Современная кристаллография и минералогия

3. Свойства минералов

3.1 Твердость

Твердость минерала характеризует его способность сопротивляться вдавливанию в него других твердых тел или царапанию. В лабораторных условиях абсолютную величину твердости определяют на специальных приборах - твердомерах. В полевых условиях и на производстве используется шкала твердостей австрийского минералога Мооса (1820 г.).

Каждый последующий минерал этой шкалы царапает все предыдущие. Твердость минералов от талька до корунда растет в геометрической прогрессии с показателем 2. Таким образом, гипс тверже талька в два раза, кальцит тверже талька в 4 раза, но мягче флюорита в два раза. Исключение составляет лишь алмаз, твердость которого в 140 раз выше твердости корунда.

Следует иметь в виду, что минералы анизотропны и имеют различную твердость по разным направлениям. У некоторых из них эти различия достигают больших величин. Так, у кианита твердости по разным направлениям меняются в пределах от 4 до 6,5 (второе название этого минерала - "дистен", т.е. двояко сопротивляющийся - подчеркивает эту особенность камня).

3.2 Спайность и излом

Спайностью называется способность минерала раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим плоскостям, что связано с особенностями структур кристаллических решеток, направлением сил связи в них и многими другими факторами. По совершенству спайности минералы делятся на следующие группы:

1. Минералы с весьма совершенной спайностью, которые раскалываются или расщепляются при ударе только по вполне определенной плоскости (слюда, графит, молибденит).

2. Минералы с совершенной спайностью дают при ударе небольшое количество изломов неправильной формы - в основном же куски раскалываются по плоскостям, которые могут быть заранее предсказаны (галенит, галит, кальцит).

3. Среднюю спайность имеют полевые шпаты, алмаз, роговая обманка. При ударе в них, наряду с закономерным раскалыванием по определенным плоскостям, наблюдаются многочисленные случайные сколы и изломы.

4. Несовершенную спайность имеют, например, апатит, сера, оливин. При ударе куски этих минералов разрушаются на обломки с неровными поверхностями. Плоскости спайности редки.

5. Весьма несовершенная спайность или полное ее отсутствие наблюдается, например, у магнетита, корунда, золота. Здесь все изломы имеют неправильную форму.

Иногда минерал обладает хорошей спайностью сразу по двум направлениям. Тогда спайные обломки имеют форму параллелепипедов, плитки, досок. Такие минералы называют шпатами (кальцит - известковый шпат СаСО3; сидерит - железный шпат FeCO3, барит - тяжелый шпат ВаSO4 и т.д.).

Изломы принято классифицировать по гладкости их поверхности и форме. Различают изломы - неровный, раковистый, занозистый (напоминает излом древесины), зернистый (у мрамора), ступенчатый (у ортоклаза), землистый, крючковатый.

Плоскостями отдельности называют в минералах плоскости, в которых сосредоточены примеси, поры, ориентированные определенным образом включения. Обычно отдельность не совпадает с плоскостями спайности, но при ударе кусок минерала колется и по этим плоскостям.

3.3 Плотность

Плотности минералов меняются в широких пределах и служат ценным диагностическим признаком. Лед с плотностью 0,916 г/см3 является самым легким в царстве минералов; невьянскит (осмистый иридий) и сыссертскит (иридистый осмий) с плотностями соответственно до 21,5 и 22,5 г/см3 - самые тяжелые минералы из известных науке. Рука человека привыкла к плотности камня, слагающего земную кору (средняя плотность 2,74 г/см3). Поэтому, отклонения от этого уровня плотности легко фиксируются при диагностике. Второе название барита - тяжелый шпат - связано, например, именно с его аномально высокой плотностью (4,5 г/см3). Приводим плотности некоторых минералов в порядке возрастания, г/см3: кварц - 2,65; магнетит - 5,17; гематит - 5,26; галенит - 7,5; золото - до 19,3.

3.4 Цвет минерала и цвет его черты

Цвет минерала является наиболее характерным признаком при диагностике минералов. Многие из них были названы по окраске: гематит - от греч. "хэма" - кровь; аурипигмент - от лат. "аурипиг-ментум" - золотая краска; киноварь - индийское название "кровь дракона"; альбит - от лат. "альбус" - белый; лазурит - от персидского "лазвард" - голубой.

Окраска минерала может быть связана с особенностями строения его кристаллической решетки (стереохроматическая окраска, например, у лазурита), с наличием в решетке красящих центров (идиохроматическая окраска, например, у рубина и сапфира), с присутствием в минерале красящих механических примесей (аллохроматическая окраска, например, у агатов). В пределах одного кристалла цвет минерала может иногда меняться (полихроматическая окраска например, у турмалина). Наконец, оксидные пленки на поверхности куска минерала могут искажать и даже совершенно изменять его истинный цвет. Так пестрая медная руда (борнит) имеет медно-красный цвет, который однако не виден, так как во всех случаях поверхность покрыта интенсивно синей оксидной пленкой. Аналогично, желто-зеленый халькопирит (медный колчедан) покрывается "цветами побежалости" - радужной поверхностной пленкой.

Отметим также, что ряд минералов (например, флюорит) светятся в рентгеновских лучах (флюоресценция), а другие (например, арагонит, гипс) некоторое время сохраняют свечение и после устранения источника рентгеновских лучей (фосфоресценция). Аналогичное действие могут оказывать на ряд минералов катодные, ультрафиолетовые лучи. Свечение минералов в коротковолновых лучах обозначается общим термином "люминесценция".

Цвет черты минерала наблюдают, проводя черту куском минерала по поверхности шероховатой фарфоровой пластинки ("бисквита"). Для большинства минералов цвет черты и цвет куска совпадают. Все случаи отклонения от этого правила заносятся в справочники. Так, соломенно-желтый пирит дает на бисквите черную черту; черный хромит дает бурую черту и т.п.

Интересно, что под микроскопом в отраженном свете цвет минеральных зерен резко отличается от цвета в куске. Так красный гематит и черный магнетит выглядят под микроскопом белыми.

3.5 Блеск

Падающий на минерал свет частью преломляется и входит в кусок, частью поглощается. Остальная часть света отражается поверхностью куска в глаз наблюдателя, что и обусловливает блеск минерала.

Различают следующие типы блеска:. 1) стеклянный, напоминает блеск поверхности стекла; характерен для кварца, флюорита, кальцита, минералы этой группы прозрачны; 2) алмазный, сильный, искрящийся блеск алмаза, самородной серы, циркона, сфалерита, минералы прозрачны или полупрозрачны; 3) полуметаллический блеск, например гематит, киноварь; 4) металлический блеск, пирит и др.

Минералы двух последних групп непрозрачны. Во многих случаях в справочниках указываются разновидности стеклянного блеска. К числу их относятся шелковистый блеск (серицит, асбест, селенит), восковой (халцедон), перламутровый, отливающий радужными цветами (кальцит), жирный (нефелин).

3.6 Химический состав

Проба минерала измельчается до крупности (-0,074 мм) и высушивается до постоянной массы в сушильном шкафу при 90 - 110 °С. Так определяют количество свободной воды в образце, не занимающей какого-либо места в кристаллической решетке минерала. Термин "свободная - вода" включает в себя гигроскопическую воду, располагающуюся в порах и трещинах образца и удерживаемую там силами поверхностного натяжения, а также коллоидную воду, адсорбируемую на поверхности дисперсной твердой фазы в гидрогелях.

Данные о химическом составе минерала всегда относятся к его сухой массе, в которую входит и связанная в кристаллогидраты вода. В кристаллическую решетку минералов могут входить гидроксилькые ионы [ОН]-1 или нейтральные молекулы воды (Н2О): эпсомит MgS04 . 7 Н2О; алунит KAl3[SO4]2(OH)2; (гидроксильные ионы).

Данные о количестве связанной воды получают прокаливанием сухого порошка минерала при 900 - 1000 °С до постоянной массы в атмосфере чистых азота и аргона, исключающих окисление образца кислородом воздуха. Затем следует полный химический анализ прокаленного порошка, который дополняют данными микроскопического и рентгеновского анализов. Последующая расшифровка результатов этих опытов дает возможность определить фиксированную химическую формулу минерала или констатировать наличие твердого раствора одного вещества в другом. Наконец по таблицам составов оказывается возможным определить название минерала и его важнейшие характеристики.

3.7 Другие диагностические свойства минералов

Радиоактивность минералов определяется с помощью счетчика Гейгера Мюллера любой конструкции. Магнитность минерала может быть установлена на магнитометрах или с помощью компаса.

Важным свойством является отношение минерала к химическим реактивам. Например, для карбонатов в целом характерны вскипание при попадании разбавленного раствора соляной кислоты на их поверхность. Так, кальцит (СаСО3) активно взаимодействует с HCl - капля вскипает на поверхности куска при комнатной температуре и на холоде. На поверхности куска сидерита (FeCO3) капля HCl также вскипает и, кроме того, окрашивается в зеленый цвет. В то же время доломит СаМg(СO3)2 и магнезит МgСО3 не реагируют с HCI на холоде, и это обстоятельство заносится в справочник в качестве диагностического свойства. Списки специфических реактивов для многих минералов содержатся в справочниках.

Следующее важное диагностическое свойство - растворимость минерала в воде. Это свойство важно для диагностики галоидных соединений, куда относятся каменная соль (NaCl), сильвин (KCI) и многие другие соли.

Иногда используются различия в звуке при бурении образца минерала стальным предметом. Так при бурении карналлита (KCI . МgС12 . 6H2O) слышен слабый звук, а при бурении каменной соли никаких звуков нет. Таким способом легко отличить красный карналлит от одной из разновидностей каменной соли - красной "царской" соли.

В ряде случаев для диагностики используют также ковкость, пластичность, хрупкость и другие механические свойства минералов.

4. Классификация минералов

Минералы классифицируются по химическому составу и кристаллической структуре на следующие группы: 1) самородные элементы; 2) сульфиды и сульфосоли; 3) галоидные соединения (галогениды); 4) оксиды; 5) кислородные соли (карбонаты, сульфаты, вольфраматы, фосфаты, силикаты).

Ниже будут рассмотрены минералы этих групп, входящие в программу курса минералогии для студентов металлургических факультетов высших учебных заведений.

4.1 Самородные элементы

Земная кора содержит не более 0,1 % (по массе) самородных элементов (83 минерала). Их добыча связана со значительными трудностями, в связи с чем многие из них особенно высоко ценятся и, являясь эталонами человеческого труда, используются в золотых запасах стран в качестве обеспечения национальной валюты в международной торговле. Генетически связаны с процессами кристаллизации магмы (Pt, алмаз, графит), с гидротермальными (Аu) и осадочными (S) процессами. Самородное железо часто имеет космическое происхождение.

Для самородных металлов характерны чрезвычайно высокая пластичность, металлический блеск, ковкость, тепло- и электропроводность, обусловливаемые металлической связью в кристаллической решетке.

Характерны также высокие плотности. Ими обладают самые тяжелые минералы: невьянскит (до 21,5 г/см3) и сыссертскит (до 22,5 г/см3).

Кроме самородных металлов (Ru, Rh, Pd, Аg, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Нg) встречаются также самородные металлоиды (As, Sb, Bi) и неметаллы (S, Se, Те, С).

Золото, Au. Название от лат. "Soil" - знака солнца у алхимиков. Совершенно чистое, т.н. "губчатое" золото встречается редко. Образует непрерывный ряд твердых растворов с серебром (кюстелит содержит до 20 % Au; электрум - свыше 20 % Au), от которого золото белеет, а также с медью (купроаурид содержит до 20 % Си), примесь которой придает золоту красноватый оттенок. Висмутаурит содержит до 4 % Bi; порпецит - до 11 % Pd и до 4 % Аg.

Кристаллы золота (октаэдры, додекаэдры и кубы) встречаются редко. Характерны неправильной формы зерна, вкрапленные в кварц. Коренные месторождения золота образуются при движении термальных вод по трещинам и порам в кварце. Часто выпадает из растворов вместе с сульфидами. При выветривании коренных месторождений вода выносит крупицы золота в ручьи, реки, на дне которых образуются россыпи золота, добываемые драгами.

Поликсен, Pt. Название от греч. "поли" - много, "ксенос" - чужой (имеется в виду наличие многочисленных примесей в Pt). В технике и быту называют платиной (от испанского "плата" - серебро), т.е. похожая на серебро, "серебрецо". Содержит до 30 % Fe, что дает минералу магнитность (до 14 % Си; до 7 % Pd, до 7 % Ir; до 4 % Ro, до 6%Ni).

Pt кристаллизуется в виде мелких зерен в ультраосновных магмах. Характерные признаки: стально-серый цвет, металлический блеск, высокая плотность. Растворяется только в нагретой царской водке, что позволяет отличить Pt от похожего серебра. Необычайно пластична: из 1 г изготавливается до 500 км проволоки. Присутствие иридия в Pt повышает ее твердость до 7. Используется в качестве катализатора в химии, для изготовления химических тиглей, термопар.

Железо, Fe. Самородное железо бывает теллурическим (т.е. земным) и метеоритным (т.е. космическим). Самородный чугун (теллурическое железо) образуется при взаимодействии железистой магмы с углем, графитом или при подземных пожарах угольных пластов на контакте с железной рудой. Метеоритное железо (феррит) содержит обычно включения троилита (FeS), муссонита SiC и когенита (Fe3С). В подавляющем большинстве случаев содержит много Ni (до 48 %), который распределен в метеоритах неравномерно, концентрируясь полосами, пересекающимися в шлифе под углом друг к другу. Это чередование светлых и темных полос (видманштеттова структура) характерно для метеоритного железа и особенно хорошо выявляется при травлении шлифов слабым спиртовым раствором HN03. Метеоритное железо изредка наблюдается в форме правильных кубов (гексаэдрическое железо) и октаэдров (октаэдрическое железо). Обычно в виде оплавленных масс неокругленной формы с характерными пальцеобразными впадинами на поверхности. Так называемое "палласово железо" содержит в себе включения оливина (MgFeSiO4). Мезосидерит содержит включения железа в массе силикатов. Две последние разновидности метеоритового железа относятся к так называемым железокаменным метеоритам.

Сера, S. Характерны алмазный блеск, желтый цвет, хрупкость; горит синим пламенем, распространяя запах сернистого ангидрида. Образуется при выветривании гипса CaS04 . 2 Н2О и сульфидов с участием микробов, а также при окислении сероводорода, выделяющегося из вулканов: Н2S + О2 = 2Н2O + S. Используется для приготовления пороха, для вулканизации резины, в медицине и химии.

Месторождения: о. Сицилия (Италия), Средняя Азия (Шор-Су) и в Поволжье (район г. Твери).

Графит, С. Название от греч. "графо" - пишут; имеется в виду способность графита оставлять черную черту на бумаге. Образуется при кристаллизации из магмы при высоких температурах и низких давлениях, а также при природном коксовании углей на их контактах с магмой.

Разновидности: скрытокристаллический графит и аморфный шунгит. Графит жирен на ощупь, пишет по бумаге. От похожего молибденита отличается более черным цветом и меньшим блеском.

Применяется для изготовления электродов и огнеупорных блоков, графитовых блоков для атомных реакторов.

Месторождения: о. Цейлон, о. Мадагаскар, Австралия.

Алмаз, С. Название от греч. "адамас" - непреодолимый (имелась в виду необычайная твердость алмаза). Кристаллизуется из ультраосновной магмы в виде октаэдров при давления свыше 10 ГПа. и температурах около 2000 °С. Алмаз, вероятно, кристаллизуется из магмы первым на больших глубинах, после чего выносится жидкой магмой к дневной поверхности через жерла гигантских вулканов. Остатки таких вулканических трубок (диатрем), заполненных ультраосновной магмой, подвергшейся выветриванию в течение 140 - 150 млн. лет, находят в наше время в Якутии (Россия) и в ЮАР.

Смесь остатков оливина с продуктами его распада, представляющая собой зеленовато-синюю глину, называется кимберлитом.

4.2 Сульфиды

Земная кора содержит не более 0,15 % (по массе) минералов этой группы (230 минералов). С химической точки зрения эти соединения являются солями сероводородной кислоты. Существуют как сульфиды строго стехиометрического состава (FeS2, CuFeS2 и т.п.), так и соединения, в которых содержание серы меняется в определенных пределах (полисульфиды, например FeSx, где х = 1,0.1 - 1,14).

Характерны ионные кристаллические решетки. Большинство сульфидов тяжелые, мягкие, блестящие. Обладают высокой электропроводностью. В большинстве случаев гидротермального происхождения, иногда продукт кристаллизации сульфидной магмы, При выветривании в зоне окисления сульфиды переходят сначала в сульфаты, а затем в оксиды, гидрооксиды, карбонаты.

Сульфиды представляют собой рудную базу цветной металлургии и являются сырьем для производства серной кислоты. Так как сера придает стали красноломкость, присутствие сульфидов в железных рудах снижает их качество. Перед доменной плавкой пылеватые железные руды подвергают окускованию на агломерационных фабриках. В ходе агломерации удается удалить из руды до 99 % сульфидной серы.

Пирит, FeS2. Название от греч. "пир"- огонь (дает устойчивую искру при ударе металлическим предметом; использовался в получении искры в старинных ружьях). Синонимы: серный колчедан, железный колчедан. Ромбическая разновидность называется марказитом. Характерны соломенно-желтый цвет, черная черта, кубический, пентагон-додекаэдрический и октаэдрический облик кристаллов, штриховатость граней, ориентированная перпендикулярно к каждой соседней грани. Важнейшее сырье для получения серной кислоты; месторождения:

Урал (Россия), Рио Тинто (Испания).

Пирротин, FeS. Название от греч. "пиррос" - красноватый. Синоним - магнитный колчедан. Троилит представляет собой стехиометрическую разновидность, встречающуюся в метеоритах. Обычно в пирротине несколько больше серы (FeSх, где х =1,01 - 1,14). Характерны металлический блеск, бронзово-желтый цвет, магнитность. Обычно в ассоциации с другими сульфидами гидротермальный. Сырье для производства серной кислоты. Вредная примесь в железных рудах.

Арсенопирит, FeAsS. Синонимы: ядовитый мышьяковый колчедан, миспикель. Данаит и глаукодот - разновидности, содержащие соответственно до 9 и до 22 % Со. Характерны: металлический блеск, оловянно-белый цвет, удлиненные шестоватые, игольчатые кристаллы призматического облика. Гидротермальный. Руда на As и Со. Многочисленные месторождения на Урале и в Сибири, г. Болидэн (Швеция). Присутствие арсенопирита, аурипигмента (Аs2S3), реальгара (AsS), скородита (FeAsO4 . 2Н2O) и других мышьяковых минералов в железных рудах недопустимо, так как мышьяк является сильнейшим ядом, что препятствует изготовлению кастрюль, консервных банок, ложек, ножей и вилок из стали, содержащей хотя бы следы мышьяка. Изготовление из такой стали рельсов и балок также нежелательно, так как в дальнейшем постепенно заражается мышьяком весь металлолом страны. В Украине керченские бурые железняки содержат до 0,1 % As в составе скородита.

Халькопирит, CuFeS2. Название от греч. "халькос" - медь; "пир" - огонь. Синоним - медный колчедан. Кубическая разновидность называется талнахитом. Обычно встречается в сплошных массах и зернах. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, зеленовато-желтый цвет с яркой пестрой побежалостью, черная черта. Важнейшая медная руда.

Борнит, Cu5FeS4. Название дано в честь австрийского минералога Иоахима фон Борна (1742 - 1791 гг.). Синонимы: пестрая медная руда, павлинья руда. Встречается всегда в сплошных массах и в виде вкрапленных зерен. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, синяя побежалость. При царапании стальным ножом выявляется истинный медно-красный цвет минерала. Ценная медная руда. Месторождения: Бьютт (штат Монтана, США), Морокоча (Перу), Брадэн (Чили), Нельды (Казахстан).

Галенит, PbS. Название от лат. "галена" - свинцовая руда. Синоним - свинцовый блеск. Кристаллы имеют кубическую форму. Характерны: сильный металлический блеск, совершенная спайность по кубу, свинцово-серый цвет, мягкость. Важнейшая свинцовая руда. Месторождения: Турланское (Туркмения), Садонское (Сев. Кавказ Россия), Дальнегорск (Дальний Восток, Россия), Ледвилл (штат Колорадо, США), Брокен Хилл (Австралия), долина реки Миссисипи в штате Миссури (США). Присутствие галенита в железных рудах, как это имеет место на Алтае, недопустимо и совершенно обесценивает руду. Свинец легко восстанавливается в доменной печи, входит в швы кирпичной кладки в лещади и горне, что приводит к всплыванию кирпича, быстрому разрушению кладки и к тяжелым авариям, связанным с прорывами горна и вытеканием чугуна из доменной печи через ее фундамент, стенки горна.

Сфалерит, ZnS. Название от греч. "сфалерос" - обманчивый (сфалерит часто путают с другими минералами). Синоним: цинковая обманка.

Разновидности: черные марматит и кристофит, коричневый пршибрамит, светлый - клейофан. Гексагональный ZnS называется вюрцитом. Гидротермальный. Характерны: металлический блеск, тетраэдрический облик кристаллов, чем отличается от похожего по цвету вольфрамита (MnFeWО4). Важнейшая цинковая руда. Месторождения: Пршибрам (Чехия), Сантадер (Испания), Джоплин (штат Миссури, США). Присутствие сфалерита в железных рудах недопустимо. В доменной печи пары цинка и цинкита конденсируются в швах кладки шахты, что приводит к ее вспучиванию, к разрыву герметичного кожуха печи и к тяжелым авариям.

Молибденит, МоS2. Название от греч. "молибдос" - свинец (предполагали присутствие свинца в минерале; молибден был открыт позже и назван по названию минерала). Синоним - молибденовый блеск. Характерны: совершенная спайность в листоватых чешуйчатых агрегатах, сильный металлический блеск, Низкая твердость (царапается ногтем), пишет по бумаге. Светлее графита. Гидротермальный. Важнейшая руда на Мо. Месторождения: Тырныауз (Сев. Кавказ, Россия), Клаймэкс (штат Колорадо, США).

Киноварь, HgS. Название от индийского "кровь дракона" (связано с интенсивным красным цветом минерала). Синоним - циннабарит. В скрытокристаллических массах, называемых "печенковой рудой", и в виде намазок и налетов. Гидротермальная. Легко отличается по цвету и высокой плотности. Важнейшая руда на ртуть. Месторождения: Никитовка (Донбасс, Украина), Альмадэн (Испания), Идрия (Югославия), Нью Идрия и Нью Альмадэн (Калифорния, США).

Антимонит, Sb2S3. Название от лат. "антимониум" - сурьма.

Синонимы - сурьмяный блеск, стибнит. Обычно в виде призматических, игольчатых кристаллов с вертикальной штриховкой с ярким металлическим блеском. Совершенная спайность. Гидротермальный. Важнейшая руда на сурьму, месторождения: о. Шикоку (Япония), Раздольнинское (Красноярский край, Россия).

4.3 Галоидные соединения

Земная кора содержит около 0,5 % (по массе) галоидных соединений, которые имеют гидротермальное или осадочное происхождение. Флюорит встречается часто в пегматитовых жилах. С химической точки зрения эти минералы являются солями кислот: HF, HI, HBr, HCI. Характерны: стеклянный блеск, малые плотности, растворимость в воде. Галоидные соединения имеют ионные решетки.

Металлургия использует большие количества флюорита для разжижения шлаков. Галоидные соединения находят широкое применение в химии, в сельском хозяйстве (удобрения), в пищевой промышленности.

Флюорит, CaF. Название от итал. "флюоре" - течь (добавки флюорита разжижают металлургические шлаки). Синоним: плавиковый шпат. Гидротермальный или магматический (в пегматитовых жилах). Встречается в виде кубических и октаэдрических кристаллов, или в сплошных зернистых массах. Бесцветен или окрашен в зеленый, фиолетовый цвета. Характерна флюоресценция, т.е. свечение в рентгеновских лучах. Совершенная спайность по октаэдру.

Галит, NaCl. Название от греч. "галос" - море (имеется в виду получение соли выпариванием морской воды, содержащей в 1 литре 35 г солей и в том числе 78 % NaCI, 11 % МgСl2, остальное MgSO4, CaSO4, и др.). Синоним: каменная соль. Характерны растворимость в воде, весьма совершенная спайность по кубу. Часто в виде кристаллов кубической формы, или в сплошных массах. Обычно прозрачен, бесцветен, но примеси окрашивают галит в серый, желтый, красный и черный цвета. Используется как руда на натрий, а также для приготовления электролитов, в пищевой промышленности. Месторождения: г. Суэц (Египет), Величка (Польша), Пенджаб (Индия), Славяновское (Донбасс), Соликамское (Урал).

Сильвин, KCI. Назван по имени голландского врача Сильвия де-ля Баш. Осадочный. Обычно в виде сплошных зернистых масс, реже в виде кубов. Бесцветен, молочно-белого цвета, розовый и красный. Характерен парагенезис с галитом. Водные растворы имеют горький вкус. Используется в сельском хозяйстве в качестве калийного удобрения, а также в химической промышленности. Месторождения: Соликамск (Урал), Штасфурт (Германия), Нью-Мексико (США).

Карналлит, МgСl2 . КСl . 6Н2O. Назван в честь немецкого инженера фон Карналла. Обычно в сплошных или зернистых агрегатах. Горький на вкус. Постепенно расплывается, поглощая воду из атмосферы. От похожего красного галита отличается тем, что при бурении стальным предметом скрипит. Характерны: красный цвет, жирный блеск, горький вкус, отсутствие спайности. Используется для производства магния, как калийное удобрение. Месторождения: Соликамское (Урал), Старобинское (Белоруссия), Прикарпатское (Украина).

4.4 Оксиды

Общая характеристика группы дана в табл. 4.1. Земная кора содержит до 17 % (по массе) оксидов. Наиболее распространены кварц (12,6 %), оксиды и гидрооксиды железа (3,9 %), оксиды и гидрооксиды AI, Мn, Ti, Сг. Напомним здесь, что главная масса железорудных и марганцевых руд имеют осадочное происхождение. Минералы группы оксидов являются рудной базой черной металлургии. Важнейшие рудные минералы железных и марганцевых руд: гематит (Fe2O3), магнетит (Fe3O4), бурый железняк (Fе2O3 . Н2O), пиролюзит (МnО2), браунит (Мn2O3), гаусманит (Мn3O4), псиломелан (МnO2 . МnО . n Н2O), манганит (МnO2 . Мn(ОН)2.

Для кристаллических решеток оксидов характерна ионная связь. Оксиды Fe, Mn, Сг, Ti имеют полуметаллический блеск и темную окраску. Эти минералы непрозрачны. Для магнетита (Fe3O4) и ильменита (FеО . ТiO2) характерным свойством является их магнитность.

Магнетит, Fe3O4. Название по месторождению минерала в провинции Магнезия (Греция). Синоним - магнитный железняк. Важная железная руда. Магнетит в чистом виде (без пустой породы) содержит до 72,4 % Fe. В решетке магнетита находятся двух- и трехвалентное железо: FeO . Fе2О3. Вследствие изоморфизма позиции Fе2* и Fe3* могут занимать близкие по размеру катионы соответствующей валентности. Это дает огромную гамму минералов на базе магнетита: кальциевый магнетит (Са; Fe)О . Fе2О3, магномагнетит (Мg, Fe)0 . Fе2О3, магнезиоферрит МgО . Fе2О3. Хромомагнетит FeO . (Fe, Сг)2О3, алюмомагнетит FeO . (Fe, А1)2О3. Титаномагнетиты могут содержать Ti в кристаллической решетке магнетита (TiO . Fе2О3 - ульвёшпинель) или в составе ильменита (FeO . ТiO2), с которым совместно кристаллизовался магнетит. Ясно, что механическое разделение Ti от Fe возможно только в ильмените.

В зоне окисления магнетит постепенно превращается в гематит под действием кислорода воздуха. Продукты окисления магнетита в природе называются полумартитами и мартитами.

Хотя в технике монооксид двухвалентного железа (FeO, вюстит) получают в ходе доменного процесса миллионами тонн, в природе он крайне редок (FeO, иоцит). В зоне окисления присутствуют, таким образом, только высшие оксиды железа: магнетит (Fe3O4), гематит (Fе2O3) и гидрооксиды (Fе2O3 * nН2O).

Чаще всего магнетит образует сплошные зернистые массы черного цвета. Иногда он встречается в виде правильных октаэдрических кристаллов. От похожего хромита отличается черной чертой и сильной магнитностью.

Таблица 4.1 - Оксиды

Научное название минерала	Другие названия	Химическая формула	Крист. решетка	Блеск	Цвет	Твердость по Моосу
Магнетит	Магнитный	Fe3O4	Куб.	Полумет.	Черный	5,5-6
Гематит	Красный железняк	Fe2O3	Тригон.	Полумет.	Черный, стальной, красный	5,5-6
Гётит	Бурый железняк	Fe2О2 . Н2О	Ромб.	Алм., полу метал.	Темно-бурый	4,5-5,5
Хромит	Хромистый железняк	FeO . Сr2O3	Куб.	Метал.	Черный	5,5-7,5
Ильменит	Титани-стый железняк	FeO . TiO;	Триг.	Полуметал.	Черный, стальной	5-6
Пиролюзит	-	МnO2;	Тетраг.	Полуметал.	Черный	5-6
Браунит	-	Мn2O3	Тетраг.	Полуметал.	Черный	6
Корунд	-	Аl2O3	Триг.	Стекл.	Синеватый, желто-серый	9
Кварц	-	SiO2	Триг.	Стекл.	Бесцветный	7

Гематит, - Fе2O3. Название связано с красным цветом минерала и его черты ("гематикос" - греч. - кровавый). Синоним - красный железняк. В природе и технике существует также тетрагональная разновидность этого оксида - маггемит (оксимагнетит), -Fе2O3.

Встречается в виде сплошных плотных скрытокристаллических масс или в виде полосчатой руды, в которой рудное вещество располагается среди полос кварцевой пустой породы. Кристаллы имеют пластинчатый, ромбоэдрический облик. Цвет вишнево-красный, железо-черный, стально-серый. Черта вишнево-красная. Натечные разновидности с гладкой красной поверхностью называются красной стеклянной головой. Крупнокристаллическая разновидность темного стального цвета - железный блеск (спекулярит). Под действием горного давления возникают листоватые, чешуйчатые разновидности гематита - железная слюдка, железная сметана. Большая часть добываемой гематитовой руды относится к докембрийским осадочным рудам. Как уже указывалось, на долю гематитовых и мартитовых руд приходится в настоящее время до 90 % мировой выплавки чугуна. В чистом виде содержит до 70 % Fe. Крупнейшее месторождение - Кривой рог, Украина.

Гётит, Fе3О4 . Н2O. Назван в честь немецкого поэта Гёте.Существует ряд бурых железняков, которые отличаются друг от друга количеством гидратной воды: гидрогематит Fe2O3.

0,1Н2О (твердый р-р воды в гематите), турьит (чернотал) 2Fe2O3 . Н2О (механическая смесь гидрогематита с гётитом)

гётит Fe2O3 . Н2О,

гидрогётит 3 Fe2O3 . 4Н2О

лимонит 2Fe2O3 . 3Н2О твердые растворы

ксантосидерит Fe2O3 . Н2О воды в гётите

лимнит Fe2O3 . Н2О

В этом ряду лишь гётит имеет собственную фиксированную рентгенограмму. Гидрогётит, лимонит, ксантосидерит и лимнит представляют собой твердые растворы воды в гётите; гидрогематит - твердый раствор воды в гематите. Турьит - механическая смесь гидрогематита и гётита. Истинная формула бурого железняка может быть определена прокаливанием его пробы до постоянной массы. Отметим также натечную разновидность бурого железняка - бурую стеклянную голову, а также прозрачную слюдку-лепидокрокит (FеО . ОН). Подавляющая масса бурого железняка осадочного происхождения имеет оолитовую структуру. Важная железная руда. В чистом виде содержит до 66,1 % Fе.

Хромит, (FеО Сr2O3). Синоним: хромистый железняк. Магматический. Разновидности: алюмохромит (FеО . (Сг, А1)2O3, магнохромит (Fе., Мg)0 . Сr2O3, хромпикотит (Fе, Мg)0. (Сг, А1)2O3. В паре со светлым змеевиком Мg6 [Si4O10](ОН)3 хромит дает структуры, по виду напоминающие крыло рябчика ("хромит - рябчик"). Встречается обычно в виде сплошных зернистых агрегатов или отдельных вкрапленных зерен. От похожего магнетита отличается бурой чертой и отсутствием магнитности. Важнейшая руда на хром. Месторождения: Кемпирсайское (Актюбинская область), Сарановское (Сев. Урал), Зимбабве (Африка).

Ильменит (FeO . TiO2). Название от Ильменских гор (Южный Урал). Синоним: титанистый железняк, пикроильменит (Мg, Fе)О . TiO2. Облик кристаллов толстотаблитчатый, ромбоэдрический. От похожего темного гематита отличается слабой магнитностью, буро-черной чертой. Магматического: Эксрсунд (Норвегия), Айрон-Маунтин (штат Вайоминг, США), Аккард-Лейк (Квебек, Канада).

Пиролюзит (МnО3). Название от греч. "пиро" - огонь и "люзис" - уничтожено (добавки пиролюзита уничтожают цветные окраски стекла). Хорошо ограненный пиролюзит называют полианитом. Осадочный. Характерные свойства: мягкий, оолитовый, землистый, черного цвета, пачкает руки. Важнейшая марганцевая руда, широко используемая при выплавке чугуна и стали, ферросплавов. Месторождения: Никопольское (Украина), Чиатурское (Грузия).

Браунит (Мn2O3). Название в честь немецкого химика К. Брауна. Разновидности содержат до 8 % SiO2 в виде механической тонкораспыленной примеси и до 10 % Fе, входящего в кристаллическую решетку минерала (Мn, Fе)2O3. Чаще всего наблюдается в виде склеенных зернистых агрегатов. Заметная спайность. От похожего пиролюзита отличается буроватым цветом черты, повышенной твердостью.

Корунд (А12O3). Название имеет индийское происхождение. Обычно в бочковидных, столбчатых, пирамидальных кристаллах синеватого, желто-серого, красноватого цвета. Прозрачные кристаллы корунда окрашены в различные цвета и являются драгоценными его разновидностями: лейкосапфир (бесцветный), рубин (красный), сапфир (синий), восточный топаз (желтый), восточный изумруд (зеленый) и восточный аметист (фиолетовый). Все перечисленные разновидности корунда имеют твердость 9, уступая лишь алмазу. В связи с этим восточные топаз, аметист и изумруд ценятся выше, чем обычные топаз (тв. 8), аметист (тв. 7) и изумруд (тв. 7,5 - 8). Легко определяется по цвету, форме кристаллов и высокой твердости. Широко используется в абразивной промышленности, где из корундового порошка изготавливают точильные круги, шлифовальные порошки.

Гидрооксиды алюминия гиббсит Аl(ОН)3, гидрагиллит Аl(OН)3, бёмит (АlO ОН) и диаспор (АlO . ОН) составляют основу боксита - ценного сырья, используемого для выплавки алюминия - или при производстве огнеупоров. Боксит кирпично-красного или красно-бурого цвета отличается от похожего бурого железняка красной чертой, а от красных глин тем, что не образует с водой пластичной массы. Месторождения боксита: Красная Шапочка, Североуральск, Ивдельск, Алапаевка (все на Урале),

Кварц (SiO2). Название от нем. "куерэрц" - поперечная руда (имеются в виду кварцевые жилы, располагающиеся обычно по трещинам поперек направления пластов горных пород). Кристаллы кварца имеют облик псевдогексагональных призм и дипирамид с характерной поперечной штриховкой граней призм. Земная кора содержит до 13 % (по массе) кварца, который является самым распространенным минералом на земле. Происхождение магматическое и гидротермальное. Легко узнается по форме кристаллов, раковистому излому и отсутствию спайности, высокой твердости.

Разновидности кварца: прозрачный бесцветный - горный хрусталь, прозрачные: желтый - цитрин, фиолетовый - аметист, дымчатый - раухтопаз (дымчатый кварц). Черный непрозрачный - морион.

Скрытокристаллическая непрозрачная разновидность (SiO2) с матовой поверхностью и восковым блеском называется халцедоном. Обычно белого цвета, натечный, аморфный, твердость 7, непрозрачный, спайность отсутствует. Разновидности, сердолик (красный), сардер (буро-коричневый), сапфирин (молочно-синий), плазма и хризопраз (зеленые), гелиотроп (зеленый с красными пятнами). Обычно халцедон имеет зональное строение; при этом пористость зон различна. При прохождении природных или технических водных растворов по порам происходит окрашивание этих зон. Так получается агат, т.е. зонально окрашенный халцедон.

Твердый аморфный гидрогель кварца (SiO2 . Н2О) называется опалом. Его прозрачные разновидности драгоценны. Опал распознается по эмалевидному излому, высокой твердости.

Драгоценные разновидности кварца, халцедона, агаты и опалы широко используются в ювелирном деле. Кварц используется также в промышленности: в оптике, для изготовления пьезокварцевых пластинок для звукоснимателей, в точной механике для изготовления опорных подшипников и подпятников, для изготовления химической посуды, а также в огнеупорном и стекольном производстве.

4.5 Карбонаты, сульфаты, вольфраматы, фосфаты

Общая характеристика групп дана в табл. 4.2. Карбонаты, составляющие около 1,7 % от массы земной коры, являются осадочными или гидротермальными минералами. С химической точки зрения это соли угольной кислоты - Н2СО3. Карбонаты имеют ионные кристаллические решетки; характерны малые плотности, стеклянный блеск, светлая окраска (за исключением карбонатов меди), твердость 3-5, реакция с разбавленной НСl. Карбонаты широко используются в черной металлургии в качестве флюса и как сырье для производства огнеупоров и извести.

Земная кора содержит 0,1 % (по массе) сульфатов, имеющих в основном химическое осадочное происхождение и представляющих собой соли серной кислоты Н2SO4. Обычно это мягкие, легкие, светлые минералы. Внешне они похожи на карбонаты, но не реагируют с НСl. Сульфаты используются в химической и строительной промышленности. Они являются чрезвычайно вредной примесью в железных рудах, так как при агломерации удается удалить в газовую фазу не более 60 - 70 % сульфатной серы.

Фосфаты имеют магматическое (апатит) и осадочное (фосфорит) происхождение. Вольфраматы встречаются чаще в гидротермальных и пегматитовых жилах.

Кальцит, СаСО3. Название от греч. "кальк" - жженая известь.

Синоним - известковый шпат. Осадочный органогенный, гидротермальный. Кристаллы в форме ромбоэдров. Совершенная спайность по ромбоэдру. Вскипает под действием разбавленной НСl на холоду. Разновидности: прозрачный, бесцветный - исландский шпат, ромбический белый - арагонит. В основном из кальцита состоят толщи осадочных пород: мела, известняка, мрамора. Из кальцита состоит и известковый туф - травертин.

Черная металлургия потребляет миллионы тонн известняка в качестве флюса. Кроме того, известняк обжигают на известь в строительной промышленности. Исландский шпат используется в оптике для изготовления поляризаторов.

Магнезит, МgСО3. Назван в честь греческой провинции Магнезия. Синоним: магнезиальный шпат. Облик кристаллов ромбоэдрический с совершенной спайностью по ромбоэдру. В большинстве случаев встречается в виде зернистых агрегатов снежно-белого цвета с раковистым изломом ("аморфный" магнезит) и в серых удлиненных зернах. Гидротермальный. Важное сырье для производства огнеупорного кирпича и заправочных порошков. Использование доломитизированного известняка улучшает качество агломерата, окатышей и снижает вязкость доменных шлаков. Месторождения: Саткинское (Россия), Вейч (Австрия), Ляо Тун и Шен-Кин (Сев. вост. Китай), Квебекское (Канада).

Малахит, CuCO3 Cu(OH)2. Название от греч. "малахэ" - мальва (имеется в виду зеленый цвет листьев мальвы). Азурит, 2CuCO3 Cu(OH)2. Название от персидского "лазвард" - голубой. Натечные, землистые, концентрически скорлуповатые. Вскипает под действием разбавленной HCl. Используются как декоративные поделочные камни, руды на медь.

Сидерит, FeCO3. Название от греч. слова, обозначающего железо. Синоним - железный шпат. Обычно в зернистых желтовато-белых, буроватых массах. Реагирует с холодной НС1, капля которой окрашивается в зеленый цвет. Гидротермальный. Сидерит содержит до 48,3 % Fe и используется в качестве железной руды. Месторождения:

Бакальское (Юж. Урал), Керченское (Украина).

Родохрозит, MnCO3. Название от греч. "родон" - роза и "хрос" - цвет. Синоним: марганцевый шпат. Обычно в виде зернистых агрегатов розового, малинового цвета, черта белая. Реагирует с холодной HCl. Гидротермальный. Используется в качестве марганцевой руды. Месторождения: Чиатурское (Грузия), Полуночное (Сев. Урал), Оброчище (г. Варна, Болгария).

Гипс, CaSO4 2H2O. Название от греч. термина, относившегося к обожженному гипсу и к штукатурке. Разновидности: волокнистый гипс - селенит; пластинчатый, прозрачный - "марьино стекло"; тонкозернистая плотная массивная разновидность - алебастр. Технический алебастр (CaSO4 0,5H2O) получают обжигом гипса. Характерны таблитчатые кристаллы с совершенной спайностью, двойники срастания и другие, напоминающие розы. От похожего ангидрида отличается меньшей твердостью. От кальцита - отсутствием реакции с НС1. Используется в строительном деле, в химии и в медицине, а также для изготовления скульптур и предметов искусства. Месторождения: на западном склоне Урала, Артемовское (Донбасс) и во многих других районах.

Барит, ВаSO4. Название от греч. "барос" - тяжесть. Синоним тяжелый шпат. Встречается в виде белых, серых таблитчатых кристаллов с совершенной спайностью, а чаще в виде зернистых агрегатов. Легко отличается от карбонатов по высокой плотности и отсутствию реакции с НС1; от других сульфатов и от силикатов - по плотности. Используется в нефтяном деле для цементации рыхлых пород в стенках скважин, в химии, а также для изготовления "баритовой штукатурки", поглощающей рентгеновские лучи в лабораториях и больницах. Вредная примесь в железных рудах. Месторождения: в Грузии, Туркмении, Центр. Казахстане и на Южном Урале.

Вольфрамит, (Mn, Fe)WO4. Название от нем. "волчья пена" (примесь этого минерала к оловянным рудам дает при их проплавке шлак цвета волчьей шерсти). Синоним: Волчец. Обычно в виде толстотаблитчатых и призматических кристаллов со штриховкой на гранях или в виде зернистых агрегатов. Характерны буровато-черный цвет, бурая черта и высокая плотность. Важнейшая руда на вольфрам. Используется в металлургии для получения твердых сплавов и быстрорежущих инструментов, а также в электротехнической промышленности для изготовления нитей накаливания в электролампах и рентгеновских трубках. Месторождения: Юнань (КНР), на полуострове Малакка и в Бирме, Корнуэл (Англия), Бейра-Бейкс (Португалия), Тана (Боливия), Боулдэр (Колорадо, США).

Шеелит, CaWO4. Назван в честь шведского химика Шееле (1742 -1786 гг.). Встречается в дипирамидальных, псевдооктаэдрических кристаллах, а также в виде неправильной формы включений желтоватого цвета с алмазным блеском и явной спайностью. Вторая по значению вольфрамовая руда. Месторождения: Ср. Азия, Саксония, Циннвальд (Чехия), Пьемонт (Италия), Андалузия (Испания), Хуанкайя (Перу), штаты Калифорния, Аризона, Невада, Коннектикут (США).

Апатит. Название от греч. "апатао" - обманываю (похож на драгоценный берилл (изумруд) и турмалин, что затрудняло диагностику). Наиболее распространен фторапатит Ca5[PO4]3F или 3[3СаО P2O5] CaF2, но встречается и хлорапатит - Ca5[PO4]3Cl или 3[3СаО P2O5] CaCl2. Встречается в виде шестигранных призм и игл бледно-зеленого, изумрудно-зеленого и голубого цвета. Излом неровный, раковистый. Широко распространен также в виде зернистых, плотных масс белого цвета. От драгоценных изумруда и аквамарина отличается меньшей твердостью (апатит не царапает стекла).

Вместе с виванитом Fe3[PO4]2 8H2O ("синяя земля") апатит является обычно основным носителем фосфора в железных рудах; присутствие этих минералов в железной руде затрудняет металлургический передел, обесценивает руду, так как фосфор придает стали хладноломкость.

4.6 Силикаты и алюмосиликаты

Земная кора на 75 % (по массе) состоит из силикатов, число которых составляет почти треть от всех известных к настоящему времени минералов. Силикаты являются важнейшими породообразующими минералами. В природе Si находится всегда только в соединении с кислородом (муассонит, SiC, встречающийся в метеоритах, является единственным исключением из этого правила).Четырехвалентный катион Si4+ окружен четырьмя анионами кислорода, расположенными по вершинам тетраэдра, что дает группу [SiO]4, сочленяющуюся с соседними группами только через вершины тетраэдра. Особенности мотивов сочленения силовых тетраэдров [SiO]4- в пространстве положены в основу классификации силикатов.

В алюмосиликатах часть позиций Si4+ в центрах силовых тетраэдров занимает Al3+ ионный радиус которого (0,045 нм) близок к ионному радиусу Si4+ (0,039 нм). Электронейтральность системы обеспечивается катионами металлов, располагающимися, как впрочем и Si4+ , Al3+ и О2- по одной из 14 элементарных решеток Бравэ (геометрический мотив структуры сложных кристаллических решеток силикатов).

С химической точки зрения силикаты являются солями кремниевых кислот и делятся на водные и безводные. Большая часть силикатов имеет магматическое или гидротермальное происхождение. Силикаты являются важнейшими составляющими горных пород .

Для большинства силикатов характерны: стеклянный блеск, небольшие плотности, высокие твердости. От карбонатов они легко отличаются по отсутствию реакции с HCl.

Физические свойства силикатов в значительной мере обусловливаются особенностями их кристаллических решеток. Так, кристаллы силикатов с изолированными тетраэдрами обычно изометричны, кристаллы силикатов с одинарными (пироксены) и сдвоенными (амфиболы) цепочками тетраэдров имеют столбчатый, шестоватый, игольчатый облик. Силикаты с листами из тетраэдров имеют соответственно чешуйчатый, листоватый облик. Наконец, силикаты с трехмерными каркасами из тетраэдров характеризуются спайностью по нескольким направлениям (шпаты).

Используются в керамическом и огнеупорном производствах, в строительстве, в электротехнике (слюды). В железных рудах силикаты являются пустой породой и в доменных печах переходят в основном в шлак. На обогатительных фабриках после измельчения руды до (-0,074 мм) на магнитных сепараторах отделяют большую часть силикатов в хвосты, направляя рудный минерал - магнетит - в концентрат, используемый затем металлургами.

Силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4-. Оливин, (Mn, Fe)2SiO4. Название по цвету плодов оливкового дерева, Синоним: перидот. Прозрачная драгоценная разновидность называется хризолитом. Широко распространен в природе как составляющая ультраосновных магматических пород. Обычно в виде зернистых агрегатов. Характерны: зеленовато-желтый цвет, стеклянный блеск и неровный излом. Применяется в камнелитейном производстве. Иногда добавляется к очень богатым концентратам обогащения железных руд для улучшения свойств связки в окатышах и агломерате и разжижения доменных шлаков.

Топаз, Al2[SiO4](F, OH)2. Название дано по острову Топазос в Красном море, где добывали в древности этот минерал. Встречается в виде призматических кристаллов с вертикальной штриховкой (отличие от кварца, для которого характерна поперечная штриховка граней гекса-гональной призмы). Характерны высокая твердость (8), совершенная спайность. В большинстве случаев желтого цвета. Используется в ювелирном деле.

Дистен, Al2[SiO4]O. Название от греч. - "двоякосопротивляющийся". Имеется в виду сильная анизотропия минерала по твердости (вдоль удлинения столбчатых кристаллов - 4,5, в поперечном направлении -до 7). Легко распознается по голубой и синей окраске (второе название минерала - кианит - связано с его синим цветом).

Биотит. Название в честь франц. физика Био (1774 - 1862 гг.), черная слюда. При выветривании из биотита вымываются водой Fe, К, F и происходит его насыщение молекулами воды с образованием желто-бурого вермикулита. Молекулярная вода располагается между листочками этой слюды; при нагревании водяные пары раздвигают листы с огромным увеличением объема слюды в направлении, перпендикулярном плоскостям листочков слюды. При этом образуются червеобразные движущиеся пакеты слюды ("вермикулос" - греч. - червячок). Флогопит - слюда желтовато-бурого, огненного цвета (от греч. "флогопос" - огнеподобный) близок по составу к биотиту.

Тальк. Старинное арабское название минерала. Характерны бледно-зеленые, серо-белые листоватые, чешуйчатые жирные наощупь агрегаты или плотные массы (стеатит). В отличие от талька у мусковита листочки упругие, гибкие. Используется как теплоизоляционный материал при футеровке металлургических печей.

Серпентин (лат. "змеевидный"). Синоним: змеевик. Пятнистая поверхность минерала напоминает змеиную кожу. Разновидности: плотный, полупрозрачный благородный змеевик (офит), листоватый чешуйчатый (антигорит), волокнистый хризотил-асбест (горный лен) имеют состав одинаковый с серпентином.

Мусковит. Название от итальянского названия Москвы - "муска" (слюда из Москвы вывозилась в Европу и ее листы вставлялись в окна под названием "Московское стекло"). Бесцветен. Разновидности: ярко-зеленая - фуксит, фиолетовая - лепидолит, шелковистая - серицит. Используется в качестве диэлектрика в электротехнике, а также в строительном деле и в химической промышленности. Вставляется в окна и гляделки металлургических печей, используется в качестве теплоизоляции.

Полевые шпаты составляют ~ 50 % (по массе) земной коры. Это важнейшие породообразующие минералы.

По величине угла между двумя системами спайности полевые шпаты делятся на плагиоклазы (греч. "косораскалывающиеся") и ортоклазы (греч. "прямораскалывающиеся"). Плагиоклазы представлены непрерывным рядом твердых растворов от альбита Na[AlSi3O8] (от греч. "белый") до анортита (от греч. "косой"). Промежуточный член этого ряда - Лабрадор - красивый отделочный камень темно-серого цвета с синими отливами на плоскостях спайности. Другие члены ряда различаются между собой с трудом. Все они белые, светлые или серые, с твердостью 6 - 6,5 и углами между системами спайности от 86° до 86°30'.

Ортоклаз, KАl[Si3O8] (монокл.) отличается от серо-белых плагиоклазов углом 90° между системами спайности и желто-буро-красноватой окраской. Микроклин с той же химической формулой, но с триклинной решеткой, отличается от ортоклаза лишь меньшим углом между системами спайности (89°40', греч. "незначительно отклоненный"). Разновидность микроклина - амазонский камень (амазонит) - окрашен в зеленый цвет катионами дважды ионизированного цезия.

Нефелин, NaAlSiO4 (в крепких кислотах дает облаковидный кремнезем; ("нефели" - греч. - облако). Диагностируется по серовато-красноватой окраске и жирному блеску поверхности. Нефелин может быть использован в качестве сырья при производстве глинозема и алюминия.

Лейцит, K[AlSi2O6]. Название от греч. "лейкос" - светлый. Легко узнается по весьма характерной форме бесцветных, серых кристаллов, обычно вкрапленных в нефелин и щелочные пироксены в виде тетрагонтриоктаэдров.

Скаполит. Название от греч. "скапос" - столб, "литоc" - камень (имеется в виду призматический, вытянутый столбчатый облик кристаллов). От похожих светлых полевых шпатов отличается явно тетрагональной формой кристаллов и меньшей твердостью.

Лазурит. Название по ярко синей окраске минерала. Синоним: ляпис-лазурь. Легко распознается по окраске. Ценный поделочный камень.

4.7 Характеристика горных пород

Земная кора сложена из горных пород, представляющих собой агрегаты (сочетания) минералов более или менее постоянного состава или скопления одного минерала, образующее самостоятельное геологическое тело. Петрография (греч. "петрос") - камень; "графо" - пишу - наука, изучающая горные породы.

Классификация горных пород ведется по их генезису. Различают магматические горные породы (кристаллизация магмы), осадочные и метаморфизованные породы.

Магматические горные породы, в свою очередь, делятся на интрузивные, образовавшиеся при медленной кристаллизации силикатной магмы в глубинных зонах земной коры, и эффузивные - формирующиеся при быстром охлаждении магмы, излившейся на поверхность Земли при извержении вулканов. Первые характеризуются кристаллическим строением и не содержат стекла, вторые почти целиком состоят из стекла. Таким образом, магма одного и того же состава в зависимости от скорости охлаждения может дать резко отличающиеся по виду полнокристаллическую интрузивную горную породу или его излившийся эффузионный стекловатый аналог.