню, а між шарами зв'язок здійснюється через катіони. Тому вони загальний радикал у формулі 4- . Ця група поєднує мінерали-слюди: біотит, тальк, мусковіт, серпентин.

Ланцюгові та стрічкові – тетраедри утворюють ланцюжки одинарні або здвоєні (стрічки). Ланцюгові - мають загальний радикал 4 - і включають групу піроксенів.

Стрічкові силікати з радикалом 6 об'єднують мінерали групи амфіболів.

Каркасні силікати – в них тетраедри з'єднуються між собою всіма атомами кисню, утворюючи каркас із радикалом. У цю групу входять – польові шпати та плагіоклази. Польові шпати поєднують мінерали з катіонами Na і K . Це мінерали мікроклін та ортоклаз. У плагиоклазах як катіонів – Са і Na , у своїй співвідношення між цими елементами який завжди. Тому плагіоклази являють собою ізоморфний ряд мінералів: альбіт-олігоклаз-андезин-лабрадор-бітовніт-анортит. Від альбіту до анортиту збільшується зміст Са.

У складі катіонів у силікатах найчастіше присутні: Mg, Fe, Mn, Al, Ti, Ca, K, Na, Be, рідше Zr, Cr, B, Zn рідкісні та радіоактивні елементи. Необхідно відзначити, що частина кремнію в тетраедрах може заміщатися Al і тоді ми відносимо мінерали до алюмосилікатів.

Складний хімічний склад та різноманітність кристалічної структури у поєднанні дають великий розкид показників фізичних властивостей. Навіть з прикладу шкали Мооса видно, що твердість у силікатів від 1 до 9.

Спайність від досконалої до недосконалої.

Часто силікати групуються за забарвленням - темнозабарвлені, світлозабарвлені. Особливо широко це застосовується до силікатів – породоутворюючих мінералів.

Силікати утворюються в основному при формуванні магматичних та метаморфічних порід в ендогенних процесах. Велика група глинистих мінералів (каолін та ін) утворюється в екзогенних умовах при вивітрюванні силікатних гірських порід.

Багато силікатів є корисними копалинами та застосовуються в народному господарстві. Це будівельні матеріали, облицювальні, виробні та дорогоцінні камені (топаз, гранати, смарагд, турмалін та ін), руди металів (Ве, Zr, Al) та неметалів (В), рідкісних елементів. Вони знаходять застосування в гумовій, паперовій промисловості, як вогнетриви та керамічну сировину.

Поруч із кристалохимической існують інші класифікації мінералів, засновані інших принципах. Наприклад, генетична класифікація заснована на типі генези мінералів, в технології переробки руд використовують класифікації на основі їх фізичних (розділових) властивостей, наприклад, по магнітності, щільності, розчинності, плавності та ін ознаками.

Кварц - SiO 2. Стійка за низьких температур модифікація зазвичай називається простим кварцом. Діагностичні ознаки. Кристали кварцу діагностуються за формою, твердістю, раковистим зломом та відсутністю спайності. Кварц можна сплутати з халцедоном, польовим шпатом, нефеліном та топазом. Походження. Близько 65% земної кори складається з кварцу, називають його всюдисущим, породоутворюючим. У багатьох інтрузивних та ефузивних кислих магматичних породах він є чи не головним мінералом. Входить до складу пегматитів, є у багатьох метаморфічних породах. У значних масах, як житловий мінерал, поширений гідротермальних родовищах. Є і в осадових породах (кварцові піски, кварцові пісковики, кварцові конгломерати). Хімічний склад.Різновиди, пофарбовані в інші кольори, мають різноманітні домішки або включення інших мінералів. Сингоніякварцу тригональна, а високотемпературна модифікація a – кварцу гексагональна. Зовнішністькристалів частіше гексагонально дипірамідальний. Грані призми частіше укорочені чи відсутні. Відомі дуже великі кристали. У Казахстані знайдено кристал важив 70 т. Грані кристалів покриті поперечним штрихуванням Поширені. в природі друзів, щіток, зернистих мас. Для кварцу характерне двійникування, причому зростаються кристали за різними законами, двійники дофінейські, бразильські, японські. Колірможе бути різним. Прозорі та напівпрозорі різновиди мають різні назви: 1) гірський кришталь- Безбарвні водяно-прозорі кристали; 2) аметист- фіолетовий, бузковий, фіолетовий, малиновий, прозорий; 3) раухтопаз- димчастий, забарвлений в сіруваті або бурі тони; 4) моріон- Забарвлений в чорний колір; 5) цитрин- Золотисто-жовтий або лимонно-жовтий; 6) через- Зелений кварц; 7) рожевий кварц; 8) молочно-білий кварц; 9) авантюрин(Іскряк). Бл еск скляний. Твердість 7. СпайністьВідсутнє. густина 2,5 - 2,8. Інші властивості. Здатний пропускати ультрафіолетові промені, є п'єзоелектриком. Розплавлений кварц легко застигає та утворює кварцове скло (аморфний кварц). Практичне застосування.Застосування його різноманітне. Гарні різновиди використовуються у ювелірній справі. Чисті кристали з унікальними властивостями застосовуються в електроніці, ультразвуковій техніці, оптичному приладобудуванні. Раухтопаз, гірський кришталь, моріон використовується як стабілізатор радіохвиль. Гірський кришталь застосовується в телемеханіці, автоматиці, високоякісних генераторах. Чисті малозалізисті кварцові піски служать чудовою сировиною у скляно-керамічній промисловості для виробництва карборунду (SiС). Карборунд або карбід кремнію – першокласний абразивний матеріал. Кварцові піски тонких фракцій застосовуються в піскоструминних апаратах для полірування кам'яних та металевих виробів, а також для розпилювання гірських порід. Місце народження.Родовища кварцу є на Уралі, так звані "кришталеві погреби", що містять гірський кришталь, моріон , аметист, топаз та ін зустрічаються в Примор'ї, Якутії. На Кольському півострові відомий біломорський аметист із мису Корабель. Пегматитові жили із кристалами кварцу поширені на Алдані, Памірі, Волині. У Якутії (Велика Хатима) видобувається гірський кришталь. Природні кристали кварцу для промисловості постачає Бразилія. Є кварц у Шрі-Ланці, Індії, Бірмі, Уругваї, Швейцарії, на Мадагаскарі та інших регіонах. У музеї налічується понад 700 зразків кварцу та його різновидів. Широко представлені найрізноманітніші кристали вагою від 440 кг і до 1 г (скіпетроподібні, з фігурами росту та ін), є друзі, щітки, житловий кварц, кварц з іншими мінералами. Найбагатша Уральська колекція кварцу: гір. кришталь із родовища Гумбейки, Березівське, Астаф'єве; моріон з Мурзинки; кварц-празем, кварц з хлоритом та адуляром та кварц “волосатик” з Приполярного Уралу; кварц рожевий (Гумбейка); зростки кристалів з Міасу, Пишми, Нахабниці. Гарні друзі з Камчатки та півострова Чукотка (Іультинське); кварц із цинковою обманкою (Англія); кварц з рубелітом з Читинської обл. (Борщівний кряж). Є кварц із Забайкалля (Адун-Чолонг), із Мангістау; кварц натічний з Киргизії, кварц рожевий з Алтаю (Тигерецькі білки, Коливань), Уралу (Гумбейка) та Ю. Африки.