Минерали и минералогия. Какво е минерал? Класификация на минералите по произход. Класификация на минералите и техните физични свойства

Въпреки че химическият състав служи като основа за класификацията на минералите от средата на 19 век, минералозите не винаги са постигнали съгласие относно реда, в който минералите трябва да бъдат подредени в него. Според един метод за конструиране на класификация, минералите са групирани според един и същ основен метал или катион.

В този случай железните минерали попадат в една група, оловните минерали в друга, цинковите минерали в трета и т.н. С развитието на науката обаче се оказа, че минералите, съдържащи един и същ неметал (анионна или анионна група), имат подобни свойства и са много по-сходни един с друг, отколкото минералите с общ метал.

В допълнение, минерали с общ анион се срещат в една и съща геоложка обстановка и са с подобен произход. В резултат на това в съвременната таксономия минералите са групирани в класове въз основа на техния общ анион или анионна група.

Единственото изключение са местните елементи, които се срещат в природата сами, без да образуват съединения с други елементи.

Минералите се класифицират според техния химичен състав и кристална структура в следните групи:

  • местни елементи;
  • сулфиди и сулфосоли;
  • халогенни съединения (халогениди);
  • оксиди;
  • кислородни соли (карбонати, сулфати, волфрамати, фосфати, силикати).

Приетата понастоящем класификация на минералите се основава на техния химичен състав и структура. Много внимание се обръща и на генезиса (на гръцки „генезис“ - произход), което дава възможност да се разберат моделите на разпространение на минералите в земната кора.

Родни елементи

Земната кора съдържа не повече от 0,1% (по маса) местни елементи (83 минерала). Извличането им е свързано със значителни трудности и затова много от тях са особено високо ценени и като стандарти на човешкия труд се използват в златните резерви на страните като обезпечение на националната валута в международната търговия. Генетично свързани с процесите на кристализация на магмата (Pt, диамант, графит), хидротермални (Au) и седиментни (S) процеси. Самородното желязо често има космически произход.

Самородните метали се характеризират с изключително висока пластичност, метален блясък, ковкост, топло- и електропроводимост, причинени от метални връзки в кристалната решетка.

Характерна е и високата плътност. Те се притежават от най-тежките минерали: невянскит (до 21,5 g/cm3) и сисертскит (до 22,5 g/cm3).

В допълнение към самородните метали (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg) има и самородни металоиди (As, Sb, Bi) и неметали (S, Se, Te, C).

Метеоритното желязо понякога се наблюдава под формата на правилни кубчета (хексаедрично желязо) и октаедри (октаедрично желязо). Обикновено под формата на разтопени маси с незаоблена форма с характерни пръстовидни вдлъбнатини на повърхността. Така нареченото "желязо на Палас" съдържа включвания на оливин (MgFeSiO 4).

Сулфиди

Земната кора съдържа не повече от 0,15% (по маса) минерали от тази група (230 минерала). От химическа гледна точка тези съединения са соли на сероводородна киселина. Има както сулфиди със строго стехиометричен състав (FeS 2, CuFeS 2 и др.), така и съединения, в които съдържанието на сяра варира в определени граници (полисулфиди, например FeS x, където x = 1.0.1 - 1.14).

Характерни са йонните кристални решетки. Повечето сулфиди са тежки, меки и лъскави. Имат висока електропроводимост. В повечето случаи от хидротермален произход, понякога продукт на кристализация на сулфидна магма.При изветряне в зоната на окисление сулфидите се превръщат първо в сулфати, а след това в оксиди, хидроксиди и карбонати.

Сулфидите представляват рудната база на цветната металургия и са суровина за производството на сярна киселина. Тъй като сярата прави стоманата червено-чуплива, наличието на сулфиди в железните руди намалява тяхното качество. Преди топенето в доменната пещ пулверизираните железни руди се подлагат на агломерация във фабрики за агломериране. По време на синтероването е възможно да се отстранят до 99% от сулфидната сяра от рудата.

Халогенни съединения

Земната кора съдържа около 0,5% (по маса) халогенни съединения, които са от хидротермален или седиментен произход. Флуоритът често се среща в пегматитни вени. От химическа гледна точка тези минерали са соли на киселини: HF, HI, HBr, HCI. Характеристики: стъклен блясък, ниска плътност, разтворимост във вода. Халогенните съединения имат йонни решетки.

Металургията използва големи количества флуорит за втечняване на шлаките. Халогенните съединения се използват широко в химията, селското стопанство (торове) и хранително-вкусовата промишленост.

Оксиди

Земната кора съдържа до 17% (по маса) оксиди. Най-разпространени са кварцът (12,6%), железните оксиди и хидроксиди (3,9%), оксидите и хидроксидите на AI, Mn, Ti, Cr. Нека припомним, че по-голямата част от желязната руда и мангановите руди са със седиментен произход. Минералите от оксидната група са рудната основа на черната металургия. Най-важните рудни минерали на железни и манганови руди: хематит (Fe 2 O 3), магнетит (Fe 3 O 4), кафява желязна руда (Fe 2 O 3 . H 2 O), пиролузит (MnO 2), браунит (Mn 2 O 3), хаусманит (Mn 3 O 4), псиломелан (MnO 2 . MnO . n H 2 O), манганит (MnO 2 . Mn(OH)2.

Кристалните решетки на оксидите се характеризират с йонна връзка. Оксидите на Fe, Mn, Cr, Ti имат полуметален блясък и тъмен цвят. Тези минерали са непрозрачни. Характерно свойство на магнетита (Fe3O4) и илменита (FeO. TiO2) е техният магнетизъм.

Карбонати, сулфати, волфрамати, фосфати

Карбонатите, съставляващи около 1,7% от земната кора, са седиментни или хидротермални минерали. От химическа гледна точка това са соли на въглената киселина - H2CO3. Карбонатите имат йонни кристални решетки; характеризира се с ниска плътност, стъклен блясък, светъл цвят (с изключение на медни карбонати), твърдост 3-5, реакция с разредена HCl. Карбонатите се използват широко в производството на желязо и стомана като флюс и като суровина за производството на огнеупорни материали и вар.

Земната кора съдържа 0,1% (по маса) сулфати, които са предимно от химически седиментен произход и са соли на сярната киселина H2SO4. Обикновено това са меки, леки, леки минерали. Външно те са подобни на карбонатите, но не реагират с HCl. Сулфатите се използват в химическата и строителната промишленост. Те са изключително вреден примес в железните руди, тъй като по време на агломерацията е възможно да се отстранят не повече от 60 - 70% сулфатна сяра в газовата фаза.

Минералите са естествени химични съединения, които имат определени физични свойства, форма и се характеризират със специфични условия на образуване или генезис.

Пример: сяра - самороден елемент, широко използван в селското стопанство, халит-NaCl - каменна сол - използва се в хранително-вкусовата промишленост, кварц - SiO 2, планински кристал - вид кварц, слюда (мусковит - светъл, биотит - черен) - вид кварц и др.

Минералите се образуват в различни физикохимични и термодинамични среди. Но всеки конкретен минерал се образува само при определена температура, налягане, концентрация на минералното вещество и следователно е устойчив само при определени условия, близки до тези, при които се е образувал. В друга среда минералите постепенно се разрушават, дегенерират, образувайки разновидности или дори напълно нови минерални образувания, които са стабилни в нови условия.

Известни са 2000 минерала с повече от 4000 разновидности.Но от този огромен брой малко минерали са широко разпространени в природата. Тези минерали, а има само около 50 от тях, са част от най-важните скали, известни на науката; много от тях се намират в почвата и влияят на нейните физикохимични свойства и плодородие. Тези минерали се наричат ​​минерали на почвения скелет. От 64-те скалообразуващи минерала трябва да познаваме поне 20-22, а именно тези, които са част от рохкави седиментни скали, т.е. в състава на глина, пясък и др. Но ние трябва да знаем други минерали, тъй като дървета (гори) растат върху тях (планини).

Повечето минерали са твърди (кварц, фелдшпат и др.), Но има течни минерали (живак, вода, масло) и газообразни (въглероден диоксид, сероводород и др.). Според условията на произход всички минерали се делят на три групи: магматични, седиментни и метаморфни.

Образуването на магмени минерали става при високи температури и обикновено високо налягане. В резултат на разтопяването на скали в малки изолирани джобове на различни дълбочини се образува магма - пастообразна стопилка със сложен силикатен състав, съдържаща различни газове, водни пари и горещи водни разтвори.

Седиментният произход на минералите в най-общата схема изглежда така; изветряне > транспорт > отлагане (образуване на седименти) > диагенеза (формиране на скали). Минералите, скалите и образуваните по този начин минерали се наричат ​​седиментни. Седиментацията (утаяването) се извършва в повърхностните части на земната кора (както в моретата, така и на сушата) и на самата повърхност при ниски температури и налягане, близки до атмосферното, под въздействието на физични и химични агенти на атмосферата, хидросферата, земната кора и жизнената дейност на организмите. Може да има валежи кластичен, химичен и биологичен произход.

Сложен физико-химичен процес на промяна, дегенерация и рекристализация на готови минерали и скали при запазване на твърдото им състояние без забележимо топене наречен метаморфизъм.Процесите на метаморфизъм протичат на дълбочини, където има високи (от 100-200 до 800 ° C) температури и високо налягане (до 152 103 kPa) - калцит, варовик - в мрамор.

Формите на срещане на минералите в природата са различни. Има отлагания, ефлоресценции, добавки от кристали, люспести (талк), плътни (халцедон), земни (каолин, охра), листни (слюда), игловидни, призматични (гипс, рогова обманка) и др.

Класификация на минералите.Най-обективната класификация на минералите е кристалохимическата, която отчита химичния състав и структурата (кристална, аморфна) на минералите.

Открояват се следните: седем (7) класаминерали: - самородни; - сулфиди (серни съединения); - халогенидни съединения (халогениди); - оксиди и хидроксиди; - соли на кислородни киселини; - силикати; - въглеводородни съединения.

I клас – родни елементи. Този клас включва химични елементи, които се срещат в природата в свободно състояние. Това са минерали, състоящи се от един елемент (злато, сребро, диамант, мед, платина и др.). Известни са 90 минерала от този клас, те съставляват около 0,1% от масата на земната кора. Те нямат скалообразуващо значение, но имат огромно национално и стопанско значение.

II клас – сулфиди– производни на сероводород H 2 S или, по-рядко, полихидрогенсулфид. Известни са около 200 минерала, съставляващи 0,15-0,25% от масата на земната кора или около 10% от всички минерали. Сулфидите не са скалообразуващи минерали, но са руди на много важни метали: мед, сребро, цинк, олово и др., в резултат на което тяхното значение в икономиката на страната е много голямо.

Минералите в зоната на изветряне са нестабилни: те се разрушават и се превръщат в различни кислородни съединения. Най-често срещаните минерали в тази група са:

Пирит – FeS 2(сярен пирит, железен пирит) - е основният вид суровина за производството на H 2 SO 4, халкопирит CuFeS 2(меден пирит) е основната руда за мед; в зоната на изветряне лесно се окислява, образувайки Cu и Fe сулфиди, които се използват широко в селското стопанство, цинобър – HgS- единствената руда за получаване на живак.

Ш клас – халогенидни съединения (халогениди). Минералите от този клас (~ 120 вида) са соли на солна (хлориди) и флуороводородна (флуориди) киселини. Хлоридите са широко разпространени в природата. Хлоридите имат седиментен произход, образуват се в резултат на отлагане от водни басейни (натриеви и калиеви соли).

Халогенидите могат да бъдат безводни или водни. Те включват такива важни минерали в живота на хората и растенията като халит(каменна сол) - NaCI, Силвин– KCI (жълто и синьо), карналит– MgCl 2 KCl 6H 2 O (червен). Халогенидите се срещат заедно с калиеви соли в солни находища и се използват за производството на калиеви торове. В допълнение, те се използват широко в консервната, химическата промишленост и рибарството.

IV клас – оксиди,съединения на различни елементи с кислород. Те са много разпространени в природата и играят огромна роля в образуването на земната кора. Най-често кварц– SiO 2 , опал– (SiO 2 nH 2 O), корунд(Al 2 O 3), хематит (червена желязна руда) – Fe 2 O 3, магнетит– Fe 3 O 4 и др.

V клас – Соли на кислородни киселини– H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 CO 3, кремък и др. Имат голямо значение в почвообразуването и производството на торове.

Например - соли HNO 3винаги са се считали за най-важния вид торове (NH 4 NO 3, Ca(NO 3) 2 и др.), соли на въглеродна и сярна киселина– CaCO 3, CaSO 4 2H 2 O се използват за подобряване на физичните и химичните свойства на почвата и подобряване на растежа на растенията. В същото време содата (Na 2 CO 3) е една от най-токсичните (вредни) кислородни соли за растенията в южната част на страната.

Основните минерали от този клас са както следва:

а) сулфати– соли на сярна киселина. Гипс -CaSO 4 2H 2 O, мирабилит - (Na 2 SO 4 10H 2 O) - за производството на сода, в медицината - като слабително средство.

б) карбонати– соли на въглената киселина. Калцит - CaCO 3, магнезит - MgCO 3, доломит - CaCO 3 MgCO 3, сидерит - железен шпат (FeCO 3) - жълтеникаво-бял, за производството на Fe, сода - Na 2 CO 3 10H 2 O.

V) фосфати– соли на фосфорната киселина.

– апатит-Ca 5 (PO 4) 3 F, хлор-апатит Ca 5 (PO 4) 3 C1 – за производството на H 3 PO 4, суперфосфат, фосфорити - Ca 3 (PO 4) 2, вивианит - Fe 3 ( PO 4 ) 2 8H 2 O – бял - фосфорен тор става син на въздух, сидерит - FeCO 3.

VI клас – силикатен клас- минерали от силициева и алумосилициева киселина. Тази група включва огромен брой минерали, открити в природата. Силикатите съставляват 75% от земната кора и ако добавите 12% свободен силициев диоксид, водещата роля на тези минерали в геохимията ще бъде ясна. В почвообразуващите процеси силикатите са една от най-важните части на НПК, т.е. най-активната част от почвата, от която зависят нейните физични, химични, биологични и агротехнически свойства.

Простите силикати включват следните минерали:

- оливин[(MgFe) 2 SiO 4 ] - тъмен или зеленикаво-жълт цвят, скъпоценен камък, огнеупорна тухла.

- рогова обманка– в магмената зона е скалообразуващият минерал на гранити, диорити, сиенити и други известни скали. Има сложен и променлив химичен състав, кафяв цвят с различни нюанси. При изветряне произвежда метални хидроксиди - карбонати и глинести минерали.

– фелдшпати– съставляват около 50% от масата на земната кора. Те се намират в магмени скали, както и в шисти и пясъчници. При изветряне фелдшпатите образуват соли на въглероден диоксид, глинести минерали и силициева киселина. Най-важните представители на фелдшпатите включват: ортоклаз - различни цветове, албит, -един от най-разпространените минерали в земната кора, участващ в структурата както на седиментни, така и на метаморфни скали. Среща се под формата на кристални и криптокристални агрегати с различна плътност, в кухини под формата на различни синтрови форми, кристали и техните сраствания. Цветът е разнообразен - от безцветен и бял, понякога до черен; (безцветни прозрачни калцитни кристали, които са двойно пречупващи се наричат ​​исландски шпат); реагира бурно („кипи“) със солна киселина. Приложението е разнообразно: в строителството, в металургичната и химическата промишленост, като декоративен камък, исландски шпат - в оптиката.

Доломит CaMg[CO 3 ] 2- общ минерал, който образува кристални и земни агрегати. Различава се от калцита в малко по-голяма твърдост и плътност и най-важното в реакцията му със солна киселина, която се случва само с доломит на прах. Използва се в металургията и строителството.

Минерали от класа на сулфатите се отлагат в повърхностни резервоари, образувани по време на окисляването на сулфиди и сяра в зони на изветряне и по-рядко се свързват с вулканична дейност.

Анхидрит Ca-образува плътни финокристални клъстери. Цветът е бял, често със син или сив нюанс; стъклен блясък, перлен; прозрачен, често полупрозрачен; разцепването е перфектно в една посока и средно в две. Използва се за производство на цимент и за занаяти.

Най-често срещаният сулфатен минерал е гипсът. Ca2H2O, намиращи се под формата на финокристални и землисти агрегати, отделни кристали и техните сраствания. Обикновено бяло, понякога боядисано в светли цветове; стъклен блясък, перлен, копринен; прозрачни или полупрозрачни; Цепителността в едната посока е много перфектна, в другата е средна. Използва се в строителството, химическата промишленост, медицината и др.

Фосфатен клас . Най-често срещаният минерал е апатитът Ca 5 [PO 4 ] 3 (F, OH, Cl)(съдържанието на флуор, хлор и хидроксилна група варира). Среща се под формата на кристални агрегати и отделни кристали. Цветът е безцветен, често бледозелен и зеленикавосин. Произходът е магматичен. Широко използван в производството на торове и химическата промишленост.

Силикатен клас . Минералите от този клас са широко разпространени в земната кора (над 78%). Те се формират предимно при ендогенни условия, като са свързани с различни прояви на магматизъм и метаморфни процеси. Само няколко от тях възникват при екзогенни условия. Много минерали от този клас са скалообразуващи магмени и метаморфни скали, по-рядко седиментни скали.

Силикатите се характеризират със сложен химичен състав и вътрешна структура. Минералите, съдържащи алуминиеви йони, се наричат ​​алумосиликати.

Вътрешната структура на силикатите и алумосиликатите до голяма степен определя техните свойства: минерали с островна структура, характеризиращи се с плътно опаковане на йони, често образуват изометрични кристали, имат висока твърдост, плътност и несъвършено разцепване. Минералите с линейно издължена структура (верижна и лентова) образуват призматични кристали с добре изразена цепителност в две посоки по дългата ос на структурата. Минералите със слоеста структура образуват таблични кристали с много перфектна цепителност, успоредна на „слоевете“ на структурата.

Островни силикати. Оливин или перидот, ( Mg,Fe) 2,форстерит (безцветен) Mg 2и фаялит (черен) Fe 2. Обикновено се намира под формата на гранулирани агрегати или отделни зърна, вградени в скали.

Цвят жълто-зелен, маслинено до черен. За производството на огнеупорни тухли се използват разновидности, съдържащи малко желязо, перидотът (жълто-зелена разновидност) е скъпоценен камък.

Верижни и лентови силикати и алумосиликати. Минералите от групата на пироксена имат верижна структура, а групата на амфибола - лентова. Минералите от групата на амфиболите се характеризират с дълги колоновидни, игловидни или влакнести шестоъгълни кристали.

авгит (Ca,Na) (Mg,Fe 2+,AlFe 3+) [(Si,Al) 2 O 6 ]намерени в кристални агрегати. Цвят зеленикаво черен и черен; стъклен блясък.

Един от най-често срещаните минерали от групата на амфиболите е роговата обманка. (Ca,Na) 2 (Mg,Fe 2+) 4(Al,Fe 3+) (OH) 2 [(Si,Al) 4 O 11 ] 2. Свойствата му са близки до авгита, като се различават по формата на кристалите и относителното разположение на равнините на разцепване, както и малко по-ниска плътност.

Листови (слоести) силикати и алумосиликати включват голям брой минерали, много от които са скалообразуващи магмени, метаморфни и глинести седиментни скали. Имат много перфектна цепителност в една посока, успоредна на „листовете” на кристалната структура и ниска твърдост.

Най-често срещаните минерали от тази структурна група са слюдите, чиито зърна се срещат в много магмени и метаморфни скали; във вените отделни кристали от слюда достигат няколко квадратни метра в напречно сечение. Произход магматичен, хидротермален, метаморфен.

Биотит K(Mg,Fe) 3 (OH,F) 2. Цвят черен, кафяв, понякога зеленикав; стъклен блясък, понякога перлен; като всички слюди, листата, разделени по протежение на разцепването, са еластични.

москвич 3KAl 2 (OH) 2в много свойства той е близък до биотита, но има почти безцветен цвят с лек розов или сив нюанс и е прозрачен в тънки листа. Използва се в електротехниката, радиотехниката, уредостроенето, за производството на огнеупорни строителни материали, бои, смазочни материали и др.

талк Mg3(OH)2образува кристални агрегати, по-рядко отделни големи кристали и техните сраствания. Цвят бял, светло зелен; блясъкът е стъклен, перлен, матов в плътни финозърнести агрегати; листчетата са разделени чрез разцепване, гъвкави, нееластични (мазни на пипане). Широко използван като огнеупорен материал, в производството на изолатори, в парфюмерията и др.

Серпентина (бобина) Mg6(OH)8обикновено се среща под формата на плътни криптокристални разновидности. Сортът от фини влакна се нарича хризо-азбест. Цветът е светлозелен, жълто-зелен до черен, често на петна, при хризоазбеста е златист, отделните влакна са бели; Блясъкът е стъклен, мазен, в хризо-азбеста е копринен. Хризоазбестът се използва за производство на огнеупорни и топлоизолационни материали.

ДА СЕ листни силикатисе отнася до редица минерали от седиментен произход, образувани по време на изветрянето на предимно магмени и метаморфни скали. Те изграждат по-голямата част от глинести скали. От тези минерали най-разпространен е каолинитът Al 4 (OH) 8, който образува землисти агрегати. Бял цвят; агрегатите имат матов блясък; земна фрактура; (чувства се мазна на допир); лесно абсорбира влагата, когато е мокра, става пластмасова. Използва се в керамичното производство, строителството, хартиената промишленост и др.

от рамка алумосиликатиНека да разгледаме минералите от групата на фелдшпата.

Минералите от групата на фелдшпата са широко разпространени в земната кора, съставлявайки около 50% от нея. Те са скалообразуващите материали на много магмени и метаморфни скали. В пукнатини се образуват големи кристали. Всички фелдшпати се характеризират с перфектна или средна цепителност в две посоки. Според химичния състав фелдшпатите се разделят на две подгрупи: 1) калиеви (калинатни или алкални) фелдшпати; 2) калциево-натриеви (калциево-натриеви) фелдшпати или плагиоклази, представляващи непрекъсната изоморфна серия Na и Ca.

От първата подгрупа най-разпространен е ортоклазът K[A1Si 3 O 8 ]. Цветът варира от безцветен, бял, светло сив до различни нюанси на розово и червено-жълто; разцепване в две посоки. Минерал със същия състав, но кристализиращ по различен начин, се нарича микроклин. По отношение на външните белези микроклинът е неразличим от ортоклаза и само неговата синкаво-зелена разновидност - амазонит - лесно се различава по цвят от другите фелдшпати.

Калиеви фелдшпати (особено микроклин) от пегматитни жили се използват в керамичната и стъкларската промишленост.

Подгрупата на плагиоклазите включва минерали, представляващи изоморфна серия.Сред плагиоклазите според количеството на силициевия оксид се разграничават киселинни, междинни и основни минерали (Таблица 1).

Плагиоклазите са подобни по свойства един на друг и обикновено не се разделят макроскопски. Изключение прави лабрадоритът, в който на сив фон ясно се виждат сини и зелени нюанси - иридесценция.

Плагиоклазите се различават малко макроскопски от калиевите фелдшпати. Понякога те могат да бъдат разграничени по цвят: плагиоклазите са предимно бели, сиви, зеленикаво-сиви, калиевите фелдшпати са бели, светлосиви, розови и жълти в различни нюанси. Има и разлика в ъгъла между равнините на разцепване.

маса 1

Таблица на минералите от изоморфната серия на плагиоклазите

Минералите се класифицират според техния химичен състав и кристална структура в следните групи:

1) местни елементи;

2) сулфиди и сулфосоли;

3) халогенни съединения (халогениди);

4) оксиди;

5) кислородни соли (карбонати, сулфати, волфрамати, фосфати, силикати).

По-долу ще разгледаме минералите от тези групи, включени в програмата за курсове по минералогия за студенти от металургичните факултети на висшите учебни заведения.

Родни елементи

Земната кора съдържа не повече от 0,1% (по маса) местни елементи (83 минерала). Извличането им е свързано със значителни трудности и затова много от тях са особено високо ценени и като стандарти на човешкия труд се използват в златните резерви на страните като обезпечение на националната валута в международната търговия. Генетично свързани с процесите на кристализация на магмата (Pt, диамант, графит), хидротермални (Au) и седиментни (S) процеси. Самородното желязо често има космически произход.

Самородните метали се характеризират с изключително висока пластичност, метален блясък, ковкост, топло- и електропроводимост, причинени от метални връзки в кристалната решетка.

Характерна е и високата плътност. Те се притежават от най-тежките минерали: невянскит (до 21,5 g/cm3) и сисертскит (до 22,5 g/cm3).

В допълнение към самородните метали (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg) има и самородни металоиди (As, Sb, Bi) и неметали (S, Se, Te, C).

Злато, Au. Име от лат. "Почва" - знакът на слънцето сред алхимиците. Абсолютно чист, т.нар. "Гъбестото" злато е рядкост. Образува непрекъсната серия от твърди разтвори със сребро (кустелитът съдържа до 20% Au; електрум - над 20% Au), от които златото става бяло, както и с мед (купроаурид съдържа до 20% Cu), примесът от които придава на златото червеникав оттенък. Бисмутауритът съдържа до 4% Bi; порпекит - до 11% Pd и до 4% Ag.

Самородно злато с тегло над 70 кг. В Музея на Харвард (естествена история). Снимка: Оливие Чафик

Златните кристали (октаедри, додекаедри и кубове) са редки. Характеризира се със зърна с неправилна форма, вградени в кварц. Първичните златни находища се образуват от движението на термални води през пукнатини и пори в кварца. Често се утаява от разтвори заедно със сулфиди. Когато скалните отлагания се изветрят, водата носи зърна от злато в потоци и реки, на дъното на които се образуват златни зърна, добивани с драги.

Поликсен, Pt. Име от гръцки. "poly" - много, "xenos" - чужд (което означава наличието на множество примеси в Pt). В техниката и ежедневието се нарича платина (от испанското "plata" - сребро), т.е. подобно на сребро, "сребро". Съдържа до 30% Fe, което придава магнетизъм на минерала (до 14% Cu; до 7% Pd, до 7% Ir; до 4% Ro, до 6% Ni).

Pt кристализира като фини зърна в ултраосновни магми. Характеристики: стоманеносив цвят, метален блясък, висока плътност. Разтваря се само в нагрята царска вода, което прави възможно разграничаването на Pt от подобно сребро. Необичайна пластмаса: до 500 km тел може да се направи от 1 g. Наличието на иридий в Pt повишава неговата твърдост до 7. Използва се като катализатор в химията, за производството на химически тигли, термодвойки.

Желязо, Fe. Самородното желязо може да бъде телурично (т.е. земно) и метеоритно (т.е. космическо). Самороден чугун (телурично желязо) се образува от взаимодействието на желязна магма с въглища, графит или по време на подземни пожари на въглищни пластове в контакт с желязна руда. Метеорното желязо (ферит) обикновено съдържа включвания на троилит (FeS), монсонит SiC и кохенит (Fe3C). В по-голямата част от случаите той съдържа много Ni (до 48%), който е разпределен неравномерно в метеоритите, концентриран в ивици, пресичащи се на тънък участък под ъгъл един спрямо друг. Това редуване на светли и тъмни ивици (структура на Widmanstätt) е характерно за метеоритното желязо и е особено добре разкрито при ецване на секции със слаб алкохолен разтвор на HN03. Метеоритното желязо понякога се наблюдава под формата на правилни кубчета (хексаедрично желязо) и октаедри (октаедрично желязо). Обикновено под формата на разтопени маси с незаоблена форма с характерни пръстовидни вдлъбнатини на повърхността. Така нареченото „паласийско желязо“ съдържа включвания на оливин (MgFeSiO4). Мезосидеритът съдържа железни включвания в маса от силикати. Последните две разновидности на метеоритното желязо принадлежат към така наречените каменно-железни метеорити.

Sulphur, S. Характеризира се с диамантен блясък, жълт цвят, крехкост; гори със син пламък, разпространявайки миризмата на серен диоксид. Образува се при изветряне на гипс CaS04. 2 H2O и сулфиди с участието на микроби, както и по време на окисляването на сероводород, отделен от вулкани: H2S + O2 = 2H2O + S. Използва се за приготвяне на барут, за вулканизация на каучук, в медицината и химията.

Депозити: o. Сицилия (Италия), Централна Азия (Шор-Су) и в Поволжието (Тверска област).

Графит, С. Име от гръцки. "grapho" - пиша; Това се отнася до способността на графита да оставя черна линия върху хартията. Образува се при кристализация от магма при високи температури и ниско налягане, както и при естествено коксуване на въглища при контакта им с магмата.

Разновидности: криптокристален графит и аморфен шунгит. Графитът е мазен на пипане и пише върху хартията. Различава се от подобния молибденит по по-черния си цвят и по-слабия блясък.

Използва се за производство на електроди и огнеупорни блокове, графитни блокове за ядрени реактори.

Депозити: o. Цейлон, о. Мадагаскар, Австралия.

Алмаз, С. Име от гръцки. "адамас" - неустоим (което означава необикновената твърдост на диаманта). Кристализира от ултраосновна магма под формата на октаедри при налягане над 10 GPa. и температури около 2000 °C. Диамантът вероятно кристализира от магма първо на голяма дълбочина, след което се пренася от течна магма на повърхността през отворите на гигантски вулкани. Останките от такива вулканични тръби (диатреми), пълни с ултраосновна магма, изветряла в продължение на 140 - 150 милиона години, се намират в наше време в Якутия (Русия) и Южна Африка.

Смес от останките на оливин с продуктите от неговото разпадане, което е зеленикаво-синя глина, се нарича кимберлит.

Сулфиди

Земната кора съдържа не повече от 0,15% (по маса) минерали от тази група (230 минерала). От химическа гледна точка тези съединения са соли на сероводородна киселина. Има както сулфиди със строго стехиометричен състав (FeS2, CuFeS2 и др.), така и съединения, в които съдържанието на сяра варира в определени граници (полисулфиди, например FeSx, където x = 1.0.1 - 1.14).

Характерни са йонните кристални решетки. Повечето сулфиди са тежки, меки и лъскави. Имат висока електропроводимост. В повечето случаи от хидротермален произход, понякога продукт на кристализация на сулфидна магма.При изветряне в зоната на окисление сулфидите се превръщат първо в сулфати, а след това в оксиди, хидроксиди и карбонати.

Сулфидите представляват рудната база на цветната металургия и са суровина за производството на сярна киселина. Тъй като сярата прави стоманата червено-чуплива, наличието на сулфиди в железните руди намалява тяхното качество. Преди топенето в доменната пещ пулверизираните железни руди се подлагат на агломерация във фабрики за агломериране. По време на синтероването е възможно да се отстранят до 99% от сулфидната сяра от рудата.

Пирит, FeS2. Име от гръцки. "пир" - огън (дава стабилна искра при удар с метален предмет; използва се за получаване на искра в древните оръдия). Синоними: серен пирит, железен пирит. Ромбичната разновидност се нарича марказит. Характерни черти са сламеножълт цвят, черна ивица, кубичен, петоъгълно-додекаедричен и октаедричен вид на кристалите, набраздени ръбове, ориентирани перпендикулярно на всяко съседно лице. Най-важната суровина за производството на сярна киселина; находища: Урал (Русия), Рио Тинто (Испания).

Пиротин, FeS. Име от гръцки. "пирос" - червеникав. Синоним: магнитен пирит. Троилитът е стехиометрична разновидност, открита в метеорити. Обикновено пиротинът съдържа малко повече сяра (FeSx, където x = 1,01 - 1,14). Характеризира се с метален блясък, бронзово-жълт цвят и магнетизъм. Обикновено в комбинация с други хидротермални сулфиди. Суровини за производство на сярна киселина. Вредни примеси в железни руди.

Арсенопирит, FeAsS. Синоними: отровен арсенов пирит, mispickel. Danaite и glaucodotus са разновидности, съдържащи съответно до 9 и 22% Co. Характеристика: метален блясък, калаено-бял цвят, удължени колонни, игловидни кристали с призматичен вид. Хидротермален. Руда за As and Co. Многобройни находища в Урал и Сибир, Болиден (Швеция). Наличието на арсенопирит, орпимент (As2S3), реалгар (AsS), скородит (FeAsO4. 2H2O) и други арсенови минерали в железните руди е неприемливо, тъй като арсенът е силна отрова, която предотвратява производството на тенджери, кутии, лъжици, ножове и вилици от стомана, съдържащи поне следи от арсен. Производството на релси и греди от такава стомана също е нежелателно, тъй като в бъдеще целият метален скрап в страната постепенно ще се замърси с арсен. В Украйна керченските кафяви железни руди съдържат до 0,1% As в скородита.

Халкопирит, CuFeS2. Име от гръцки. "chalcos" - мед; "пир" - огън. Синоним: меден пирит. Кубичната разновидност се нарича талнакхит. Обикновено се намира в твърди маси и зърна. Хидротермален. Характеристика: метален блясък, зеленикаво-жълт цвят с ярко пъстро оцветяване, черна жилка. Най-важната медна руда.

Борнит, Cu5FeS4. Името е дадено в чест на австрийския минералог Йоахим фон Борн (1742 - 1791). Синоними: пъстра медна руда, паунова руда. Винаги се среща в плътни маси и под формата на разпръснати зърна. Хидротермален. Характеристика: метален блясък, син цвят. При драскане със стоманен нож се разкрива истинският медночервен цвят на минерала. Ценна медна руда. Находища: Butte (Монтана, САЩ), Morococha (Перу), Braden (Чили), Neldy (Казахстан).

Галена, PbS. Име от лат. "галенит" - оловна руда. Синоним: оловен блясък. Кристалите са с кубична форма. Характеристики: силен метален блясък, перфектна кубична цепителност, оловно сив цвят, мекота. Най-важната оловна руда. Находища: Турланское (Туркменистан), Садонское (Северен Кавказ, Русия), Дальнегорск (Далечен Изток, Русия), Ледвил (Колорадо, САЩ), Брокен Хил (Австралия), долината на река Мисисипи в Мисури (САЩ). Наличието на галенит в железните руди, какъвто е случаят в Алтай, е недопустимо и напълно обезценява стойността на рудата. Оловото лесно се редуцира в доменна пещ, навлиза в шевовете на тухлената зидария във фланеца и огнището, което води до изплуване на тухли, бързо разрушаване на зидарията и до тежки аварии, свързани с пробиви в огнището и изтичане на чугун от доменната пещ през основата и стените на огнището.

Сфалерит, ZnS. Име от гръцки. "sphaleros" е измамно (сфалеритът често се бърка с други минерали). Синоним: цинкова смес.

Разновидности: черен марматит и христофит, кафяв пршибрамит, светъл - клейофан. Шестоъгълният ZnS се нарича вюрцит. Хидротермален. Характеристика: метален блясък, тетраедричен вид на кристалите, който се различава от подобен на цвят волфрамит (MnFeWО4). Най-важната цинкова руда. Находища: Прибрам (Чехия), Сантадер (Испания), Джоплин (Мисури, САЩ). Наличието на сфалерит в железните руди е недопустимо. В доменната пещ парите на цинк и цинк се кондензират в шевовете на зидарията на шахтата, което води до подуване, разкъсване на херметичния корпус на пещта и сериозни аварии.

Молибденит, MoS2. Име от гръцки. "molybdos" - олово (предполага се наличието на олово в минерала; молибденът е открит по-късно и е кръстен на името на минерала). Синоним: молибденов блясък. Характеристика: перфектно разцепване в листови люспести агрегати, силен метален блясък, ниска твърдост (може да се надраска с нокът), пише върху хартия. По-лек от графит. Хидротермален. Най-важната руда на Mo. Находища: Тирняуз (Северен Кавказ, Русия), Климакс (Колорадо, САЩ).

Цинобър, HgS. Името идва от индийското "драконова кръв" (свързано с наситено червения цвят на минерала). Синоним: цинабарит. В криптокристални маси, наречени „чернодробна руда“, и под формата на намазки и покрития. Хидротермален. Лесно се различава по цвят и висока плътност. Най-важната руда за живак. Находища: Никитовка (Донбас, Украйна), Алмаден (Испания), Идрия (Югославия), Нова Идрия и Ню Алмаден (Калифорния, САЩ).

Антимонит, Sb2S3. Име от лат. "антимоний" - антимон.

Синоними - антимон блясък, стибнит. Обикновено под формата на призматични, игловидни кристали с вертикално оцветяване с ярък метален блясък. Перфектно деколте. Хидротермален. Най-важната руда за антимон, находища: o. Shikoku (Япония), Razdolninskoye (Красноярски край, Русия).

Халогенни съединения

Земната кора съдържа около 0,5% (по маса) халогенни съединения, които са от хидротермален или седиментен произход. Флуоритът често се среща в пегматитни вени. От химическа гледна точка тези минерали са соли на киселини: HF, HI, HBr, HCI. Характеристики: стъклен блясък, ниска плътност, разтворимост във вода. Халогенните съединения имат йонни решетки.

Металургията използва големи количества флуорит за втечняване на шлаките. Халогенните съединения се използват широко в химията, селското стопанство (торове) и хранително-вкусовата промишленост.

Флуорит, CaF. Име от италиански. "флуор" - теч (флуоритните добавки втечняват металургичните шлаки). Синоним: флуорипат. Хидротермален или магмен (в пегматитни жили). Среща се под формата на кубични и октаедрични кристали или в твърди гранулирани маси. Безцветни или оцветени в зелено, лилаво. Характерна е флуоресценцията, т.е. светят в рентгенови лъчи. Перфектно разцепване по октаедъра.

Халит, NaCl. Име от гръцки. "ореоли" - море (означава производството на сол чрез изпаряване на морска вода, съдържаща 35 g соли в 1 литър, включително 78% NaCI, 11% MgCl2, останалото MgSO4, CaSO4 и др.). Синоним: каменна сол. Характеризира се с разтворимост във вода и много перфектно кубично разцепване. Често под формата на кубични кристали или в твърди маси. Обикновено е прозрачен и безцветен, но примесите оцветяват халита в сиво, жълто, червено и черно. Използва се като руда за натрий, както и за получаване на електролити в хранително-вкусовата промишленост. Находища: Суец (Египет), Величка (Полша), Пенджаб (Индия), Славяновское (Донбас), Соликамское (Урал).

Силвин, KCI. Кръстен на холандската лекарка Силвия де ла Баш. Седиментни. Обикновено под формата на твърди гранулирани маси, по-рядко под формата на кубчета. Безцветен, млечно бял, розов и червен. Характерен е парагенезисът с халит. Водните разтвори имат горчив вкус. Използва се в селското стопанство като поташ тор, както и в химическата промишленост. Находища: Соликамск (Урал), Щасфурт (Германия), Ню Мексико (САЩ).

Карналит, MgCl2. KCl. 6H2O. Кръстен на немския инженер фон Карнал. Обикновено в твърди или гранулирани агрегати. Горчив вкус. Постепенно се разпространява, абсорбирайки вода от атмосферата. Различава се от подобен червен халит по това, че скърца при пробиване със стоманен предмет. Характеристики: червен цвят, мазен блясък, горчив вкус, липса на цепи. Използва се за производство на магнезий, като поташ тор. Находища: Соликамское (Урал), Старобинское (Беларус), Прикарпатское (Украйна).

Оксиди

Общата характеристика на групата е дадена в табл. 4.1. Земната кора съдържа до 17% (по маса) оксиди. Най-разпространени са кварцът (12,6%), железните оксиди и хидроксиди (3,9%), оксидите и хидроксидите на AI, Mn, Ti, Cr. Нека припомним, че по-голямата част от желязната руда и мангановите руди са със седиментен произход. Минералите от оксидната група са рудната основа на черната металургия. Най-важните рудни минерали на железни и манганови руди: хематит (Fe2O3), магнетит (Fe3O4), кафяв железен камък (Fe2O3. H2O), пиролузит (MnO2), браунит (Mn2O3), хаусманит (Mn3O4), псиломелан (MnO2. MnO. n H2O), манганит (MnO2. Mn(OH)2.

Кристалните решетки на оксидите се характеризират с йонна връзка. Оксидите на Fe, Mn, Cr, Ti имат полуметален блясък и тъмен цвят. Тези минерали са непрозрачни. Характерно свойство на магнетита (Fe3O4) и илменита (FeO. TiO2) е техният магнетизъм.

Магнетит, Fe3O4. Наречен на минерално находище в провинция Магнезия (Гърция). Синоним: магнитна желязна руда. Важна желязна руда. Магнетитът в чист вид (без отпадъчни скали) съдържа до 72,4% Fe. Магнетитната решетка съдържа дву- и тривалентно желязо: FeO. Fe2O3. Поради изоморфизма, позициите Fe2* и Fe3* могат да бъдат заети от катиони със съответната валентност, които са подобни по размер. Това дава огромна гама от минерали на базата на магнетит: калциев магнетит (Ca; Fe)O. Fe2O3, магнетит (Mg, Fe)0. Fe2O3, магнезиоферит MgO. Fe2O3. Хромомагнетит FeO. (Fe, Cr)2O3, алуминиев магнетит FeO. (Fe, A1)2O3. Титаномагнетитите могат да съдържат Ti в кристалната решетка на магнетита (TiO. Fe2O3 - ulvöspinel) или в състава на илменит (FeO. TiO2), с който магнетитът кокристализира. Ясно е, че механичното отделяне на Ti от Fe е възможно само в илменита.

В зоната на окисление магнетитът постепенно се превръща в хематит под въздействието на атмосферния кислород. Продуктите на окисление на магнетита в природата се наричат ​​полумартити и мартити.

Въпреки че в технологията железен монооксид (FeO, wüstite) се произвежда в процеса на доменната пещ в милиони тонове, в природата той е изключително рядък (FeO, йоцит). По този начин в зоната на окисление присъстват само по-високи железни оксиди: магнетит (Fe3O4), хематит (Fe2O3) и хидроксиди (Fe2O3 nH2O).

Най-често магнетитът образува твърди гранулирани маси с черен цвят. Понякога се среща под формата на правилни октаедрични кристали. Той се различава от подобен хромит по своята черна ивица и силен магнетизъм.

Таблица 4.1 - Оксиди

Научно наименование на минерала Други имена Химична формула Крис. решетка Блясък Цвят Твърдост по Моос
Магнетит Магнитни Fe3O4 куб Наполовина срещна. черен 5,5-6
Хематит Червена желязна руда Fe2O3 Тригон. Наполовина срещна. Черно, стоманено, червено 5,5-6
Гьотит Кафява желязна руда Fe2O2. H2O Ромб. Алм., полуметал. Тъмно кафяво 4,5-5,5
хромит Хромова желязна руда FeO. Сr2O3 куб Метал. черен 5,5-7,5
Илменит Титанова желязна руда FeO. TiO; Trig. Полуметални. Черно, стоманено 5-6
Пиролузит - MnO2; Тетраг. Полуметални. черен 5-6
Браунит - Mn2O3 Полуметални. черен 6
Корунд - Al2O3 Trig. Стъклена чаша Синкав, жълто-сив 9
Кварц - SiO2 Trig. Стъклена чаша Безцветен 7

Хематит, a- Fe2O3. Името се свързва с червения цвят на минерала и неговите характеристики („хематикос” – гръцки – кървав). Синоним: червена желязна руда. В природата и техниката съществува и тетрагонална разновидност на този оксид - магхемит (оксимагнетит), g-Fe2O3.

Среща се като непрекъснати плътни криптокристални маси или като лентова руда, в която рудният материал е разположен сред ивици кварцова пуста. Кристалите имат ламеларен, ромбоедричен вид. Цвят черешово червено, желязно черно, стоманено сиво. Ивицата е черешово червена. Спечените разновидности с гладка червена повърхност се наричат ​​червена стъклена глава. Грубокристална разновидност на тъмен стоманен цвят - железен блясък (спекуларит). Под въздействието на скалния натиск се появяват листни, люспести разновидности на хематита - желязна слюда, желязна сметана. По-голямата част от добитата хематитова руда е докамбрийска седиментна руда. Както вече беше посочено, хематитните и мартитовите руди в момента представляват до 90% от световното производство на чугун. В чист вид съдържа до 70% Fe. Най-голямото находище е Кривой Рог, Украйна.

Гьотит, Fe3O4. H2O. Наречен на немския поет Гьоте. Има редица кафяви железни камъни, които се различават един от друг по количеството на хидратиращата вода: хидрохематит Fe2O3.

В тази серия само гьотитът има свой собствен фиксиран рентгенов модел. Хидрогетит, лимонит, ксантосидерит и лимнит са твърди разтвори на вода в гьотита; хидрохематитът е твърд разтвор на вода в хематит. Туритът е механична смес от хидрохематит и гьотит. Истинската формула на кафявата желязна руда може да се определи чрез калциниране на нейната проба до постоянна маса. Също така отбелязваме синтерована разновидност на кафяв железен камък - кафява стъклена глава, както и прозрачна лепидокроцитна слюда (FeO. OH). Преобладаващата маса кафява желязна руда от седиментен произход има оолитна структура. Важна желязна руда. В чистата си форма съдържа до 66,1% Fe.

Хромит, (FeO Cr2O3). Синоним: хромова желязна руда. Магматичен. Разновидности: алуминиев хромит (FeO. (Cr, Al)2O3, магнохромит (Fe., Mg)0. Cr2O3, хромопикотит (Fe, Mg)0. (Cr, Al)2O3. Сдвоени със светлинна намотка Mg6 (OH)3 хромитът дава структури, които приличат на крило на лешник ("хромит - лешник"). Обикновено се намира под формата на непрекъснати гранулирани агрегати или отделни разпръснати зърна. Различава се от подобен магнетит по кафявата си ивица и липсата на магнетизъм , Най-важната руда за хром Находища: Кемпирсай (регион Актобе), Сарановское (Северен Урал), Зимбабве (Африка).

Илменит (FeO. TiO2). Името идва от планината Илмен (Южен Урал). Синоним: титанова желязна руда, пикроилменит (Mg, Fe)O. TiO2. Формата на кристалите е дебело-плоста и ромбоедрична. Той се различава от подобен тъмен хематит по слабия си магнетизъм и кафяво-черен цвят. Магмени: Eksrsund (Норвегия), Iron Mountain (Уайоминг, САЩ), Akkard Lake (Квебек, Канада).

Пиролузит (MnO3). Име от гръцки. “pyro” - огън и “luzis” - унищожен (пиролузитните добавки разрушават цветните цветове на стъклото). Добре изрязаният пиролузит се нарича полианит. Седиментни. Характеристики: мек, оолитен, землист, черен, оцветява ръцете ви. Най-важната манганова руда, широко използвана при топенето на желязо и стомана, феросплави. Находища: Никополское (Украйна), Чиатурское (Грузия).

Браунит (Mn2O3). Име в чест на немския химик К. Браун. Разновидностите съдържат до 8% SiO2 под формата на фино диспергиран механичен примес и до 10% Fe, който е включен в кристалната решетка на минерала (Mn, Fe)2O3. Най-често се наблюдава под формата на слепени зърнести агрегати. Забележимо деколте. Различава се от подобен пиролузит по кафеникавия си цвят и повишената твърдост.

Корунд (A12O3). Името е от индийски произход. Обикновено в бъчвовидни, колонни, пирамидални кристали със синкав, жълто-сив, червеникав цвят. Прозрачните кристали на корунда са оцветени в различни цветове и са неговите ценни разновидности: левкосапфир (безцветен), рубин (червен), сапфир (син), ориенталски топаз (жълт), ориенталски изумруд (зелен) и ориенталски аметист (лилав). Всички изброени сортове корунд имат твърдост 9, на второ място след диаманта. В това отношение ориенталският топаз, аметистът и изумрудът се ценят по-високо от обикновения топаз (тв. 8), аметистът (тв. 7) и изумрудът (тв. 7.5 - 8). Лесно се разпознава по цвят, кристална форма и висока твърдост. Той се използва широко в абразивната индустрия, където шлифовъчните дискове и шлифовъчните прахове се правят от корундов прах.

Алуминиевите хидроксиди гибсит Al(OH)3, хидрагилит Al(OH)3, бемит (AlO OH) и диаспори (AlO. OH) формират основата на боксита - ценна суровина, използвана за топене на алуминий - или в производството на огнеупорни материали. Бокситът, тухленочервен или червено-кафяв на цвят, се различава от подобна кафява желязна руда по червената си линия, а от червените глини по това, че не образува пластична маса с вода. Бокситни находища: Красная Шапочка, Североуралск, Ивделск, Алапаевка (всички в Урал),

Кварц (SiO2). Име от него. "kuerertz" - напречна руда (което означава кварцови жили, обикновено разположени по протежение на пукнатини в посока на скалните слоеве). Кварцовите кристали имат вид на псевдохексоъгълни призми и бипирамиди с характерно напречно засенчване на лицата на призмата. Земната кора съдържа до 13% (по маса) кварц, който е най-разпространеният минерал на земята. Произходът е магмен и хидротермален. Лесно разпознаваем по формата на кристалите, конхоидална фрактура и липса на разцепване, висока твърдост.

Разновидности на кварца: прозрачен безцветен - планински кристал, прозрачен: жълт - цитрин, лилав - аметист, опушен - раухтопаз (опушен кварц). Черен опакер - морион.

Криптокристалната непрозрачна разновидност (SiO2) с матова повърхност и восъчен блясък се нарича халцедон. Обикновено бял, синтерован, аморфен, твърдост 7, непрозрачен, без разцепване. Разновидности, карнеол (червен), сардер (кафяв), сапфирин (млечно син), плазма и хризопраз (зелен), хелиотроп (зелен с червени петна). Халцедонът обикновено има зонална структура; но порьозността на зоните е различна. Когато природни или технически водни разтвори преминават през порите, тези зони се оцветяват. Така се получава ахат, т.е. зонално оцветен халцедон.

Твърдият аморфен кварцов хидрогел (SiO2.H2O) се нарича опал. Неговите прозрачни разновидности са ценни. Опалът се разпознава по емайловата си фрактура и висока твърдост.

Скъпоценни разновидности на кварц, халцедон, ахат и опал са широко използвани в бижутерията. Кварцът се използва и в промишлеността: в оптиката, за производството на пиезокварцови плочи за пикапи, в прецизната механика за производството на опорни и опорни лагери, за производството на химически изделия от стъкло, както и в производството на огнеупорно и стъкло.

Карбонати, сулфати, волфрамати, фосфати

Общата характеристика на групите е дадена в табл. 4.2. Карбонатите, съставляващи около 1,7% от земната кора, са седиментни или хидротермални минерали. От химическа гледна точка това са соли на въглената киселина - H2CO3. Карбонатите имат йонни кристални решетки; характеризира се с ниска плътност, стъклен блясък, светъл цвят (с изключение на медни карбонати), твърдост 3-5, реакция с разредена HCl. Карбонатите се използват широко в производството на желязо и стомана като флюс и като суровина за производството на огнеупорни материали и вар.

Земната кора съдържа 0,1% (по маса) сулфати, които са предимно от химически седиментен произход и са соли на сярната киселина H2SO4. Обикновено това са меки, леки, леки минерали. Външно те са подобни на карбонатите, но не реагират с HCl. Сулфатите се използват в химическата и строителната промишленост. Те са изключително вреден примес в железните руди, тъй като по време на агломерацията е възможно да се отстранят не повече от 60 - 70% сулфатна сяра в газовата фаза.

Фосфатите са от магмен (апатит) и седиментен (фосфорит) произход. Волфраматите са по-често срещани в хидротермални и пегматитни жили.

Калцит, CaCO3. Име от гръцки. "calc" - горена вар.

Синоним: варовик. Седиментни органогенни, хидротермални. Кристали във формата на ромбоедри. Перфектно разцепване по ромбоедъра. Кипи под въздействието на разредена HCl на студено. Разновидности: прозрачен, безцветен - исландски шпат, ромбичен бял - арагонит. Слоевете от седиментни скали се състоят главно от калцит: креда, варовик, мрамор. Варовият туф - травертин - също е направен от калцит.

Промишлеността за желязо и стомана консумира милиони тонове варовик като поток. Освен това варовикът се изгаря във вар в строителната индустрия. Исландският шпат се използва в оптиката за производство на поляризатори.

Магнезит, MgCO3. Кръстен на гръцката провинция Магнезия. Синоним: магнезиев шпат. Формата на кристалите е ромбоедрична с перфектна цепителност по ромбоедъра. В повечето случаи се среща под формата на снежнобели зърнести агрегати с конхоидален разлом („аморфен” магнезит) и сиви продълговати зърна. Хидротермален. Важна суровина за производството на огнеупорни тухли и прахове за зареждане с гориво. Използването на доломитизиран варовик подобрява качеството на агломерата и пелетите и намалява вискозитета на доменната шлака. Находища: Satkinskoye (Русия), Veitch (Австрия), Liao Tong и Shen-Kin (Североизточен Китай), Квебек (Канада).

Малахит, CuCO3 × Cu(OH)2. Име от гръцки. "malakhe" - малва (означава зеления цвят на листата на слеза). Азурит, 2CuCO3 × Cu(OH)2. Името идва от персийското "лазвард" - синьо. Спечен, пръстен, концентрично черупчест. Кипи под въздействието на разредена HCl. Използват се като декоративни декоративни камъни, руди за мед.

Сидерит, FeCO3. Име от гръцки. дума за желязо. Синоним: железен шпат. Обикновено в гранулирани жълтеникаво-бели, кафеникави маси. Реагира със студен НС1, капка от който става зелена. Хидротермален. Сидеритът съдържа до 48,3% Fe и се използва като желязна руда. Място на раждане:

Бакалское (Южен Урал), Керченское (Украйна).

Родохрозит, MnCO3. Име от гръцки. "Родон" - роза и "хрос" - цвят. Синоним: манганов шпат. Обикновено под формата на гранулирани агрегати от розов, пурпурен цвят, с бяла ивица. Реагира със студена HCl. Хидротермален. Използва се като манганова руда. Находища: Чиатурское (Грузия), Полуночное (Северен Урал), Оброчище (Варна, България).

Гипс, CaSO4 × 2H2O. Име от гръцки. термин, отнасящ се до изпечен гипс и гипс. Разновидности: влакнест гипс - селенит; ламеларно, прозрачно - „Марийно стъкло”; финозърнеста плътна масивна разновидност - алабастър. Техническият алабастър (CaSO4 × 0,5H2O) се получава чрез изпичане на гипс. Характерни са пластинчатите кристали с перфектна цепителност, врастнали двойници и други, наподобяващи рози. Той се различава от подобен анхидрид с по-ниска твърдост. От калцит - липса на реакция с НС1. Използва се в строителството, химията и медицината, както и за производството на скулптури и предмети на изкуството. Находища: на западния склон на Урал, Артемовское (Донбас) и в много други райони.

Барит, BaSO4. Име от гръцки. "барос" - тежест. Синоним на тежък лонжерон. Среща се под формата на бели, сиви пластинчати кристали с перфектна цепителност, а по-често под формата на зърнести агрегати. Лесно се разграничава от карбонатите по високата си плътност и липсата на реакция с НС1; от други сулфати и от силикати - по плътност. Използва се в петролната промишленост за циментиране на насипни скали в стените на кладенци, в химията, а също и за производството на „баритна мазилка“, която абсорбира рентгеновите лъчи в лаборатории и болници. Вредни примеси в железни руди. Находища: в Грузия, Туркменистан, Центр. Казахстан и Южен Урал.

Волфрамит, (Mn, Fe)WO4. Име от него. „вълча пяна“ (смесването на този минерал с калаени руди произвежда шлака с цвят на вълчи косъм при топене). Синоним: Вълк. Обикновено под формата на дебели пластинчати и призматични кристали със засенчване по краищата или под формата на гранулирани агрегати. Характеризира се с кафяво-черен цвят, кафява ивица и висока плътност. Най-важната руда за волфрама. Използва се в металургията за производство на твърди сплави и високоскоростни инструменти, както и в електротехническата промишленост за производство на нишки с нажежаема жичка в електрически лампи и рентгенови тръби. Находища: Юнан (Китай), на Малайския полуостров и Бирма, Корнуол (Англия), Бейра Бейкс (Португалия), Тана (Боливия), Боулдър (Колорадо, САЩ).

Шеелит, CaWO4. Наречен на шведския химик Шееле (1742 -1786). Намира се в бипирамидални, псевдооктаедрични кристали, както и под формата на жълтеникави включвания с неправилна форма с диамантен блясък и очевидна цепителност. Втората по важност волфрамова руда. Депозити: ср. Азия, Саксония, Зинвалд (Чехия), Пиемонт (Италия), Андалусия (Испания), Хуанкая (Перу), щатите Калифорния, Аризона, Невада, Кънектикът (САЩ).

апатит. Име от гръцки. “apatao” - измамно (изглежда като скъпоценен берил (изумруд) и турмалин, което затруднява диагностицирането). Най-често срещаният флуорапатит е Ca53F или 3 × CaF2, но се среща и хлорапатит - Ca53Cl или 3 × CaCl2. Среща се под формата на шестоъгълни призми и игли в бледозелено, изумрудено зелено и синьо. Счупването е неравномерно и конхоидално. Също така е широко разпространен под формата на гранулирани, плътни бели маси. Различава се от скъпоценния изумруд и аквамарин с по-малка твърдост (апатитът не надрасква стъклото).

Заедно с виванит Fe32 × 8H2O ("синя земя"), апатитът обикновено е основният носител на фосфор в железните руди; наличието на тези минерали в желязната руда усложнява металургичната обработка и обезценява стойността на рудата, тъй като фосфорът прави стоманата студено крехка.



Твърдата обвивка на Земята - земната кора - съставлява само 1,5% от общия обем на земното кълбо. Но въпреки това земната кора, или по-скоро нейният горен слой, е от най-голям интерес за нас, тъй като е източник на минерални суровини.
Минерали- това са относително хомогенни природни тела, които имат определен химичен състав и физични свойства. Името "минерал" идва от латинската дума "minera", което буквално означава руда, руда. Науката, която изучава състава, структурата и свойствата на минералите, техния произход и условията на възникване, се нарича минералогия.
Образуват се минералив резултат на физични и химични процеси, протичащи в земната кора. Както цялата природа около нас, те се състоят от химични елементи. Образно казано, минералът е вид сграда, изградена от тухли – химически елементи, изградени по определени закони на природата. И точно както човекът е построил много различни сгради на Земята от приблизително еднакъв брой тухли, природата е създала повече от 3 хиляди различни минерала в земната кора от сравнително малък брой химични елементи.

Общо, като се вземат предвид многобройните разновидности, има повече от 7 хиляди от техните имена, които се дават на всеки минерал според някаква характеристика.
В земната кора минералите по-често се срещат не самостоятелно, а като част от. Те до голяма степен определят физико-механичните свойства на скалите и от тази гледна точка представляват най-голям интерес за каменообработващата технология.
Повечето минерали се срещат в природата в твърдо състояние. Твърдите минерали могат да бъдат кристални и аморфни, като се различават по външна геометрична форма - правилна за кристалните и неопределена за аморфните.

Формата на минералите зависивърху разположението на атомите в тях. В кристалните минерали атомите са подредени в строго определен ред, образувайки пространствена решетка, поради което много минерали (например кварцов кристал) имат вид на правилни полиедри. Кристалните минерали са анизотропни, тоест техните физични свойства са различни в различни посоки. В аморфните минерали (обикновено под формата на мъниста) атомите са подредени произволно. Такива минерали са изотропни, тоест техните физически свойства са еднакви във всички посоки.

Класификация на минералите


В съответствие с общоприетата химическа класификация всички минерали могат да бъдат разделени на девет класа:
I. Силикатите са соли на силициеви киселини, сред които има подгрупи минерали, които имат общ състав и структура: фелдшпати, разделени според химичния си състав на плагиоклази и ортоклази, пироксени, амфиболи, слюди, оливин, талк, хлорити и глина минерали. Това е най-многобройният клас, наброяващ до 800 минерала.
II. Карбонатите са соли на въглеродната киселина, включващи до 80 минерала, най-често срещаните от които са калцит, магнезит и доломит.

III. Оксиди и хидроксиди - обединяват около 200 минерала, сред които най-разпространени са кварц, опал, лимонит и хаматит.
IV. Сулфидите са съединения на елементи със сяра, наброяващи до 200 минерала. Типичен представител е пиритът.
V. Сулфати - соли на сярната киселина, включващи около 260 минерала,
сред които най-разпространени са гипсът и анхидритът.
VI. Халогенидите са соли на халогенни киселини, наброяващи около 100 min.
Ралов. Типични представители на халогените са халит (трапезна сол) и
флуорит
VII. Фосфатите са соли на фосфорната киселина. Типичен представител е
апатит.
VIII. Волфраматите са съединения на волфрамова киселина.
IX. Самородните елементи са диамант и сяра.

Ще се радвам да видя вашите коментари


Връх