2. Краткие сведения о породообразующих минералах

Минералы делят на классы по химическому составу. Названия классов, как можно видеть из табл.1, совпадают с названиями групп химических соединений.

Способ записи химических формул минералов групп оксидов: карбонатов и сульфатов ничем не отличается от принятого в химии. Более сложные химические формулы силикатов и алюмосиликатов, принято записывать одним из двух способов (см. в табл.1 формулы ортоклаза). Первый способ записи – кристаллохимическая формула (для ортоклаза это K[AlSi₃O₈]) – отражает строение кристалла минерала. Вторая формула (K₂OAl₂O₃6SiO₂) называется стехиометрической. Она показывает только соотношение содержания химических элементов (в пересчете на условные оксиды) в минерале.

Более чем две трети минералов – это силикаты, алюмосиликаты или их «водные» разновидности, называемые гидросиликатами и гидроалюмосиликатами. Поэтому поясним более подробно строение и кристаллохимические формулы этих весьма распространенных минералов.

Структурной единицей атомно-молекулярного строения силикатов является так называемый кремнекислородный тетраэдр (рис.1а.) – ион SiO₄^4- (атом кремния располагается в геометрическом центре тетраэдра, атомы кислорода – в вершинах тетраэдра). Кремнекислородные тетраэдры, соединяясь вершинами, ребрами или гранями, могут образовывать в силикатах цепи и кольца. Такие более сложные структуры также представляют собой отрицательные ионы – анионы (рис1б,в,г). Катионы металлов (K⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и др.) удерживаются кремнекислородными анионами силой электростатического притяжения (ионная связь – по химической терминологии).

В алюмосиликатах некоторые из атомов кремния в тетраэдрах замещены на алюминий, в результате чего алюмосиликатные анионы при одной и той же конфигурации с силикатными имеют больший отрицательный заряд. В гидросиликатах и гидроалюмосиликатах в состав кристаллической ячейки входят также гидроксоионы.

Из свойств минералов отметим те, по которым чаще всего идентифицируют минералы.

Блеск минералов – способность отражать свет от своей поверхности. По блеску минералы легко разделить на две группы: обладающие металлическим блеском и имеющие неметаллический блеск. Металлический блеск на свежем изломе имеют самородные металлы. Руды металлов (чаще всего содержащие оксиды) имеют преимущественно тусклый металлический блеск. Неметаллический блеск может быть различным: стеклянным, перламутровым, шелковистым, жирным, восковым.

Таблица 1.

Некоторые породообразующие минералы

Группа	Название	Разновидности, синонимы	Химическая формула (хим. название)	Примечания
1	2	3	4	5
Оксиды	Кварц	Горный хрусталь, аметист, морион	SiO2 (кристаллический оксид кремния)	Входит в состав гранита, гнейса, кварцита, песчаника и др. пород. Мелкозернистый рыхлый кварц – песок
	Опал, халцедон.	Сердолик, благородный опал и др. Агат, оникс, кремень.	Халцедон - SiO2 (аморфный), опал -SiO2nH2O (аморф.)	Натечные образования, включения в разных породах, входит в состав диатомита, трепела
	Магнетит	Магнитный железняк	Fe3O4 или Fe2O3FeO (оксид железа III-II)	Железная руда – магнетит
	Гематит	Красный железняк	Fe2O3 (оксид железа III)	Железная руда – гематит
Силика-ты и алюмосиликаты	Полевые шпаты	Ортоклаз, микроклин плагиоклаз, амазонит, лабрадор и др.	Ортоклаз: K[AlSi3O8] или K2OAl2O36SiO2 (алюмосиликат калия)	Входит в состав гранитов, сиенитов, гнейсов и др. пород. При выветривании образует каолинит (глин. минерал)
	Слюды.	Мусковит, биотит, флогопит и др.	Мусковит: KAl2[AlSi3O10](OH)2	Входит в состав гранитов и др. кислых пород.
	Fe-Mg силикаты	Роговая обманка, авгит, оливин и др.	Оливин: (Mg,Fe)2[SiO4]	Входит в состав темных основных пород-габбро, базальт, диабаз и др.
	Каолинит	Каолин	Al2[Si2O5](OH)4 (гидросиликат алюминия)	Породы – глины белые или обычные, если Al частично замещен Fe
Карбонаты	Кальцит	Исландский шпат, известковый шпат	СаСО3 (карбонат кальция)	Породы – известняки, мраморы.
	Магнезит	Магнезиальный шпат	MgCO3 (карбонат магния)	Порода – магнезит
	Доломит		CaMg(CO3)2 (двойная соль)	Порода – доломит
Сульфаты	Гипс	Марьино стекло, селенит	CaSO42H20 (двуводный сульфат Са)	Порода – гипс, гипсовый камень
	Ангидрит		CaSO4 (сульфат кальция)	Порода – ангидрит

Рис.1. Кремнекислородные анионы: a) SiO₄^4-, б) Si₂O₇^6-, в) Si₄O₁₂^8-, г) Si₄O₁₁^6-.

Твердость – это сопротивление твердого материала внедрению в его поверхностный слой другого материала при вдавливании или царапании. По вдавливанию определяют твердость пластичных материалов, например, металлов. Для каменных материалов (как природных, так и искусственных) твердость определяют с помощью так называемой шкалы Мооса. Шкала Мооса – список из десяти минералов, пронумерованных соответственно от 1 до 10, так что каждый последующий минерал имеет твердость на единицу больше предыдущего.

Таблица 2.