ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЛИТОСФЕРЫ
МИНЕРАЛЫ
Земля состоит из множества химических элементов - кислорода, азота, кремния, железа и т. д. Соединяясь между собой, химические элементы образуют минералы. Всего в природе насчитывается около 2650 минералов, которые образуют 3780 минеральных разновидностей (табл. 4). Для их определения и изучения большое значение имеют физические свойства, к которым относят облик кристаллов, блеск, цвет минерала, цвет черты минерала, прозрачность, твердость, спайность, излом и удельный вес.
Таблица 4
Кристаллохимические кларки (средние содержания) распределения минералов в природе
Классификационная группа минерала |
Процент минералов данной группы |
Основные составы минералов |
С приближенным учетом химических разновидностей минералов |
1. Самородные |
2,2 |
59 |
83 |
2. Сульфиды |
14,3 |
380 |
540 |
3. Хроматы (хромшпинелиды) |
0,6 |
15 |
23 |
4. Вольфраматы и молибдаты |
0,4 |
10 |
15 |
5. Оксиды |
13,8 |
365 |
522 |
6. Силикаты |
22,9 |
607 |
866 |
7. Фосфаты |
15,6 |
413 |
590 |
8. Нитраты |
8,6 |
229 |
325 |
9. Сульфаты |
9,4 |
250 |
88 |
10. Галогениды |
4,9 |
130 |
185 |
11. Йодаты |
0,2 |
5 |
7 |
12. Бораты |
2,6 |
70 |
98 |
13. Карбонаты |
3,6 |
94 |
136 |
14. Органические соединения |
0,9 |
23 |
34 |
Всего |
100 |
2650 |
3780 |
По облику выделяют кристаллы с изометричными формами, вытянутыми в одном или в двух направлениях.
Блеск минералов подразделяют на стеклянный, алмазный, полуме-таллический, металлический, жирный, восковой, матовый. У минера-
лов с параллельно-волокнистым строением наблюдается шелковистый отлив (асбест, селенит, тигровый глаз), прозрачных минералов со слоистой кристаллической структурой - перламутровый отлив (мусковит, гипс, тальк и др.).
Цвет минералов - один из важнейших признаков, по которым диагностируют минералы. Под термином «цвет черты» подразумевается цвет тонкого порошка минерала, если проводить им по матовой поверхности фарфоровой пластины.
Прозрачность - свойство вещества пропускать через себя свет. По нему различают прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные минералы.
Для оценки твердости принята шкала Мооса, представленная десятью минералами, из которых каждый последующий своим острым концом царапает все предыдущие: тальк - гипс - кальцит - флюорит -апатит - ортоклаз - кварц - топаз - корунд - алмаз.
Спайностью называется способность кристаллов раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим плоскостям, параллельным действительным или возможным граням. Здесь принята пятиступенчатая шкала спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя, несовершенная, весьма несовершенная, переходящая в раковистый излом, как у толстого стекла.
Удельный вес минералов изменяется от небольших значений (2,1— 2,5 т/м3 у галита) до очень высоких (23 т/м3 у осмистого иридия).
Например, у кварца (8102) форма кристаллов призматическая, блеск стеклянный, спайность отсутствует, излом раковистый, твердость 7 баллов, удельный вес 2,65 г/см3, из-за высокой твердости черты не имеет; у галита (№С1) форма кристалла кубическая, твердость 2 балла, удельный вес 2,1 г/см3, блеск стеклянный, цвет белый, цвет черты также белый, спайность совершенная, вкус соленый и т. д.
Большинство минералов имеют кристаллическое строение. Форма кристалла для данного минерала всегда постоянна. Например, кристаллы кварца имеют форму призмы, галита - форму куба и т. д. Размеры минералов колеблются от микроскопических до гигантских. Так, на острове Мадагаскар найден кристалл берилла длиной 8 м и в поперечном сечении 3 м. Вес его составляет почти 400 т.
Объемное разделение минералов Земли. Минералы по происхождению подразделяют на магматические, осадочные, метаморфические, метасоматические, контактово-пневматолитовые и пневматолитовые, гидротермальные, экзогенного выветривания, органогенного происхождения. Распределение породообразующих минералов в земной коре соответствует соотношению основных групп горных пород (табл. 5). В земной коре наиболее распространены порядка 40-50 минералов, которые называются породообразующими.
Существуют различные классификации минералов: по происхождению, форме кристаллов и т. д. Но наибольшее значение для исполь-
зования минералов в промышленных целях имеет их химическая классификация. Большая часть минералов состоит из двух или нескольких химических элементов. Некоторые минералы образованы одним химическим элементом. О содержании химических элементов в минерале можно узнать по его химической формуле.
Таблица 5
Распределение породообразующих минералов в земной коре
Минералы |
Объемное %о-е содержание |
Минералы |
Объемное %-е содержание |
Кварц |
12 |
Глинистые минералы (включая хлориты) |
4,6 |
Калиевые полевые шпаты |
12 |
||
Плагиоклазы |
39 |
Кальцит и арагонит |
1,5 |
Слюды |
5 |
Доломит |
0,5 |
Амфиболы |
5 |
Магнетит |
1,5 |
Пироксены |
11 |
Остальные |
4,9 |
Оливин |
3 |
Сумма |
100 |