Образование минералов. Определение минералов

Оливины имеют высокую температуру плавления и потому стремятся первыми кристаллизоваться из остывающей магмы. После кристаллизации они могут осесть на дно магматической камеры, а остаточный расплав будет обеднен железом и магнием.

Затем кристаллизуются минералы, например полевой шпат (3; 14, Б), в составе которых имеются натрий, кальций, калий и алюминий в сочетании с кремнеземом, сохранившимся в расплаве; состав остывающей остаточной магмы при этом снова меняется, в ходе ее затвердевания возникает еще большее число минералов.

Силикаты - самые распространенные среди породообразующих минералов земной коры. Основной единицей их кристаллической структуры является кремнекислородный тетраэдр, в котором один атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода.

Такие тетраэдры могут образовывать цепочки, тонкие трубочки, как в асбесте (А), слои, как в слюде (В), и трехмерные каркасы, как в калиевом полевом шпате-ортоклазе и микроклине [в том числе амазоните (Б)] или в кварце

Одни минералы образуются осадочным путем. Так, при испарении морской воды в замкнутых бассейнах растворенные в ней соли кристаллизуются, образуя осадочные породы, состоящие из таких минералов, как галит (хлорид натрия) и гипс (водный сульфат кальция).

Другие - возникают в процессе метаморфизма, когда уже образовавшиеся минералы изменяют свою структуру под воздействием температуры, давления и глубинных растворов в земных недрах. Так, кианит (силикат алюминия) встречается в сланцах, образованных при высоком давлении, тогда как имеющий тот же химический состав андалузит возникает при метаморфизме пород в условиях умеренных температур и низких давлений (6).

6. Соединения, которые могут существовать в нескольких кристаллических состояниях с разной структурой, называются полиморфными; они образуют различные минеральные виды. Тип кристаллической решетки, в которой будет кристаллизоваться такое соединение, определяется давлением и температурой при его образовании.

Обычные силикатные минералы метаморфических пород-кианит, силлиманит и андалузит-три разные полиморфные модификации одного соединения

С метаморфическими минералами связаны минералы, образующиеся при метасоматических процессах, которые протекают при перемещении горячих флюидов от магматических тел сквозь уже существующие породы. Часто таким путем возникает кварц, который может образоваться и путем кристаллизации из магматического расплава (3).

Определение минералов. Существует много способов, позволяющих даже любителю распознать и определить минералы. Наиболее надежный из них - облик кристаллов, но он редко бывает хорошо выражен либо из-за выветривания, либо вследствие деформации при образовании. Кроме того, минералы могут содержать трещины, направление которых определяется особенностями их кристаллической решетки.

При определении минерала существенную роль играет его твердость, которая может быть установлена с помощью специальной шкалы. Для этого выясняют, царапается ли минерал другими минералами или материалами с известной относительной твердостью.

Не всегда удается определить минерал и по цвету, так как в процессе образования в него почти всегда попадают посторонние примеси, которые изменяют его окраску. Но на белой поверхности неглазурованного фарфора минерал всегда оставит черту характерного цвета. Блеск - характер отражения света поверхностью - у разных минералов различен. Кварц имеет стеклянный блеск, тогда как слюда (14, В) - перламутровый или металлический. Эти диагностические признаки геолог или коллекционер-любитель использует для предварительного полевого определения минералов. Исследование их химического состава и кристаллической структуры возможно лишь в лабораторных условиях.

5. Различные по химическому составу минералы могут обладать решетками с одинаковой структурой, в этом случае их кристаллы по форме окажутся похожими друг на друга. Это явление носит название изоморфизма. На рисунке вы видите изоморфизм на примере кристаллов кальцита (А) и натриевой селитры (Б). При химическом сходстве изоморфных минералов их ионы благодаря близости размеров способны легко замещать друг друга в кристаллической структуре.