Классификация минералов

В природе по различным подсчетам определены от 2500 до 8000 минералов и минеральных видов (включая различные названия одного и того же минерала).

В основе классификации минералов лежат два признака: химический состав и строение кристаллической решетки, поэтому эта классификация называется кристалло-химической. Согласно этой классификации все минералы по химическому составу подразделяются на классы, классы в свою очередь делятся на подклассы, а подклассы на группы.

Выделяются следующие основные классы минералов: самородные элементы (простые вещества), сульфиды, сульфаты, галоиды, окислы и гидроокислы, карбонаты, фосфаты, силикаты.

Ниже приводится перечень изучаемых минералов и краткая характеристика изучаемых классов.

Класс самородных элементов

(простых веществ)

Каждый минерал класса состоит из одного химического элемента.

1. Сера – S;

2. Графит – C.

Класс сульфидов

К классу сульфидов относятся сернистые соединения тяжелых металлов, как правило, производные сероводородной кислоты (H₂S).

1. Пирит – FeS₂; 5. Киноварь – HgS;

2. Халькопирит - СuFeS₂; 6. Сфалерит – ZnS;

3. Галенит – PbS; 7. Борнит – Cu₅FeS₄;

4. Молибденит – MoS₂; 8. Ковеллин – CuS.

Класс окислов и гидроокислов

Минералы данного класса представляют собой соединения элементов с кислородом. Встречаются безводные окислы и гидроокислы.

Окислы (безводные):

1. Кварц – SiO₂; 7. Корунд – Al₂O₃;

2. Горный хрусталь – SiO₂; 8. Касситерит – SnO₂;

3. Халцедон – SiO₂; Гидроокислы:

4. Магнетит – Fe₃O₄; 1. Опал – SiO₂ х 2 H₂O;

5. Гематит – Fe₂O₃; 2. Лимонит - Fe₂O₃ х 2 H₂O.

6. Пиролюзит – MnO₂;

Класс галоидов

В класс галоидов входят соли соляной (HCl) и фтористоводородной (HF) кислот. К этому же классу относятся бромиды и иодиды, представители которых в учебной коллекции отсутствуют.

1. Галит – NaCl;

2. Сильвин – KCl;

3. Флюорит – CaF₂.

Класс карбонатов

Минералы этого класса представляют собой соли угольной кислоты (H₂CO₃). Особенностью для минералов этого класса является то, что многие представители класса реагируют с соляной кислотой.

1. Кальцит – CaCO₃; 4. Сидерит – FeCO₃;

2. Доломит – CaMg(CO₃₎; 5. Малахит – CuCO₃*Cu[OH]₂;

3. Магнезит – MgCO₃; 6. Азурит - 2CuCO₃*Cu[OH]₂.

Класс фосфатов

К фосфатам относятся соли ортофосфорной кислоты (H₃PO₄):

1. Апатит – Ca₅(PO₄)₃ * [F, Cl, OH];

2. Фосфорит – апатит осадочного происхождения тонкораспыленный в песчано-глинистой породе.

Класс сульфатов

Класс объединяет минералы, представляющие собой соли сорной кислоты (H₂SO₄).

1. Ангидрит – CaSO₄;

2. Гипс – CaSO₄ * 2H₂O;

3. Барит – BaSO_4.

Класс силикатов

К силикатам относятся соли различных кислот кремния. Основой кристаллической решетки является кремнекислородный тетраэдр, в котором каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, располагающимися в углах по тетраэдру вокруг него ([SiO₄]^4-). Сочленяются тетраэдры друг с другом и (или) с другими элементами (ионами) только через вершины (углы) тетраэдров. Многообразие способ сочленения тетраэдров обуславливает большое количество форм силикатов. В связи с этим классификация силикатов проводится по особенностям строения кристаллической решетки.

Островные силикаты.

В кристаллической решетке присутствуют обособленные (одиночные или сдвоенные) кремнекислородные тетраэдры.

1. Оливин;

2. Гранаты.

Цепочечные силикаты

В кристаллической решетке кремнекислородные тетраэдры, имеющие вид цепочек:

А. Одинарные цепочки (ПИРОКСЕНЫ) - Авгит.

Б. Двойные цепочки (ленточные) (АМФИБОЛЫ) – Роговая обманка.

В. Возможно цепочечное сложное строение – Эпидот.

Слоистые силикаты

Кристаллическая структура представляет собой кремнекислородные тетраэдры связанные в плоские листы или сетки:

1. Биотит; 5. Тальк;

2. Мусковит; 6. Серпентин;

3. Хлориты; 7. Асбест

4. Каолинит; 8. Глауконит.

Каркасные силикаты

Минералы характеризуются трехмерным сочленением анионных тетраэдров [(Si, Al) O₄]^4-. Такие силикаты называют алюмосиликатами. Выделяются три группы алюмосиликатов:

1. Калий-натриевые полевые шпаты:

- микроклин,

- ортоклаз,

- амазонит (зеленая разновидность микроклина);

2. Кальций-натриевые полевые шпаты (ПЛАГИОКЛАЗЫ):

- альбит,

- лабрадор;

3. Фельдшпатоиды:

- нефелин.

1.3. Порядок описания и приемы определения

физических свойств минералов

Химические и физические свойства минералов определяются их химическим составом и строением кристаллической решетки. Диагностика (определение) минералов проводится по набору этих свойств.

Студентам для изучения предлагается учебная коллекция минералов, в которой каждый образец помещен в коробочку и снабжен этикеткой, на которой приведено название класса, название минерала и формула минерала (минералы класса силикатов даются без химической формулы).

Описание минералов приводится в табличной форме, образец шапки которой приводится в таблице 1.

Ниже приводятся рекомендации по заполнению таблицы при изучении минералов учебной коллекции. Описание минералов целесообразно проводить по классам.

Графа 1. Номер по порядку.

Нумерация исследуемых образцов указывается по порядку, т.е. если описываемый класс содержит 2 минерала, то их номера будут 1 и 2. Номер следующего образца – представителя другого класса – будет 3 и т.д.

Графа 2. Класс, название минерала, формула.

Графа заполняется по этикетке, приложенной к каждому образцу учебной коллекции.

Графа 3. Цвет минерала, цвет черты.

Определение цвета минерала носит субъективный характер. Если студент затрудняется в более или менее однозначной оценке цвета, целесообразно использовать сравнение цвета исследуемого образца с цветом известных предметов: молочно-белый, травяно-зеленый, оловянно-белый, медно-красный и т.п. Если минерал имеет разные оттенки одного цвета, или разные цвета, то в таблице указываются все. Например, цвет флюорита от бесцветного, до различных оттенков зеленого и фиолетового.

Цвет черты получается при проведении исследуемым минералом по матовой поверхности фарфоровой пластинки.

Графа 4. Блеск, прозрачность.

По блеску все минералы делятся на три группы:

1. Минералы с металлическим блеском:

А – металлический блеск – яркий блеск свежего металла (галенит);

Б – металловидный блеск – потускневший металлический блеск (графит).

2. Неметаллический блеск: алмазный, стеклянный, шелковистый, перламутровый, жирный.

3. Матовый блеск (блеск отсутствует) у минералов с шероховатой поверхностью.

По прозрачности можно выделить три группы минералов:

1. Прозрачные – просвечивающие по всему объему;

2. Полупрозрачные – просвечивающие по краям или в тонком срезе;

3. Непрозрачные – не просвечивающие в тонком срезе (рудные).

Графа 5. Твердость.

Твердость определяется с помощью шкалы Мооса:

	Тальк		Полевой шпат
	Гипс		Кварц
	Кальцит		Топаз
	Флюорит		Корунд
	Апатит		Алмаз

Минералы с большей твердостью царапают минералы с меньшей твердостью. При определении твердости можно использовать «подручные» средства. Так, твердость ногтя – 2, а фарфоровой (стеклянной) пластинки – 5. Используя эти средства можно ускорить определение твердости. Например, если минерал царапается ногтем, то его твердость меньше 2. Если минерал не царапается ногтем, но царапается фарфоровой пластинкой, то его твердость находится в интервале от 2 до 5, а если минерал не царапается фарфоровой пластинкой, то его твердость больше 5. Для более точного определения твердости используются эталонные минералы из шкалы Мооса.

Графа 6. Спайность, излом.

При описании минералов учебной коллекции можно использовать упрощенную шкалу спайности:

1. Весьма совершенная – минерал легко расщепляется на тонкие пластинки (биотит, мусковит).

2. Совершенная – на изломе всегда наблюдаются ровные гладкие и блестящие площадки-плоскости спайности.

3. Несовершенная – на изломе ровные плоскости отсутствуют.

При определении излома следует руководствоваться следующим.

Излом может быть ровным и неровным.

Ровный излом характерен для плоскостей спайности.

Неровный излом может быть: зернистым, шероховатым, раковистым, занозистым, листоватым и т.п.

Для заполнения 7, 8, 9 и 10 граф необходимо использовать дополнительные источники информации, перечень которых приводится в списке рекомендованной литературы.