Общие принципы классификации
Современная классификация минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре. Основные принципы были заложены в XIX веке и постоянно совершенствуются с развитием аналитических методов. Главным критерием классификации служит химический состав, точнее – природа химических связей и структурных элементов.
Международная минералогическая ассоциация (IMA) официально признает около 5000 минеральных видов, которые объединяются в классы по типу аниона или анионного комплекса. Каждый класс делится на группы, группы – на виды, а виды могут иметь разновидности.
Основные классы минералов:
- Силикаты – содержат кремнекислородные тетраэдры [SiO₄]⁴⁻
- Оксиды и гидроксиды – соединения с кислородом и гидроксильными группами
- Карбонаты – содержат карбонатную группу [CO₃]²⁻
- Сульфаты – содержат сульфатную группу [SO₄]²⁻
- Сульфиды – соединения металлов с серой
- Галогениды – соединения с галогенами (F, Cl, Br, I)
- Фосфаты – содержат фосфатную группу [PO₄]³⁻
- Самородные элементы – чистые химические элементы
Силикаты
Силикаты составляют около 90% земной коры и являются самым обширным классом минералов. Их структурной основой служат кремнекислородные тетраэдры [SiO₄]⁴⁻, которые могут связываться различными способами, образуя цепочки, слои, каркасы и другие структурные мотивы.
Каркасные силикаты
Полевые шпаты – самые распространенные минералы земной коры. Включают калиевый полевой шпат (ортоклаз, микроклин) и плагиоклазы (альбит, анортит). Основа большинства магматических пород.
Кварц – чистый диоксид кремния. Встречается в виде бесцветных кристаллов, а также цветных разновидностей: аметист (фиолетовый), цитрин (жёлтый), морион (чёрный).
Слоистые силикаты
Слюды – мусковит (белая слюда) и биотит (чёрная слюда). Характерна совершенная спайность по одному направлению, позволяющая расщеплять минерал на тончайшие листочки.
Глинистые минералы – каолинит, монтмориллонит, иллит. Образуются при выветривании других силикатов, основа глин и почв.
Цепочечные силикаты
Пироксены – авгит, диопсид. Тёмноцветные минералы магматических пород, характерны короткие призматические кристаллы с углом между спайностями около 90°.
Амфиболы – роговая обманка, актинолит. Отличаются от пироксенов углом между спайностями (120°) и более сложной химической формулой.
Островные силикаты
Оливин – магнезиально-железистый силикат. Характерен зелёный цвет, стеклянный блеск, встречается в основных магматических породах.
Гранат – группа минералов с общей формулой A₃B₂[SiO₄]₃. Включает альмандин, пироп, гроссуляр. Важные индикаторы метаморфизма.
Оксиды
Оксиды представляют соединения металлов с кислородом. Это важная группа рудных минералов, многие из которых являются основными источниками металлов. Характеризуются высокой твёрдостью, плотностью и часто металлическим блеском.
| Минерал | Формула | Твёрдость | Цвет | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Гематит | Fe₂O₃ | 5-6 | Красно-бурый, серый | Железная руда, пигмент |
| Магнетит | Fe₃O₄ | 5.5-6.5 | Чёрный | Железная руда, магнитный компас |
| Корунд | Al₂O₃ | 9 | Различный | Абразив, драгоценные камни |
| Касситерит | SnO₂ | 6-7 | Бурый, чёрный | Оловянная руда |
| Хромит | FeCr₂O₄ | 5.5 | Чёрный | Хромовая руда, огнеупоры |
Особое место среди оксидов занимает корунд – второй по твёрдости минерал после алмаза. Его разновидности рубин (красный) и сапфир (все остальные цвета) относятся к драгоценным камням первого класса. Синтетический корунд широко используется в промышленности как абразивный материал.
Карбонаты
Карбонаты содержат карбонатную группу [CO₃]²⁻ и представляют важную группу породообразующих и рудных минералов. Характерной особенностью большинства карбонатов является их способность растворяться в кислотах с выделением углекислого газа.
Кальцит
CaCO₃
Самый распространенный карбонат. Основа известняков и мраморов. Характерна ромбоэдрическая спайность, двупреломление. Бурно реагирует с соляной кислотой.
Доломит
CaMg(CO₃)₂
Породообразующий минерал доломитов. В отличие от кальцита, реагирует с кислотой только в порошке или при нагревании. Важный источник магния.
Малахит
Cu₂(CO₃)(OH)₂
Красивый зелёный минерал с характерными концентрическими узорами. Вторичный минерал медных месторождений. Используется как поделочный камень.
Азурит
Cu₃(CO₃)₂(OH)₂
Синий карбонат меди, часто встречается совместно с малахитом. Используется как источник меди и пигмент. Легко изменяется в малахит.
Сидерит
FeCO₃
Карбонат железа, важная железная руда. Цвет от жёлто-бурого до тёмно-бурого. При нагревании становится магнитным.
Родохрозит
MnCO₃
Карбонат марганца красивого розового цвета. Важная марганцевая руда. Коллекционный и поделочный минерал.
Прочие группы минералов
Сульфиды
Соединения металлов с серой, важнейшие рудные минералы. Включают пирит (FeS₂) – "золото дураков", галенит (PbS) – основную свинцовую руду, сфалерит (ZnS) – цинковую руду, халькопирит (CuFeS₂) – медную руду. Характерны металлический блеск и высокая плотность.
Галогениды
Соединения металлов с галогенами. Флюорит (CaF₂) используется в металлургии как флюс и в оптике. Галит (NaCl) – каменная соль, важнейший источник натрия и хлора. Сильвин (KCl) – калийная соль. Часто образуют красивые кубические кристаллы.
Сульфаты
Содержат сульфатную группу [SO₄]²⁻. Гипс (CaSO₄·2H₂O) – мягкий минерал, используемый в строительстве. Ангидрит (CaSO₄) – безводный сульфат кальция. Барит (BaSO₄) – важный источник бария, используется в нефтяной промышленности.
Фосфаты
Апатит Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH) – основной источник фосфора для удобрений. Встречается в магматических и метаморфических породах, а также в виде фосфоритов – осадочных пород. Важен для живых организмов, так как входит в состав костей и зубов.
Самородные элементы
Минералы, состоящие из одного химического элемента. Включают драгоценные металлы (золото, серебро, платина), неметаллы (алмаз, графит, сера) и полуметаллы (мышьяк, висмут). Золото и платина встречаются в россыпях, алмаз – в кимберлитовых трубках.