Минералы группы серпентина

Серпентин Mg₆(OH)₈[Si₄O₁₀] (никелевая разновидность – гарниери, кобальтсодержащая - ревденискит).

Морфология. Листоватые, чешуйчатые агрегаты, плотные и скрытокристаллические массы. Хризотил-асбест – волокнистая разность.

Физические свойства. Цвет зеленый, пятнистый, серый с синеватым оттенком до тёмно-зелёного и чёрного. Твердость 2,5-3. Плотность 2,5-2,7 г/см³.

Генезис. Контактово-метасоматический, в результате воздействия гидротермальных растворов на ультраосновные породы, при содействии карбонатных пород. Гарниерит-ревденскит образуются в корах выветривания по ультраосновным породам, обогащённым никелем и кобальтом.

п/кл. 5. Каркасные силикаты

К подклассу каркасных силикатов относятся весьма распространенные соединения, большинство которых являются важнейшими породообразующими минералами. Соотношение Si:O в каркасных алюмосиликатах всегда равно 1:2. В основе силикатов лежит непрерывный каркас из связанных между собой кремнекислородных тетраэдров в трех измерениях (пространственно). Часть кремния (Si⁴⁺) может замещаться на алюминий (Al³⁺), но не более половины. Общая формула: [Al_mSi_n-mO_2n]^m- (m всегда <1/2n). Свойства силикатов определяются особенностями их структуры. Низкая плотность (≈2,5г/см³) обусловлена тем, что каркас имеет пустоты. Каркасные силикаты обладают высокой твердостью (5-6). Окраска почти всегда светлая. Кристаллизуются в низшей и средней категории сингоний. Для многих представителей этого подкласса характерно явление мимитизации, т.е. приближение по внешней форме к кристаллам с высшей симметрией.

Выделяют следующие группы: 1 – кварц; 2 - полевые шпаты; 3 - фельдшпатоиды; 4 – цеолиты.

Группа кварца

Кварц SiO₂

Морфология – призматические, дипирамидальные кристаллы, друзы, щетки, корочки, зернистые, натёчные агрегаты и т.д.

Физические свойства. Цветовые разновидности кварца: горный хрусталь (прозрачный, безцветный), аметист (фиолетовый), раухтопаз (дымчатый), цитри н (желтый), морион (черный), молочно-белый, празем (зеленый-актинолит), авантюрин (буро-красный из-за примесей слюды, гематита), кошачий глаз (зеленоватый с шелковистым отливом из-за примеси хризотил-асбеста), тигровый глаз (темно-бурый с золотистым отливом из-за примеси гётита), соколиный глаз (синеватый с шелковистым отливом из-за примеси крокидолита). Халцедон – скрытокристаллическая разность кремнезёма, натёчные агрегаты, желваки, агрегаты полосчатого строения («переливт»). Окраска разная. Агат – зонально-концентрическая разность кремнезёма серого, голубого цвета. Твердость7, плотность 2,7г/см³.

Генезис. Условия образования разнообразные – магматические, гидротермальные, метаморфические.

Опал (SiO₂ nH₂O)

Морфология. Не имеет кристаллической структуры. Натёчные формы образования. Смесь аморфного кремнезёма и тридимита с большим количеством молекулярной воды.

Физические свойства. Опал имеет плотность 1,9-2,3 г/см³, твёрдость 5,5-6,5.

Генезис. Кора выветривания силикатов.

 

Таблица 9

Диагностическая таблица для определения каркасных силикатов

 

Диагностические признаки	Группа
Кварц	ПШ	Фельдшпатоиды	Цеолиты
Твердость			5,5	3,5-4,5
Спайность	Несовершенная	Совершенная	Несовершенная	Средняя
Форма выделений	Кристаллы, призматические, натёчные, зернистые агрегаты и т.д.	Крупные кристаллы таблитчатой и призматической формы, обычны зернистые агрегаты	Зернистые агрегаты, вкрапленники в породу, порфировидные выделения	Хорошо выраженные кристаллы призматического, игольчатого, изометричного облика
Плотность	2,7	2,6-2,8	2,6	2,1-2,5
Блеск	Стеклянный на гранях, жирный на сколе	Стеклянный	Жирный	Стеклянный
Ассоциация	ПШ, слюда, карбонаты, окислы и т.д. Не встречается с авгитом и нефелином	Кварц, слюда, фельдшпатоиды, островные силикаты, цепочечные силикаты и пр.	ПШ, амфиболы, пироксены, слюды, окислы, фосфаты	Карбонаты, кварц, ПШ и т.д.

 

Группа полевых шпатов

На долю ПШ приходится ≈ 50% всей массы земной коры. Это алюмосиликаты Na, K, Ca (Li, Rb, Cs – примеси). Образуют изоморфные ряды – плагиоклазов – Na[AlSi₃O₈] - Ca[Al₂Si₂O₈] и калиевых полевых шпатов (щелочные полевые шпаты) – Na[AlSi₃O₈] - K[AlSi₃O₈].

Плагиоклазы: альбит - Na[AlSi₃O₈] – анортит - Ca[Al₂Si₂O₈]). Наиболее распространенные минералы группы полевых шпатов.

Морфология. Пластинчатые и таблитчатые кристаллы, друзы, зернистые агрегаты. Спайность совершенная в двух направлениях. Угол между плоскостями спайности 86º. Твердость 6, плотность 2,6-2,8 г/см³.

Минералы: альбит(0-10%) – олигоклаз(10-30%) – кислые;

андезин(30-50%) – лабрадор(50-70%) – средние;

битовнит(70-90%)–анортит(90-100%) – основные.

Примечание: в процентах указано содержание анортитового (Ca[Al₂Si₂O₈]) компонента.

Альбит – белый, полупрозрачный; олигоклаз – серый, беловато-серый, полупрозрачный, обладает иризация в голубых тонах («лунный камень»); лабрадор – серый до черного, полупрозрачный, иризация в синих тонах.

Калиевые полевые шпаты (КПШ) K[AlSi₃O₈] (щелочные полевые шпаты).

Морфология. Зернистые агрегаты, крупные кристаллы

Физические свойства. Ортоклаз – прямой угол между плоскостями спайности. Окраска розовая, кремовая, бежевая. Сингония моноклинная. Микроклин – совершенная спайность в двух направлениях, угол между плоскостями спайности отличен от прямого на доли градуса. Окраска зеленоватая (амазонит), кремовая, бежевая. Сингония триклинная.

Генезис. Магматический и пегматитовый, связанные с кислой и щелочной магмой.

Группа фельдшпатоидов

Нефелин Na₃K[AlSiO₄]₄

Морфология. Зернистые и массивные агрегаты, вкрапленники в породу. Сингония гексагональная.

Физические свойства. Окраска бесцветная, часто с серовато-белым, серым, желтоватым, буроватым, красноватым и зеленоватым оттенками. Блеск на изломе жирный. Спайности нет. Излом раковистый, неровный. Твёрдость 5,5, плотность 2,6 г/см³.

Генезис. Магматический, в щелочных горных породах, в ассоциации с лейцитом, содалитом, микроклином, альбитом и др. С первичным кварцем никогда не встречается. Замещает полевые шпаты при кристаллизации магматических горных пород, недосыщенных SiO₂.

Лазурит Na₆Ca(SO₄,Cl,S)₂[AlSiO₄]₆

Морфология Кристаллы редки, сплошные массы. Спайность несовершенная. Сингония кубическая.

Физические свойства. Ярко синяя окраска. Блеск стеклянный. Твёрдость 5,5 – 6, плотность 2,4 г/см³.

Генезис. Контактово - метасоматический, на контакте щелочных изверженных горных пород и известняков (скарны), в ассоциации с кальцитом, диопсидом, сульфидами и др.

Группа цеолитов

Натролит Na₂[Al₂Si₂O₁₀] 2H₂O

Морфология. Хорошо образованные столбчатые, призматические до игольчатых кристаллы, друзы и радиально-лучистые агрегаты. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Бесцветный, белый, желтоватый или красный. Спайность средняя. Твердость 5,5-5, плотность 2,2-2,5. Вспучиваются перед паяльной трубкой. Содержат цеолитную воду, которую минерал легко отдаёт при нагревании.

Генезис. Образуются из горячих растворов, при остывании вулканических пород и из холодных растворов, при изменении алюмосиликатов и природного стекла в экзогенных условиях.

Класс 3. Карбонаты

К классу карбонатов относятся соли угольной кислоты Ca, Na, Mg, Th, U, Cu, Zn, Ba, Pb, Co, Bi. Этот класс объединяет около 100 минералов, многие из которых имеют широкое развитие в земной коре, особенно кальцит Са(CO₃). В основе структуры карбонатов лежат плоские группы (СО₃)^2-,в которых катион углерода симметрично окружен тремя ионами кислорода (рис. 15). Радикалы могут быть изолированными друг от друга катионами, или образовывать цепочки либо слои. Кристаллизуются в низшей категории сингонии и тригональной. В морфологическом отношении часто встречаются хорошо образованные кристаллы до нескольких десятков см в длину, друзы, щётки, зернистые и натёчные агрегаты.

Цвет карбонатов определяется соответствующими хромофорами: Cu – зеленый или синий, U – желтый, Fe – светло-желтый, бурый, Co – розовый, другие карбонаты бесцветные или белые. Карбонаты образуются экзогенным или гидротермальным путём, реже магматическим. Имеют часто переменный состав, образуя изоморфные ряды или полиморфные модификации.

 

Таблица 10

Диагностическая таблица для определения карбонатов по реакции с HCl

 

Цвет	Вскипают в куске	Вскипают в порошке	Не вскипают при комнатной температуре
Зеленый	Малахит(3,5)	-	-
Синий	Азурит(3,5) Кальцит(3,5)	-	-
Бурый, желтый	Смитсонит(5) Стронцианит(4)	-	Сидерит(4)
Серый	Кальцит(3,5) Арагонит(4)	Доломит(4)	Анкерит(4) Сидерит(4) Магнезит(4)
Розовый	-	Родохрозит(4)	-
Бесцветный белый	Стронцианит(4) Кальцит(3,5) Арагонит(4)	-	-
Церуссит – не вскипает в HCl

Примечание: в скобках приведена твёрдость минерала по шкале Мооса.

 

Таблица 11

Диагностическая таблица для определения структурных особенностей карбонатов

Тригональные	Моноклинные	Ромбические
Кальцит Родохрозит Сидерит Анкерит Магнезит Доломит Смитсонит     Примечание: спайность совершенная по ромбоэдру	Малахит Азурит     Примечание: спайность совершенная в одном направлении	Арагонит Витерит Стронцианит Церуссит Примечание: спайность несовершенная

Тригональные карбонаты

Кальцит Ca (CO₃)

Морфология. Зернистые, плотные агрегаты. Друзы, щетки, натечные формы и т. д. Кристаллы – ромбоэдры, скаленоэдры.

Физические свойства. Цвет белый, желтый, синий, серый или бесцветный (исландский шпат). Блеск стеклянный. Прозрачный или просвечивающий. Плотность 2,6-2,7 г/см³.

Генезис. Экзогенно-осадочный в морских бассейнах, гидротермальный, метаморфогенный, при региональном метаморфизме и реже магматический, в карбонатитах.

Родохрозит Mn(CO₃)

Морфология. Плотные, массивные агрегаты, микросферолиты.

Физические свойства. Цвет розовый (кристаллические массы), белый, серый, часто неравноокрашен. Плотность 3,6-3,7 г/см³.

Генезис. Экзогенно-осадочный в морских бассейнах, гидротермальный.

Сидерит Fe(CO₃)

Морфология. Зернистые агрегаты,

Физические свойства. Окраска бурого, темно-коричневого цвета, Плотность 3,6-3,7 г/см³.

Генезис. Гидротемальное и экзогенное в глинах (сферосидерит) и известняках.

Магнезит Mg(CO₃)

Морфология. Сплошные, мраморовидные и фарфоровидные массы, натёчные формы. Кристаллы пиковидного облика.

Физические свойства. Цвет белый с желтоватым или сероватым оттенком. Плотность 2,9-3,1 г/см³.

Генезис. Гидротермальный и инфильтрационный, экзогенно-осадочный, в морских бассейнах.

Анкерит Ca(Mg,Fe)[CO₃]₂

Морфология. Сплошные и зернистые массы.

Физические свойства. Цвет белый, серый кремовый с различными оттенками. Плотность 2,9-3,2 г/см³.

Генезис. Гидротермальный в сульфидных жилах.

Доломит CaMg(CO₃)₂

Морфология. Мраморовидные массы, землистые агрегаты со скрытокристаллическим строением.

Физические свойства. Цвет серовато-белый, иногда с буроватым оттенком (образует изоморфный ряд с анкеритом). Плотность 2,8-2,9 г/см³.

Генезис. Гидротермальный или экзогенный из морских бассейнов.

Смитсонит Zn(CO₃)

Морфология. Натечные формы и почковидные агрегаты, а также землистые и скрытокристаллические скопления.

Физические свойства. Цвет белый с зеленоватым, буроватым или сероватым оттенком. Высокая твердость–5 и высокая плотность 4,1-4,5 г/см³.

Генезис. Экзогенный, в зоне окисления сульфидных цинковых руд.

Моноклинные карбонаты

Малахит Cu₂(OH)₂[CO₃]

Морфология. Сплошные и мелкозернистые выделения, сталактиты, корочки, натечные агрегаты.

Физические свойства. Цвет ярко-зеленый. Плотность 3,9-4,1 г/см³.

Генезис. Экзогенный, в зоне окисления сульфидных медных руд, в ассоциации с азуритом, купритом.

Азурит Cu₂Сu(OH)₂[CO₃]₂

Морфология. Чётко выраженная кристаллографическая индивидуальность. Кристаллы мелкие, таблитчатые или призматические, в виде корочек, щёточек.

Физические свойства. Цвет синий. Плотность 3,7-3,9 г/см³.

Генезис. Экзогенный, в зоне окисления сульфидных медных руд вместе с малахитом.

Ромбические карбонаты

Арагонит Ca[CO₃]

Морфология. Шаровидные, оолитовые, ветвистые и параллельно-шестоватые агрегаты, натечные образования, игольчатые и шестоватые кристаллы. Различают разности арагонита: 1) гороховый (икряной) камень, 2) железные цветы – натёчный арагонит в виде спутанно-волокнистых стедлей белого цвета, 3) конхит и жемчуг – в раковинах моллюсков. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет снежно-белый. Плотность 2,9-3,0 г/см³.

Генезис. Образуется из горячих и холодных растворов, экзогенный, зоне окисления сульфидных руд.

Витерит Ba[CO₃]

Морфология. Шаровидные, почковидные, сплошные агрегаты.

Физические свойства. Цвет сероватый, желтоватый, иногда бесцветный или белый. Плотность 4,2-4,3 г/см³.

Генезис. Гидротермальный, в жилах вместе с баритом и другими сульфатами.

Стронцианит Sr[CO₃]

Морфология. Сплошные зернистые, шестоватые и волокнистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет бесцветный, желтый, зеленоватый. Алмазный блеск. Плотность 3,6-3,8 г/см³.

Генезис. Экзогенный, жилах и трещинах среди осадочных пород, иногда гидротермальный.

Церуссит Pb[CO₃]

Морфология. Сплошные скопления с зернистым или волокнистым строением.

Физические свойства. Цвет белый с различными оттенками. Алмазный блеск. Очень высокая плотность (6,4 -6,5 г/см³).

Генезис. Типичный экзогенный минерал, образующийся в зоне окисления свинцовых сульфидных руд.

Класс 4. Сульфаты

К классу сульфатов относятся соли серной кислоты (относятся около 150 минералов). Основой кристаллической структуры сульфатов является анионная группа [SO₄]^2-, представленная в виде тетраэдра. Кристаллизуются в низших сингониях (моноклинная и ромбическая). Морфология различна, от хорошо образованных кристаллов - лучистых, волокнистых до землистых скрытокристаллических агрегатов. Основные катионы: Fe, Na, K, Al, Ca, Ba, Sr. Бесцветные с оттенками желтого и зеленого цветов. Генезис в основном экзогенный, иногда гидротермальный – барит, целестин, алунит.

 

 

Таблица 12

Диагностическая таблица для диагностики сульфатов по плотности

 

Легкие (<2 г/см3)	Средние (2-3 г/см3)	Тяжелые (>3 г/см3)
Калиевые квасцы (2)	Ангидрит (3-3,5) Алунит (3,5-4) Гипс (1,5-2)	Барит (3-3,5) Целестин (3-3,5)

Примечание: в скобках приведена твёрдость минерала по шкале Мооса.

 

Островные сульфаты

Ангидрит Ca[SO₄]

Морфология. Сплошные зернистые агрегаты.

Физические свойства. Цвет белый с голубоватым, сероватым или красноватым оттенком. Совершенная спайность в трёх направлениях (по пинакоидам. Твёрдость 3,5; плотность 3,6-3,7 г/см³.

Генезис. Седиментация из морских бассейнов

Алунит KAl₃(OH)₆[SO₄]₂

Морфология. Плотные каменистые и рыхлые глиноподобные массы. Сингония тригональная.

Физические свойства. Цвет белый с сероватым, желтоватым или красноватым оттенком. Твёрдость 3,5; плотность 2,8-3,0 г/см³.

Генезис. Продукт поствулканических процессов в лавах и туфах.

Барит Ba[SO₄]

Морфология. Друзы, с призматическими кристаллами, вытянутыми вдоль оси С, либо с пластинчатыми кристаллами. Сингония ромбическая.

Физические свойства. Цвет белый или серый, красный, желтый или бурый, голубой. Спайность совершенная. Твёрдость 3,5; плотность 4,3-4,5 г/см³.

Генезис. Гидротермальный, реже экзогенный.

Целестин Sr[SO₄]

Морфология. Хорошо образованные кристаллы таблитчатого, столбчатого или пирамидального облика.

Физические свойства. Цвет голубовато-серый Твёрдость 3,5; плотность 4,3-4,5 г/см³. Образует изоморфный ряд с баритом.

Генезис. Экзогенный, в осадочных породах.

Калиевые квасцы KAl[SO₄]₂ 12 H₂O

Морфология. Землистые массы, выцветы, корки, плотные скопления. Сингония кубическая.

Физические свойства. Цвет белый или бесцветный. Сладковатый и терпкий вкус. Легкорастворимы в воде. Плотность 1,76 г/см³.

Генезис. Экзогенный, в результате взаимодействия серной кислоты с алюмосодержащими вмещающими породами.

Слоистые сульфаты

Гипс Ca[SO₄] 2 H₂O

Морфология. Сплошные мраморовидные массы и единичные кристаллы: 1)листоватый, пластинчатый – «марьино стекло»; 2)волокнистый – селенит; 3)скрытокристаллический – алебастр.

Физические свойства. Цвет – белый, желтый, розовый. Блеск стеклянный или шелковистый. Низкая твердость 1,5-2, плотность 2,32 г/см³.

Генезис. Морские осадки, в лагунах и заливах в аридном климате.

Класс 5. Фосфаты

К данному классу относятся соли фосфорной кислоты – H₃PO₄ с радикалом [PO₄]^3- и мышьяковой кислоты – H₃AsO₄ с радикалом [AsO₄]^3-.

Известно более 300 минералов данного класса и около 200 их разновидностей. Большинство из них редки. В составе имеются дополнительные анионы – (ОН), F, Cl и молекулы кристаллизационной воды. Главные катионы: Mn, Fe, Mg, Co, Al, Cu.

В основе структуры минералов этого класса лежат тетраэдры, представленные сложными анионами [PO₄]^3-,[AsO₄]. По типу кристаллической решётки преобладают минералы островного и слоистого строения. Кристаллизуются в низшей категория сингонии и реже в средней. Облик кристаллов разнообразен, но фосфаты склонны к изометричным образованиям.

Твёрдость изменяется в широких пределах от 1 до 6,5, а плотность от 1,7 до 7,24 г/см³.

Генезис – главным образом экзогенный, реже эндогенный в пегматитах, карбонатитах и гидротермальный.

Фосфорит (минеральный агрегат)

Морфология. Скрыто кристаллический агрегат, состоящий из тонкозернистого апатита с примесью глин, обломков вмещающих пород, кварца, кальцита и пр. Имеет шарообразно-скорлуповатую с радиальным строением морфологию, а также тонкозернистые или плотные конкреции, желваки.

Физические свойства. Окраска черная или тёно-бурая. Основной диагностический признак фосфатов – реакция с молибденовокислым аммонием и азотной кислотой в результате появляется ярко - жёлтое пятно.

Генезис. Экзогенный в морских бассейнах и на континентах.

Бирюза Cu(Al,Fe)₆(OH)₈[PO₄]₄ 4H₂O

Морфология. Плотные скрытокристаллические массы почковидной или неправильной формы. Сингония триклинная

Физические свойства. Цвет яблочно-зеленый, зеленовато-серый. Блеск восковой. Спайность совершенная. Твердость 5-6, плотность 2,6-3,2 г/см³.

Генезис. Экзогенный за счёт поверхностных вод, воздейсвующих на глинозёмистые ороды в сухом климате. Ассоциирует с бурыми железняками, халцедоном, каолинитом.

Монацит (Ce,La) [PO₄]

Морфология. Встречаются в единичных кристаллах таблитчатого облика. Габитус пинакоидальный. Масса кристаллов может достигать нескольких килограмм. Сингония моноклинная.

Физические свойства. Цвет буро-желтый. Блеск стеклянный до алмазного. Полупрозрачный (мутный). Спайность совершенная. Твердость 5-5,5, плотность 4,9-5,5 г/см³. Часто радиоактивный.

Генезис. Пегматиты нефелиновых сиенитов. Редкий. Переходит в россыпи.

Апатит Ca₅(F,Cl,OH)[PO₄]₃

Морфология., Кристаллы гексагонально-призматического облика, друзы, агрегаты, иногда игольчатые кристаллы (до 1 м). Сингония гексагональная.

Физические свойства. Цвет разнообразный – голубой, зеленый, фиолетовый, бесцветный, бурый. Блеск стеклянный, на изломе жирный. Твердость 5, плотность 3,2 г/см³.

Генезис. Магматический в щелочных изверженных породах, осадочный, в морских бассейнах (фосфориты), переотложенные, в процессе механического осадконакопления.