Породообразующие минералы

К числу главнейших породообразующих минералов относятся полевые шпаты, кварц, слюды, железисто-магнезиальные силикаты, сульфаты и карбонаты.

Полевые шпаты

Различают калиевые (ортоклаз, микроклин) и натриево-кальциевые полевые шпаты (плагиоклазы).

Ортоклаз - калиевый полевой шпат K[AlSi308] розово-красного цвета, имеющий две плоскости спайности, расположенные под прямым углом друг к другу, откуда произошло его название.

Разновидностью калиевых полевых шпатов является микроклин (греч. "микрос" - маленький и "клинайн" - угол, что характеризует малый угол между плоскостями спайности). Это минерал белого, желтого или красного цвета, имеющий чаще всего кристаллы призматической формы.

Плагиоклазы - ряд натриево-кальциевых алюмосиликатов от белого до темно-серого цвета, минералы которого представляют собой изоморфную смесь альбита Na[AlSi308] и анортита Ca[AlSi208]. Процентное содержание альбита и анортита в плагиоклазе определяет его название. Так, например, по содержанию анортита, %: различают альбит (1-10), олигоклаз (11-30), андезин (31-50), лабрадор (51-70), битовнит (71-90) и анортит (91-100).

Блеск у полевых шпатов стеклянный, твердость 6-6,5, спайность совершенная по двум направлениям, истинная плотность 2500-2700 кг/м3. Являясь породообразующими компонентами, полевые шпаты увеличивают твердость и прочность пород, поэтому полевошпатовые разновидности последних широко используются в строительстве и в промышленности строительных материалов.

Кварц

Кварц (SiO2) встречается в виде трех главных модификаций: α-кварца, тридимита и кристобалита. Образование кварца связано как с магматическими процессами в недрах земли, так и выпадением из холодных растворов на ее поверхности.

α -кварц, который называют просто, кварцем, устойчив при температуре ниже 573 °С, тридимит устойчив при 870-1470 °С, а кристобалит – при температуре ниже 1713°С. Свойства этих модификаций зависят от неплотной упаковки ионов кислорода в кремнекисло-родных каркасах: α -кварц значительно плотнее (2,60), чем тридимит (2,30) и кристобалит (2,27 г/см3), и тверже, чем последние.

Обычный цвет кварца – молочно-белый или серый. Прозрачную кристаллическую разновидность кварца называют горным хрусталем, черную – морионом, фиолетовую – аметистом. Блеск у минерала стеклянный, спайность весьма несовершенная, излом раковистый. Скрытно-кристаллический кварц с мутно-жирным блеском может быть красноватым (сердолик), полосатым (агат), зеленым (хризопраз).

Кварц является химически стойким минералом и накапливается в виде мощных осадочных отложений (пески, песчаники). Он один из наиболее распространенных минералов земной коры, входящий в состав гранитов, кварцитов, песчаников и др.

Слюды

Слюды – группа минералов, представляющих собой алюмосиликаты слоистой структуры и обладающих весьма совершенной спайностью в одной плоскости, т. е. способных расщепляться на тончайшие пластинки (листочки), что отличает их от других минералов. Блеск у них стеклянный, твердость – 2,5-3, размер пластинок – до 1,5 мм.

Слюды входят в состав многих изверженных, осадочных и метаморфических пород. Наиболее распространены два вида слюд: биотит K(Mg,Fe)3[Si3AlO10][OH,F]2 – черная железисто-магнезиальная слюда с истинной плотностью 3,0-3,3 г/см3 и мусковит KAl2[AlSi3O10][OH]2 – прозрачная калиевая слюда с истинной плотностью 2,77-3,10 г/см3. При выветривании слюды расслаиваются, снижая тем самым прочность горных пород и ускоряя их разрушение.

Гидрослюды – слюдоподобные минералы, содержащие значительное количество связанных молекул воды. Они являются результатом выветривания мусковита, биотита и других минералов группы слюд.

Среди гидрослюд наибольшее практическое значение имеет вермикулит (твердость 1-1,5, плотность 2,4-2,7 г/см3, совершенной спайности – способен разделяться на тонкие гибкие неупругие пластинки. При температуре около 1000 °С его молекулярная вода превращается в пар с образованием внутреннего давления, которое расслаивает слоистые пакеты, что сопровождается вспучиванием вермикулита с сильным (в 15-25 раз) увеличением объема и уменьшением средней плотности до 100-300 кг/м3. Вспученный вермикулит является хорошим теплоизоляционным и звукопоглощающим материалом.