Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Классифицировать минералы можно по ряду признаков. Можно выделять минералы по ведущему или характерному элементу, рассматривая, например, минералы, содержащие медь, свинец, вольфрам, бериллий и т.д. Существуют генетические классификации, в которых минералы выделяются по происхождению, например, минералы магматические, пегматитовые, скарновые и т.д. Возможно разделение минералов по кристаллографическому признаку, то есть отнесение к той или иной сингонии. Все эти классификации неудовлетворительны по ряду причин, но могут быть использованы как дополнительный справочный материал.

Наиболее распространенной является химическая классификация минералов. В основу выделения групп в этой классификации положен химический принцип. Однако понимание многочисленных свойств минералов и вопросов их генезиса невозможно без строгой увязки химического состава минералов с пространственным расположением атомов, ионов, молекул в кристаллической структуре. Поэтому классифицировать минералы нужно по химическому принципу с обязательным учетом структурных особенностей минералов.

По характеру связей между атомами можно выделить следующие типы химических соединений.

I тип. Свободные атомы элементов. Сюда относятся минералы, встречающиеся в природе в самородном виде. В этом типе рассматривается один класс минералов – самородные элементы.

II тип. Соединения катионов с простыми анионами.

 В этом типе рассматриваются три класса минералов:

1. сернистые соединения, или сульфиды. Это соединения металлов с серой или аналогами серы – мышьяком, сурьмой.

2. галоидные соединения, или галогениды. Относящиеся сюда минералы представляют собой соединения с галогенами – хлором, фтором и реже бромом и йодом,

3. окислы или оксиды – соединения металлов с кислородом.

III тип. Соединения катионов с комплексными анионами.  Отличительной особенностью этого типа соединений является присутствие в кристаллических структурах минералов с комплексными анионами, которые характеризуются очень прочной связью ионов кислорода с центральным катионом комплекса. Таковы анионные комплексы или радикалы – (SiO₄)^2-, (BO₃)^3-, (AsO₄)^3-, (PO₄)^3-, (CO₃)^2-, (SO₄)^2-, (NO₃)^-.

Эти комплексные анионы, прочно связанные между собой, представляют самостоятельные структурные единицы в кристаллических структурах минералов. Форма их может быть различной. Так, например, анионный комплекс (SiO₄)^4- имеет форму правильного тетраэдра, причем в центре тетраэдра находится ион Si⁴⁺, а в вершинах – ионы кислорода. Комплексные анионы (BO₃)^2- и (CO₃)^2- представляют собой плоские треугольники, в вершинах которого находятся анионы кислорода, а под центром соответствующий катион. Анионные комплексы (PO₄)^3- и (SO₄)^2- имеют форму тетраэдров. Существуют и более сложные анионные комплексы, которые будут рассмотрены при изучении класса силикатов.

Классификация минералов:

1. Самородные элементы.

2. Сернистые соединения (сульфиды).

3. Галоидные соединения (галогениды).

4. Окислы и гидроокислы.

5. Силикаты.

6. Бораты.

7. Карбонаты.

8. Фосфаты, арсенаты, ванадаты.

9. Сульфаты.

10. Вольфраматы и молибдаты.

Последние пять классов минералов объединены одним названием – оксосоли.

В каждом из этих классов по характеру химической связи, составу, структурным особенностям выделяются подклассы и группы минералов. 

 

Контрольные вопросы

1. Каков основной принцип, положенный в основу химической классификации минералов?

2. Назовите основные классы минералов.

 

Класс самородные элементы

Отличительным свойством самородных элементов состоит в том, что их структура, в общем, сложена только одним видом атомов. В действительно­сти состав их всегда более сложен в связи с существованием разного рода смесей типа сплавов или растворов. В большей своей части это минералы редкие и очень редкие.

Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки. Выделившись однажды, подобные элементы сохраняются неопределенно долгое время (платина, золото, алмаз, графит). Самородное состояние характерно также для элементов, которые хотя и обнаруживают химическую активность, легко восстанавливаются из своих соединений в земной коре (медь, сера).

Группа золота

Медь Cu. Сингония: кубическая. Кристаллы кубические, кубооктаэдрические; часто сплошные массы; ветвистые сростки кристаллов, желваки, крупные само­родки до 1000 т. Спайность: отсутствует. Излом: крючковатый. Твердость: 2,5 – 3. Плотность: 8,5 – 9. Ковкий. Цвет: светло-розовый, на воздухе быстро темнеет. Цвет черты: медно-красный. Блеск: металлический. Растворяется в соляной кислоте.

Происхождение. Гидротермальный — выделяется из термальных водных растворов вблизи поверхности; гипергенный — образуется в связи с выветриванием медных минералов.

Сопровождающие минералы: малахит, халькозин, кварц, халькопирит, кальцит.

Золото Au . Сингония: кубическая. Кристаллы кубические и додекаэдрические; зерна; дендриты; трубчатые, нитевидные агрегаты; самородки. Спайность: отсутствует. Твердость: 2,5 – 3. Плотность: 15,5 – 19,3. Ковкий (из 1 г золота можно растянуть до 3 км проволоки или раскатать пластинку в 27 м²). Цвет: от ярко-золотистого до красновато-золотистого и почти серебряно-белого в зависимости от количества примесей. Цвет черты: желтый. Блеск: сильный металлический. Растворяется только в царской водке.

Происхождение. Гидротермальный – в кварцевых, кварцево-сульфидных и др. жилах; известно в россыпях.

Сопровождающие минералы: кварц, арсенопирит, халькопирит, пирит, гетит, лимонит.

Разновидности: электрум – золото содержащее более 20 % серебра; медистое золото содержит до 20 % меди.

Серебро Ag. Сингония: кубическая. Кристаллы в виде октаэдров, додекаэдров; агрегаты проволочные, дендритовые; налеты; небольшие самородки. Спайность: отсутствует. Излом: крючковатый. Твердость: 2,5 – 3. Плотность: 9,6 – 12. Ковкий. Цвет: серебряно-белый, часто с желтой или черной побежалостью. Цвет черты: серебряно-белый, блестящий. Блеск: металлический. Растворяется в соляной кислоте с образованием белого творожистого осадка.

Происхождение. Гидротермальный — в жилах средних и низких температур, кварцевых, кальцитовых, баритовых; в зонах цементации и окисления сульфидно-полиметаллических месторождений серебра.

Сопровождающие минералы: аргенит, галенит, флюорит, пирит, халькопирит, кварц.

Платина Pt. Сингония кубическая. Кристаллы кубические; агрегаты обычно чешуйчатые; самородки. Спайность: отсутствует. Твердость: 4 – 4,5. Плотность: 14 – 19 (для чистой платины 21,5). Ковкий. Цвет: серебряно-белый, оловянно-белый до серо-стального. Цвет черты: серебряно-белый. Блеск: металлический. Растворяется в царской водке.

Происхождение. Магматический – в ультраосновных (дунитах) и основных породах; встречается в россыпях.

Сопровождающие минералы: оливин, магнетит, ильменит, самородное золото, иридий, сульфиды.

Применение: кислото- и огнеупорный материал; катализатор; драгоценный металл; проводник электричества.

Алмаз С. Сингония: кубическая. Кристаллы октаэдрические, иногда ромбододекаэдрические, тетраэдрические; двойники по шпинелевому закону; зернистые скопления; сростки; агрегаты радиально-волокнистой структуры. Спайность: совершенная по октаэдру. Излом: раковистый. Твердость: 10. Плотность: 3,5. Цвет: бесцветный, желтоватый, зеленоватый, синеватый, красноватый, черный. Блеск: алмазный.

Происхождение. Магматический – образуется из жидкой ультраосновной магмы, богатой летучими компонентами; с больших глубин выносится взрывными процессами; коренные месторождения представляют собой трубообразные тела, выполненные кимберлитом; известен в россыпях.   

Сопровождающие минералы: пироп, ильменит, гематит, магнетит, графит.

Применение: драгоценный камень, абразив, используется в электронной промышленности.

Графит С – от греческого «графо» - пишу. Сингония: гексагональная. Кристаллы пластинчатые; агрегаты чешуйчатые, листоватые; плотные массы. Спайность: весьма совершенная. Излом: ровный. Твердость: 1 – 2. Плотность: 2 – 2,2. Цвет: от серо-стального до черного. Цвет черты: черный. Блеск: металлический.

Происхождение. Магматический – связан с пегматитовыми и кварцевыми жилами; метаморфический – в гнейсах, кристаллических сланцах; в контактах каменного угля с изверженными породами.

Сопровождающие минералы: пирит, гранат, шпинель.

Применение: изготовление тиглей, электродов, смазочных веществ, карандашей, замедлитель нейтронов в атомных реакторах.

Сера S. Сингония ромбическая. Кристаллы в виде бипирамид, тонких пластинок; агрегаты зернистые, волокнистые; массивные скопления; друзы; натечные формы. Спайность: отсутствует. Излом: раковистый. Твердость: 1,5 – 2. Плотность: 2 – 2,1. Хрупкий. Цвет: желтый, серо-желтый. Цвет черты: желтый. Блеск: жирный, стеклянный.

Происхождение. Осадочный – хемогенный или биохимический; вулканический – в результате разложения сернистых газов.

Сопровождающие минералы: кальцит, арагонит, гипс, ангидрит, галит.

Применение: используется для изготовления серной кислоты.

Контрольные вопросы

1. Для каких элементов характерно нахождение в самородном виде?

2. Дайте характеристику платине.

3. Происхождение самородного золота.

4. Охарактеризуйте основные свойства и происхождение графита.

5. Происхождение алмаза, с какими породами связаны месторождения алмазов?

6. Дайте характеристику самородной меди.

7. Какие формы нахождения характерны для самородного серебра?

 

 

Класс галоиды

Этот класс включает соединения, обладающие полностью ионной связью (фтористые, хлористые, бромистые, йодистые соединения). Наибольшее распространение имеют соединения фтора и хлора. Включает около 100 минералов.

 Соединения фтора по происхождению это в основном магматические, пневматолитические и гидротермальные минералы.

Хлористые соединения это химические осадки морей и озер, либо продукты зоны окисления сульфидных месторождений.

Галит NaCl Halit – от греческого «галос» - морская соль. Сингония: кубическая. Кристаллы кубические; агрегаты крупнокристаллические, зернистые; плотные массы. Спайность: совершенная по кубу. Излом: раковистый. Твердость: 2. Плотность: 2,1 – 2,2. Хрупкий. Цвет: бесцветный, белый, желтоватый, красноватый, голубоватый. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный, жирный. Растворим в воде. На вкус соленый.

Происхождение. Осадочный – химический осадок морей и озер; продукт вулканической сублимации.

Сопровождающие минералы: ангидрит, гипс, сильвин, доломит.

Разновидности: каменная соль – образовавшаяся в прежние геологические периоды в виде пластов и штоков в горных породах; самосадочная соль, образуется в современный период.

Применение: источник пищевой соли.

Сильвин KCl Sylvin – в честь голландского физика, химика Сильвиуса. Сингония: кубическая. Кристаллы кубические; агрегаты зернистые или плотные, крупнокристаллические до мелкокристаллических. Спайность: совершенная по кубу. Твердость: 2. Плотность: 1,9 – 2,0. Хрупкий. Цвет: бесцветный, белый, серый, красноватый, желтоватый. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный, жирный. Растворяется в воде. На вкус горько-соленый.

Происхождение. Осадочный – химический осадок морей и озер; продукт вулканической сублимации.

Сопровождающие минералы: галит, ангидрит, доломит.

Применение: источник калия.

Флюорит CaF₂ Fluorit. Сингония: кубическая. Кристаллы кубические, реже – октаэдрические; агрегаты зернистые, шестоватые, радиально-лучистые, слоистые; плотные массы; двойники прорастания. Спайность: совершенная. Излом: раковистый. Твердость: 4. Плотность: 3,1 – 3,2. Хрупкий. Цвет: бесцветный, желтый, зеленый, фиолетовый, синий, розовый, черный. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный. Растворяется в концентрированной соляной кислоте выделяя HF.

Происхождение. Гидротермальный – в жилах; пневматолитический – в грейзенах и пегматитах; гипергенный.

Сопровождающие минералы: кварц, халькопирит, галенит, сфалерит, кальцит, доломит, гипс, серебросодержащие минералы, апатит, турмалин, топаз.

Разновидности: оптический флюорит – прозрачные бесцветные разности; ратовкит – землистый, бледно-фиолетовый (гипергенный); радиофлюорит – радиоактивный от изоморфной примеси радия, очень редкий.

Применение: источник фтора, используется в оптических приборах.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте флюорит, назовите основные области применения флюорита.

2. Чем отличаются галит и сильвин, дайте характеристику основным физическим и химическим свойствам этих минералов.

3. Каково происхождение галита, сильвина?

 

 

Класс силикаты

Силикаты — важнейшие породообразующие минералы. Число си­ликатов около 800. По массе на их долю приходится до 80% земной коры. Химический состав в большинстве сложный. Главные компоненты Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, К, иногда Mn, Ti, В, а также Zr, Li, F и некоторые другие.

Различают следующие структурные типы силикатов.

I. Островные. К ним относятся:

Силикаты с изолированными тетраэдрами и группами тетра­эдров.

Ортосиликаты — кремнекислородные тетраэдры не имеют об­щих кислородов, их связь осуществляется через посредство других атомов. В химической формуле силикатов этого типа можно выделить группировку [SiO₄]^4-.

Диортосиликаты — от предыдущих отличаются тем, что в их структуре наблюдаются обособленные пары кремнекислородных тет­раэдров, имеющие по одному общему кислороду [Si₂O₇]^6-.

Силикаты с кольцевыми анионными радикалами.

Кольцевые силикаты отличаются наличием обособленных кольцевых группировок из трех, четырех или шести тет­раэдров. Их радикалы, соответ­ственно, [Si₃O₉]^6-, [Si₄O₉]^8-, [Si₆0₁₈]^12-

II .      Цепочечные.

Структу­ры этих силикатов представ­ляют собой обособленные не­
прерывные цепочки, в которых у каждого тетраэдра по два общих кислорода.
Радикал структуры (Si₂O₆)^4-.