Файл: Понятие о минералах. Классификация минералов. Минералогический состав почв.doc

Добавлен: 19.02.2019

Просмотров: 1120

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Наиболее распространенными в земной коре являются минералы класса силикатов. Они имеют более сложную структуру по сравнению с другими минералами, основным элементом ее является кремнекислородный радикал-тетраэдр, обладающий четырьмя свободными валентными связями (рис. 1а). В зависимости от характера сочленения и расположения тетраэдров в кристаллической решетке возникают различные виды структур. В таблице 3 представлена характеристика наиболее распространенных минералов этого класса.

К подклассу слоистых силикатов относятся глинистые минералы, являющиеся основным компонентом тонких фракций суглинистых и глинистых пород, а также почв. В их структуре помимо слоя кремнекислородных тетраэдров (рис. 2а) присутствует слой алюмогидроксильных октаэдров (рис. 2б).



а б


Рис. 1. а - кремнекислородный тетраэдр, в центре которого находится ион кремния, в вершинах – ионы кислорода; б – алюмогидроксильный октаэдр, в центре которого находится ион алюминия, в вершинах - ионы гидроксила.



Таблица 3

Классификация минералов класса силикатов

Подкласс

Структурные особенности

Главнейшие минералы

Отличительные признаки

Происхождение

Участие в породо- и почвообразовании, применение в с/х

1

2

3

4

5

6

Островные

Островки одиночных, сдвоенных и т.д. тетраэдров сгруппированы в кольца, связанные через катионы Mg2+, Fe2+, Ca2+, Mn2+, Al3+, Fe3+.

Оливин

Оливково-зеленый цвет, большая твердость 6,5–7, блеск стеклянный, черта отсутствует.

Магматическое.

Породообразующий минерал основных и ультраосновных магматических пород. Магнезиальное удобрение: MgO 40–45%

Ц епные

Кремнекислородные тетраэдры соединены в непрерывные цепочки через две общие вершины. В составе катионов: Mg2+, Fe3+, Al3+, Ca2+, Ti.

Авгит

Темно-зеленый, черный, бочкообразные, призматические кристаллы, встречаются в темноокрашенных породах.

Магматическое.

Породообразующий минерал основных и, реже, средних магматических пород.

Ленточные

Тетраэдры составляют сдвоенные цепочки-ленты, соединенные катионами, связанными с гидроксильными группами.

Роговая обманка

Темно-зеленый, черный цвет, игольчатые или призматические кристаллы. Встречаются в светлоокрашенных породах.

Магматическое, метаморфическое.

Породообразующий минерал средних и кислых магматических и метаморфических пород.

Слоистые силикаты и алюмосиликаты

Тетраэдры соединены через три общие вершины и образуют слой-лист

Тальк

Светло-зеленый, зеленовато-серый, желтовато-серый, белый. Мягкий – тв. 1, жирный на ощупь, черта белая.

Метаморфическое.

Используется в производстве ядохимикатов для борьбы с вредителями с/х растений.


Серпентин

Желтовато-зеленый, темно-зеленый, черный. Полосчатый, пятнистый, черта белая, спайность отсутствует, встречаются прожилки асбеста.

Метаморфическое.

Агроруда на магний. Содержит 43% MgO.


Продолжение таблицы 3


1

2

3

4

5

6


Слой кремнекислородных тетраэдров соединен со слоем алюмогидроксильных октаэдров через общие вершины, в которых находится кислород, образуя структуру типа 1:1. – двухслойные пакеты соединяются друг с другом водородными связями.

Каолинит

Белый цвет, белая черта, землистое, плотное строение, жирный на ощупь, пачкает руку.

Продукт выветривания полевых шпатов и алюмосиликатов.

Входит в состав минеральной части почв, обусловливает ее поглотительную способность, влияет на физические и физико-механические свойства. ЕКО каолинита не превышает 10 мэкв/100г.



Между двумя слоями тетраэдров – слой алюмогидроксильных октаэдров – структура типа 2:1. Трехслойные пакеты, имеющие отрицательный заряд за счет изоморфного замещения Si4+ на Al3+ в тетраэдрах, либо Аl3+ на Fe2+ и Мg2+ в октаэдрах, связаны через катионы, находящиеся в межпакетном пространстве

Слюды:



Мусковит


Биотит


Флогопит



Гидрослюды:

Иллит


Перламутровый блеск, листоватые, чешуйчатые агрегаты, весьма совершенная спайность.

Светлая слюда, содержит Аl в октаэдрах.

Черного цвета, содержит Fе в октаэдрах.

Бурая, зеленовато-бурая слюда, содержит Мg в октаэдрах.



Цвет светло-коричневый, зеленоватый, твердость 1-2, образует землистые массы.


Магматичекое, метаморфическое.










Продукт выветривания слюд и почвообразования.


Входят в состав почвообразующих пород, минеральной части почв. Содержат от 9 до 12% К2О, ЕКО 10-15мэкв/100г.










Входит в состав тонких фракций почв,

ЕКО 20-40мэкв/100г, содержит 6-9% К2О.







Продолжение таблицы 3


1

2

3

4

5

6



Глауконит

Зеленого цвета, твердость 2-3, блеск матовый, у плотных разностей – стеклянный, жирный. Представлен округлыми образованиями, песчаниками.

Морского химического происхождения, образуется при участии микроорганизмов.

После термической обработки используется как калийное удобрение. Используется как смягчитель жесткости воды.


В межпакетное пространство помимо катионов входит 4 молекулы воды на элементарную ячейку. Заряд локализован в тетраэдрах.

Имеют подвижную кристаллическую решетку.



Минералы с лабильной решеткой типа 2:1, отличаются низким зарядом пакета и высокой способностью к межпакетной сорбции катионов.

Вермикулит

Монтмориллонит

Нонтронит

Бейделлит

Бурый, желтовато-бурый, золотисто-желтый, жирный блеск, при нагревании червеобразно изгибается, увеличиваясь в объеме в 10-15 раз.




Окраска светло-зеленая, белая. Образует плотные землистые массы. При увлажнении набухает, увеличиваясь в объеме в 20 раз, при нагревании сжимается.

Продукт выветивания слюд.







Продукт выветривания слюд, возможно, синтеза при рН выше 7.


Входит в состав минеральной части почв. Используется для улучшения структуры тяжелых почв и в качестве субстрата для выращивания растений на питательных растворах. ЕКО 60-150мэкв/100г. Способен к необменной фиксации К из раствора.

Входит в состав глинистых пород и тонких фракций почв, влияет на их физико-механические и физико-химические свойства, ЕКО 50-120мэкв/100г.




Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6


Четырехслойные пакеты типа 2:1:1. Избыточный заряд трехслойного пакета компенсируется дополнительным октаэдрическим слоем.

Хлорит

От темно- до светло-зеленого, черта белая, зеленовато-белая. Листоватые, чешуйчатые агрегаты с весьма совершенной спайностью.

Метаморфическое

Породообразующий минерал метаморфических пород (сланцев). Входит в состав пылеватой и илистой фракций почв. ЕКО 10–40 мэкв/100г.


Избыточный заряд трехслойного пакета компенсируется «островками» – фрагментами октаэдрического слоя.

Почвенный хлорит


Продукт выветривания и почвообразования.

Входит в состав тонко дисперсных фракций определенных горизонтов некоторых типов почв.


Аморфные алюмосиликаты, примерный состав: nAl2O3*SiO2*

pH2O,часто содержат Fe, реже Mg, Ca, K.

Аллофаны

От голубого до зеленого, блеск стеклянный до жирного, образуют натечные агрегаты.

Образуются в процессе выветривания.

Входят в состав почв, способствуют их оструктуриванию.

К аркасные

Непрерывный каркас состоит из связанных между собой через кислороды всех вершин тетраэдров.

Калиево-натриевые полевые шпаты:

Ортоклаз




Микроклин





Тв. 6, стеклянный блеск, совершенная спайность в двух направлениях под углом 900.

Угол между плоскостями спайности отличается от прямого на 3,5–40.





Магматическое, метафорическое.


Пегматитовое.

Породообразующие минералы кислых и средних магматических пород. Содержатся в крупных фракциях почв. В тонкораздробленном виде могут служить источником калийного питания растений К2О 12,7–16,9%.



Натриево-кальциевые полевые шпаты или плагиоклазы:





Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6



Альбит

Белый, тв. 6–6.5, спайность совершенная в двух направлениях. Содержит 1–105 анортита.

Магматическое, пегматитовое.

Породообразующий минерал кислых магматических и метаморфических пород.




Олигоклаз

Содержит 10–30% анортита


Породообразующий минерал кислых магматических и метаморфических пород.



Андезин

Содержит 31–50% анортита


Породообразующие минералы средних магматических пород.



Лабрадор

Содержит 51–70% анортита. Темно-серый, зеленовато-серый с синим отливом по плоскостям спайности.

Магматическое




Битовнит

Содержит 71–90% анортита


Породообразующие минералы основных магматических пород.



Анортит

Кальциевый плагиоклаз. Грязно-белый, красноватый, тв.6.





Фельдшпатиды:






Нефелин

Желтоватый, красновато-бурый, серый, жирный блеск, царапает стекло, спайность отсутствует.

Магматическое.

Породообразующий минерал щелочных магматических пород, калийная агроруда.

Водные каркасные алюмосиликаты

Кристаллическая решетка имеет большие полости, молекулы воды с ней связаны слабо.

Цеолиты

О бладают способностью к обратимому катионному обмену без разрушения кристаллической решетки.

Гидротермальное, метаморфическое, экзогенное.

Используют для улучшения качества воды.