3. Класифікація мінералів

1. Самородні елементи

2. Сірчисті та близькі до них з'єднання (сульфіди, селеніди, арсеніди, ан­тимоніди)

3. Галогеніди

4. Оксиди і гідроксиди

5. Солі кисневих кислот: нітрати, карбонати, сульфати, хромати, фосфа­ти, арсенати, ванадати, борати, силікати.

Самородні елементи. До цього класу входять мінерали, що складають­ся з одного хімічного елементу. В самородному вигляді зустрічається вуглець (графіт, алмаз), сірка, золото, платина, срібло, мідь, осмій, іридій, паладій, благородні гази, залізо (в метеоритах). Число мінералів цього класу біля 90. За масою вони складають приблизно 0,1% маси земної кори. За походженням самородні елементи можуть бути глибинними, аж до магматичних (алмаз, платина), поверхневими, гіпергенними. Для деяких характерно вторинне на­копичення у розсипах.

Сірчисті з'єднання. Мінералів цього класу більше 200, але за масою вони складають не більше 0,25 ваги земної кори , причому на долю лише двох мінералів - піриту та піротину припадає 3\4% цієї маси. До мінералів цього типу відносяться не лише сірчисті, але аналогічні ним селенисті, телуристі, миш'яковисті та сурм'янисті з'єднання. За походженням сірчисті мінерали в більшості гідротермальні (високо, середньо і низько температурні), магматич­ні, скарнові, а також екзогенні (при вивітрюванні сульфідних родовищ в зоні цементації).

Сірчисті з'єднання мають велике практичне значення - це важливі руди свинцю, цинку, міді, срібла, нікелю, кобальту, молібдену, миш'яку, вісмуту, сурми, ртуті та інших металів.

Галогеніди. До даного класу мінералів відносять фтористі, хлористі, бромисті і йодисті з'єднання, що складають біля 100 мінералів або біля 0,5% за масою земної кори. Найбільш поширені фтористі і хлористі з'єднання. Фториди в більшості пов'язані з магматичною діяльністю, а хлориди - з оса­дами морів та озер і є головними мінералами соленосних товщ.

Оксиди і гідроксиди. Мінерали цього класу являють собою з'єднання елементів з киснем, в гідроксидах присутній гідроксид або вода, або і те і ін­ше. В земній корі на їх долю припадає біля 17%, із них на долю кремнезему SiO₂ біля 15,5%. Число мінералів біля 200, Найбільш поширеними мінералами є оксиди кремнію, заліза, алюмінію, марганцю, титану. Походження мінералів цього класу різне - магматичне, пегматитове, гідротермальне, але більшість оксидів утворилися в результаті екзогенних процесів у верхній частині літосфери. Багато оксидів є важливими рудами заліза, хрому, марганцю, алюмінію, титану, олова, танталу, ніобію, урану, рідких земель.

Нітрати - це солі азотної кислоти. До природних нітратів відносять азо­тнокислі солі Nа, К, Cа, Мg, Ва, що називаються селітрами. Найбільший інте­рес представляють натрієві та калієві селітри. Походження нітратів в основ­ному біогенне: виникає за рахунок гниття органічних залишків. Вживаються як мінеральні добрива. В харчовій промисловості, для одержання НNO₃ та ви­готовлення вибухових речовин.

Карбонати - солі вугільної кислоти. Відомо біля 80 їх мінералів, що складає біля 1,7% ваги земної кори. В більшості карбонати є гіпергенними продуктами гідрохімічних реакцій.

Сульфати - солі сірчаної кислоти. їх нараховується більше 260 мінера­лів, що складає біля 0,1% ваги земної кори. Мінерали цієї групи в більшості гіпергенного походження; хімічні озерні і морські осади, продукти окислення сульфідів і сірки.

Хромати - малочисельні і дуже рідкі. Знаходження їх найчастіше-пов'язано з присутністю хрому у вміщуючих породах.

Хромати завжди поверхневого походження, основні мінерали - крокоіт, фенецит, воколеніт, ласмоніт.

Вольфрамати та молібдати мало чисельні. Два основних рудних міне­рали - вольфраміт і шеєліт, глибинного походження; до групи молібдатів від­носяться: повелліт, вульфеніт, кьохлініт, феррімолібдит. Всі мінерали гіпер­генні.

Фосфати, арсенати, ванадати є солями фосфорної, миш'якової, вана­дієвої, кислот. Фосфати та їх аналоги складають близько 0,75% ваги земної кори (біля 350 мінералів). Мінерали в основному гіпергенні.

Борати - солі різних борних кислот. Відомо приблизно 40 боратів але їх роль в будові земної кори незначна. Основна маса бору сконцентрована в силікатах.

Силікати - найважливіші породоутворюючі мінерали. Число силікатів біля 800, за масою вони складають близько 80% земної кори. Хімічний склад переважно складний. Головні компоненти: і, А1, Fе, Мg, Са, Nа, К, іноді Мn, Ті, В, а також Zr, Li, ОН, Р та ін.

В нижче приведеній класифікації силікати розташовані по типах їх рентгено-структур (Рис.2.5). Виявлено, що в структурі кожного силікату кремній знахо­диться в центрах тетраедрів, верхівки яких утворені киснем. Кремнекисневий тетраедр представляє собою основну групу атомів Sі і О в структурі силіка­тів; типи структур силікатів залежать від того як поєднані між собою кремне­кисневі тетраедри. Розрізняють силікати: острівні; ланцюгові; стрічкові; лис­ткові; каркасні.

На силікатах добре прослідковується залежність між будовою і фізич­ними властивостями мінералів. Наприклад, листкові силікати мають доскона­лу спайність, для стрічкових силікатів характерна волокниста будова, тощо.

Походження силікатів: ендогенне, головним чином магматичне (піро­ксени і польові шпати); пегматитове (слюди, турмалін, берил та ін.); скарнове (гранати , воластонит); метаморфічне - в сланцях та гнейсах (гранат, дистен, хлорид ); екзогенне - переважно за рахунок вивітрювання інших силікатів (каолініт, глауконіт, хризокола).

Важливість вивчення силікатів визначається тим, що багато з них є цінними корисними копалинами крім того силікати - це породоутворюючі мінерали переважної більшості гірських порід. Силікати - важливі неметалічні корисні копалини (азбест, тальк, слюда, каолін, керамічна та вогнетривка сировина, будівельні матеріали). Силікати є рудами на берилій, літій, цезій, цирконій, нікель, цинк та рідкі землі. Вони відомі як дорогоцінне каміння (смарагд, аквамарин, топаз, нефрит, родоніт).

1.Острівні силікати - силікати з ізольованими тетраедрами Sі0₄ і ізольо­ваними групами тетраедрів:

а)ортосилікати - з ізольованими кремнекисневими тетраедрами (Рис.2.5,а), радікал - [SiO₄]^4-;

б) діортосилікати - з подвоєними тетраедрами, які відрізняються особ­ливими парами кремнекисневих тетраедрів [Si₂0₇]^6- (Рис. 5, б);

в)кільцеві силікати характеризуються уособленням трьох, чотирьох або шести груп кремнекисневих тетраедрів, їх радикали [Sі₃0₉]^6- , [Si₄O9]^8- , [Sі₆0₁₈]^12-, [Sі₁₂О_зо]^18- (Рис. 5, в, г, д);

2.Силікати з неперервними ланцюгами із кремнекисневих тетраедрів (Рис.2.5, е) - ланцюгові силікати. Радикали їх [Sі₂0₆]^4-, [Sі₃0₉]^6-;

З.Силікати з уособленими стрічками або поясами із кремнекисневих те­траедрів (Рис.2.5, ж) - стрічкові силікати. Радикал структури [Si₄О₁₁]^6-;

4.Силікати з неперервними шарами кремнекисневих тетраедрів -- лист­кові силікати (Рис. 2.5, э). Радикал структури [(А,Sі)₄0₁₀]^4-, [Sі₄0₁₀]^4-;

5.Силікати з неперервними трьохвимірними каркасами із алюмо- і кре­мнекисневих тетраедрів - каркасні силікати (Рис. 2.5).

Рис. 2.5. Каркас із кремнекисневих тетраедрів.