Характеристики минералов

Продолжаем серию статей о свойствах и характеристиках минералов.

По степени прозрачности различают минералы прозрачные – горный хрусталь, алмаз и непрозначные – например, графит.

Спайность – это способность минерала раскалываться по определенным направлениям. Спайность бывает:

  • очень совершенной,
  • совершенной
  • и несовершенной.

У кварца спайность отсутствует – это также является его важным диагностическим признаком.

Минералы с хорошо выраженной спайностью называют шпатами – от старого немецкого слова, означает раскалываться. Например, плавиковый шпат – флюорит, исландский шпат – кальцит и другие.

Спайность прозрачных и просвечивающих кристаллов часто обнаруживается по наличию спайных трещинок, так например - в кальците. Это свойство гранильщики обязательно учитывают при шлифовке и огранке камней.

Излом минерала также является важной диагностической характеристикой. При наличии спайности излом по направлению спайности получится ровным, при отсутствии спайности – раковистым, похожим на внутреннюю поверхность раковины - у опалов, халцедона, вулканического стекла. Раковистый излом характерен также для кальцита, кварца, топаза и многих других минералов. Он позволяет получить острые кромки у обсидиана и кремней, что было крайне важным для изготовления ножей, скребков и других каменных орудий в древности.

Излом может быть занозистым, напоминающим поперечный излом древесины. Такой излом часто бывает у минералов волокнистого строения – асбеста, волокнистого гипса, турмалина.

Он может быть крючковатым, как например у самородной меди и серебра, или зернистым, как у апатита и др.

Основным признаком минералов, содержащих железо, является магнитность. Она свойственна не очень многим минералам – пирротиту, магнетиту, платине, самородному железу. Магнитные минералы притягиваются магнитами и в крупных массах даже отклоняют стрелку компаса. Испытанию магнитом можно подвергать и маленький кусочек минерала – 2–4 мм размером.

Вкус важен при определении солей. У галита (поваренной соли) он соленый, у сильвита (калийной соли – горько-соленый).

Запах – отличительная черта некоторых особых минералов. Пирит, например, пахнет серой, а мышьяковистые минералы – чесноком.

Если вы намерены приобрести натуральный камень, то в России существуют проверенные поставщики, например atlantgranit.ru/

Определение минералов

Чтобы научиться определять минералы, нужно уделять знакомству с ними больше времени, стараясь их запомнить, отмечая все внешние признаки, характерные формы, сообщества с другими минералами, окружающую обстановку, в которой вы его нашли.

Минерал нужно определять по совокупности признаков, влючая форму выделения, минералы-спутники, тип месторождения, где он был найден. Это требует минералогической грамотности, что для любителей и собирателей камней весьма важно. Поэтому, если вы собираете минералогическую коллекцию, вам обязательно понадобится специальная литература.

Набор характерных признаков позволяет узнавать минералы не только когда они представлены в виде отдельных минералов, но и в составе горных пород. Кварц и слюду узнают в граните, а кальцит – в мраморе, и т. д.

Горные породы и минералы

Горные породы слагаются из различных минералов и входят в составы оболочек земной коры.

Почему и как образуются минералы?

Описатели камней – петрографы делят горные породы на три большие группы в зависимости от происхождения.

К первой группе относятся магматические породы. Они родились в самых нижних частях земной коры и верхах мантии.

Мантия – оболочка Земли, расположенная между корой и ядром планеты. Происходящие там процессы радиоактивного распада элементов, энергии перемещения и перераспределения вещества, тепловые потоки, термоядерные и химические реакции, иные, еще не известные силы, расплавляют горные породы. Так в твердой Земле образуются очаги первичной магмы.

В глубинах планеты Земля существуют огромные давления, магма находится там в пластинчатом, близком к твердому состоянию, но как только давление в результате образования различных трещин, расколов, поднятий участков земли и т. п. снижается, вещество горячего вещества переходит в жидкое состояние – собственно магму, родоначальницу магматических пород.

Магматические породы поднимаются по трещинам и каналам ближе к земной поверхности. Если магма находит выход и выливается на поверхность земли (например в виде лавы, при извержении вулкана), из нее образуются вулканические (излившиеся) горные породы, которые являются одной из разновидностей вулканических. Если магма не дойдет до поверхности, застрянет по дороге и извержения не произойдет, то при понижении температуры выкристаллизовываются так называемые интрузивные (внедрившиеся) породы. Интрузивные породы являются другой разновидностью магмы.

Базальты - самые распространённые магматические породы.

Ко второй группе относятся осадочные породы. Их происхождение связано с процессами осаждения в морях, озерах, океанах приносимого реками, ветрами, льдами и другими способами различного материала.

Этот материал выпадает на дно в виде частичек – так образуются глины, пески и т. д. или кристаллизуется из растворов (соли, травертины, доломиты).

Осадочные породы образовываются также из организмов, скелеты которых построены на извести или кремнеземе. Частицы кораллов, раковин скапливаются на дне водоемов и этот осадок, уплотняясь и вытесняя воду, превращается в горную породу.

Существует много разновидностей осадочных пород.

К третьей группе относятся преобразованные породы.

Они возникли под влиянием больших температур и давлений в глубинах Земли – метаморфические породы – мрамор, кристаллические сланцы и другие, или путем замещения одних минералов другими при относительно нормальных температурах и давлениях – это метасоматические породы. К метасоматическим породам относят большинство гранитов и другие.

Виды горных пород

Независимо от происхождения, все породы разделяются в зависимости от содержания в них кремнезема на:

  • кислые,
  • средние,
  • основные
  • и ультраосновные.

В применении к магматическим породам эта классификация связана с глубиной магматического очага – количество кремнезема уменьшается сверху вниз от поверхности Земли к мантии. На глубине 60 – 100 км кремнезема содержится менее 45 % и магма имеет основной, а возможно и ультраосновной состав. В таком составе располагаются первичные очаги таких пород, как перидотиты, базальты и др. Они, как правило, обогащены окислами кальция, железа, магния.

Ближе к поверхности могут возникать кислые и средние расплавы, которые дают диориты, магматические граниты и другие породы, в которых содержание кремнезема повышено.

Вулканических пород, которые возникли из кислых магм очень мало – около 13 % всей площади распространения магматических и метасоматических пород.

На долю гранитов приходится приблизительно такое же количество.

Гранит

В отношении гранитов, по мнению некоторых исследователей, существует своеобразная тайна. Состоит гранит из самых распространенных минералов – кварца, полевого шпата, слюды – и знаком многим. Тайна заключается в том, что до сих пор точно не установлено, где и как родились граниты и их родственники – гранитодиориты, гранитогейсы и др.

Со второй половины 18 века началась научная война между нептунистами, которые объясняли появление всех горных пород выпадением их в осадок из хаотической жидкости и плутонистами, которые утверждали, что все породы – огненного происхождения. Борьба между учеными длилась долгие годы.

Происхождение камня до наших дней вызывает споры, хотя и не столь жаркие и упорные. В 20 веке они вроде бы утихли, так как многим стало ясно, что имеются осадочные породы – пески, глины, известняки, и существуют породы магматические – базальты, габбро, граниты. Первые образовались в различных водоемах путем выпадения в осадок, вторые – из огненно-жидких расплавов сложного, преимущественного силикатного состава, насыщенные летучими соединениями – магмы, проплавляют себе путь в горных породах, поднимаются по трещинам и застывают в верхних частях коры или изливаются на поверхность в виде вулканической лавы.

Согласно современным представлениям, глубинное вещество Земли постепенно дегазируется, т. е. теряет летучие компоненты. Часть их вместе с магмой переносится к поверхности Земли и выделяется в атмосферу при понижении давления. Другая часть образует на глубине перегретые газовожидкие растворы, которые главным образом состоят из воды и углекислоты. Эти растворы также поднимаются к поверхности, оказывая по пути сильное воздействие на минералы горных пород.

Но геофизики при помощи специальных приборов доказали отсутствие у Земли сплошной расплавленной оболочки, имеются лишь отдельные очаги магмы. Эти исследования нанесли трещину в теории магнитогенного происхождения гранитов, потому что гранитов довольно много и заполняют они пространства огромные, а очаги расплава – это, по сути, всего лишь точки. Полоса гранитов протянулась от Байкала до Охотского моря на многие километры. Нельзя предположить, что на одном-двух участках земля выбросила такую огромную массу гранитной лавы. Такой огромный клин расколол бы планету. Тогда начали собирать факты, говорящие в пользу зарождения большинства гранитов на том самом месте, где их сегодня находят.

В скором времени была потревожена простейшая классификация горных пород на осадочные и магматические. Части земной коры по разным причинам могут прогибаться и опускаться по трещинам отдельными блоками, попадая вместе со слагающими их горными породами в области высоких температур и давлений. Породы там видоизменяются и становятся метаморфическими – преображенными. Метаморфические горные породы гранитного состава практически неотличимы от магматических. Их настолько трудно различить, что придумали специальные названия для средних, как бы промежуточных пород, например, гранитогнейс.

Если гнейс – метафорфическая, а гранит – магматическая порода, то как представить происхождение гнейсов? Проблема происхождения гранита не решалась и тогда возникла гипотеза метасоматического генезиса гранитов.

Метасоматоз

Метасоматоз – это процесс замещения одного минерала другим, борьба кристаллов за пространство и растворы. В борьбе между минералами различного состава линия фронта порой тянется на сотни километров. Как правило, победителями оказываются полевой шпат и кварц в союзе, которые вытесняют другие минералы. Процессы замещения идут до тех пор, пока не установится химическое равновесие, и затухают чаще всего в момент образования гранита.

Пока признано, что граниты и прочие породы, которые недавно причисляли к магматическим, могут возникать разными способами, но чаще всего путем метасоматоза.

Гранит разных оттенков, от почти черного до розового, является самым естественным камнем, как и многие другие цветные камни, украшающим нашу жизнь.

Возникновение минералов

Есть такие минералы, которые могут возникать в очень широком диапазоне условий и встречаются повсеместно. К таким минералам принадлежат, например, пирит и кварц.

Большинство минералов чаще всего встречаются в месторождениях определенных типов. Особые и исключительные условия образования обуславливают редкость таких минералов, как алмаз.

Число минеральных видов в общем увеличивается с понижением температуры и давления.

Все геологические процессы, происходящие на Земле, от вулканических извержений до незаметного глазу испарения воды морей и озер, сопровождаются перераспрелением вещества и энергии. Разнообразные твердые, жидкие и газообразные вещества при этом разрушаются и взамен возникают новые.

То здесь, то там происходит обновление минерального состава земной коры, и такое обновление дает возможность постоянно образовываться разным минералам.