Породообразующие минералы.

В природе найдено и изучено большое количество минера­лов (более 2000), но лишь около 50 из них является породооб­разующими.

Каждый минерал обладает комплексом своих, присущих только ему свойств и признаков. К ним относятся: химичес­кий состав, строение, плотность, механичес-кие свойства (твер­дость, прочность, спайность), оптические свойства (блеск, цвет, прозрачность, светопреломление др.), тепловые, электричес­кие и магнитные свой-ства. По этим свойствам и признакам производится определение минералов.

Минералы группы кремнезема (SiO,) — ряд минералов, представляющих собой модификацию двуокиси кремния — кварц, опал и халцедон.

Кварц — наиболее распространенная кристаллическая мо­дификация кре-мнезема, являющегося составной многих гор­ных пород (гранита, кварцита, песка и др.). Плотность кварца 2650 кг/м³, твердость 7, химическая стойкость очень вы-сокая. Кварц взаимодействует лишь с плавиковой кислотой и горя­чими щелочами. Прочность кристаллов кварца при сжатии очень велика: до 2000 МПа. Обычно кварц имеет молочно-белый или серый цвет. Благодаря высокой твердости и хи-мической стойкости кварц при выветривании горных пород (на­пример, гранита) не изменяет химического состава и образует кварцевые пески.

Опал — минерал, представляющий собой твердый псевдо­гидрогель соста-ва SiО₂∙ nH₂O. Содержание воды от 2 до 14%. Кроме того, в опале могут быть примеси MgO, CaO, А1₂О₃ и F₂O₃. Цвет опала от белого до желто-белого и за-висит от вида и количества примесей. Встречается опал в качестве основно­го поро-дообразующего минерала горных пород органогенного происхождения: диатомита и трепела.

Полевые шпаты — группа наиболее распространенных в природе мине-ралов, составляющих более 50% по массе гор­ных пород. Из полевых шпатов сло-жено большинство извер­женных горных пород; граниты, сиениты, габбро, анде-зи­ты, диорит. По составу полевые шпаты представляют собой алюмоси­ликаты натрия, калия и кальция. Полевые шпатыимеют твердость 6 - 6, 5, плотность 2500 - 2900 кг/м³ и температуру плавления 1100— 1500°С. Их прочность и стой-кость ниже, чем у кварца. При выветривании полевых шпатов образуются главным образом глинистые минералы (например, каолинит и др.).

Железисто-магнезиальные силикаты — темноокрашенные минералы, вхо-дящие в состав основных и ультраосновных из­верженных горных пород (габбро, базальты, диабазы и др.). Эти минералы имеют плотность значительно большую, чем кварц и полевые шпаты (3200-3600 кг/м³), твердость их от 5, 5 до 7, 0. Отли-чительная черта железисто-магнезиальных сили­катов — высокая ударная вяз-кость, благодаря чему породы, содержащие эти минералы, имеют меньшую хруп-кость. Цвет железисто-магнезиальных силикатов зависит от наличия же­леза в их составе. Наиболее распространенные минералы этой группы: пироксены, амфиболы и оливин. Все минералы этой группы, за исключением оливина, стойки к выветри-ванию.

Слюда — группа минералов, представляющих собой алю­мосиликаты сло-истой структуры и обладающих совершенной спайностью в одной плоскости. Слюды — широко распрост­раненный минерал изверженных и осадочных пород. Твердость слюды невысока: 2, 5 - 3, 0. Наибольшее распространение име­ют два вида слюды: мусковит и биотит.

Мусковит — прозрачная калиевая слюда, = 2770-3100 кг/м³, находит широкое применение в качестве электро­изоляционного материала, как бронирую-щая посыпка для ру­бероида и для изготовления огнеупорных красок.

Биотит — темная железисто-магнезиальная слюда = 3000 - 3130кг/м³. Для строителей представляет интерес про­дукт выветривания биотита — верми-кулит (минерал группы гидрослюд, имеющий слоистую структуру, заполненную мо­лекулярной межслоевой водой). Благодаря этому вермикулит при нагревании до 900 - 1000° С вспучивается с увеличением объема в 15-20 раз. Вспученный вер-микулит применяется для изготовления звукоизоляционных материалов.

Асбест — группа минералов, по химическому составу пред­ставляющих водные силикаты магния и железа. Асбесты об­разуют агрегаты, сложенные тончай-шими гибкими волокна­ми. Эти агрегаты легко расщепляются на составляющие их волокна.

Глинистые минералы — группа водных силикатов алю­миния и некоторых других металлов. Эти минералы состав­ляют основную массу глин. Образуются глинистые минералы в результате выветривания полевых шпатов в виде мелких ча­стичек размером 0, 01 мм, которые в свою очередь образуют агрегаты мельчай-ших пластинчатых кристаллов. Среди гли­нистых минералов выделяется группа ка-олинита и монтмо­риллонита.

Каолинит (Al₂O₃∙ 2SiO₂∙ 2H₂O) — очень мягкий минерал (твердость 1) бе-лого цвета. Белые каолинитовые глины используют при производстве тонкой ке-рамики (фарфор, фаянс) и в качестве наполнителя в пластмассах.

Монтмориллонит представляет собой водный алюмосили­кат переменного хи-мического состава, содержащий кальций, натрий, магний и железо.

Кальцит (известковый шпат СаСО₃) — один из наиболее распространен-ных минералов в земной коре. В природе он встречается в виде кристаллов различ-ной формы (ромбоэдров, призм, пластин), но структура кристаллической решетки каль­цита всегда ромбоэдрическая. Кальцит хрупок, обладает со­вершенной спайно-стью по трем плоскостям. Плотность его 2700 - 2800 кг/м³. Твердость — 3, 0. Он легко растворяется в кислотах с бурным выделением углекислого газа, а также в воде, богатой CO₂. При температуре выше 850 °С кальцит раз­лагается на СаО и СО₂ . Кальцит является основным породооб­разующим минералом таких пород, как мел, известняк, изве­стковый туф, входит в состав мрамора.

Магнезит (MgCO₃) по своим свойствам близок к кальци­ту, но встречает-ся значительно реже. Плотность 2900 кг/м³, твердость 3, 5 - 4, 0. В отличие от кальцита он растворяется в соляной кислоте лишь при нагревании. Магнезит обра-зует гор­ную породу того же названия.

Доломит (CaCO₃∙ Mg CO₃) — довольно распространенный минерал, по свойствам занимающий промежуточное положе­ние между кальцитом и магнези- том. Доломит образует поро­ду того же названия, а также входит в состав известня-ков, мрамора и других пород.

Гипс (CaSO₄∙ H, O) — мягкий минерал (твердость 2), в чис­том виде прозрач-ный, но обычно окрашен примесями в красно­ватый или розоватый цвет. Плот-ность 2300 кг/м³. Гипс заметно растворим в воде (2, 05 г/л при 20°С). В природе встречается в виде горной породы того же названия. Он кристаллизуется в виде зерни-стых (алебастр) или волокнистых масс (селенит).

Ангидрит (CaSO₄) — безводная разновидность гипса. Плот­ность 2800 -3000 кг/м³, твердость 3 - 3, 5. По внешнему виду по­хож на гипс. На воздухе в при-сутствии воды переходит в гипс с увеличением объема.