Основы минералогии и петрографии

Н. Б. НУРЕЕВ 

 
 
 
 

ОСНОВЫ МИНЕРАЛОГИИ  

И ПЕТРОГРАФИИ 

 
 
 

Учебное пособие 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2021 
 

УДК 549(075.8) 
ББК 26.31z73 
         Н 90 

 

Рецензенты: 

заведующий кафедрой лесных культур, селекции и биотехнологии 

ПГТУ, доктор сельскохозяйственных наук Д. И. Мухортов; 

доцент кафедры строительных конструкций и водоснабжения ПГТУ, 

кандидат технических наук А. В. Глушков 

 
 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 
 
 

Нуреев, Н. Б. 

Н 90  
Основы минералогии и петрографии: учебное пособие/ 

Н. Б. Нуреев.  Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2021.  138 с. 
ISBN 978-5-8158-2230-6 

 

В учебном пособии представлены общие сведения о минералах, гор
ных породах и агрономических рудах. Даны их классификации, химическая характеристика, рассмотрены физические свойства и морфологические особенности, процессы образования и генезиса.  

Для студентов направлений подготовки 35.03.01 «Лесное дело», 

35.03.10 «Ландшафтная архитектура», 05.03.06 «Экология и природопользование», 21.03.02 «Землеустройство и кадастры», 20.03.02 «Природообустройство и водопользование». 

 

УДК 549(075.8) 

ББК 26.31z73 

 

ISBN 978-5-8158-2230-6 
© Нуреев Н. Б., 2021 
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2021 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Горные породы и минералы образовались много миллионов лет 

назад и сейчас являются составляющей земной поверхности. Большинство пород – твердые тела, но можно их встретить и в газообразном (гелий, метан, углекислый газ) или жидком (ртуть, вода) состоянии. Все они обладают различным строением и свойствами.  

Минерал – составная часть земной коры, природное химическое 

соединение, для которого характерна своя химическая формула, но 
объединяют их физические свойства: цвет, удельный вес, блеск, 
твердость. Горные породы  это совокупность минералов. 

Происхождение горных пород может быть осадочным, магмати
ческим и метаморфическим. Каждая горная порода, к какому бы типу она ни относилась, имеет долгую историю разрушения, переноса 
и образования. История горных пород полна движения. Это не только история образования, разрушения и повторного образования горных пород в различных природных условиях, но также история происхождения и развития биосферы, живых организмов, населявших и 
населяющих Землю. Если бы не горные породы, история Земли 
осталась бы неизвестной нам.  

Горные породы заслуживают не только внимательного взгляда, 

но и настоящего исследования, потому что в них заключена история 
наших предков – и человека, и существ, живших на Земле до его появления. 

Учебное пособие по дисциплине «Геология» предназначено для 

студентов очного и заочного обучения по направлениям подготовки 
35.03.01 – Лесное дело, 35.03.10. – Ландшафтная архитектура, 
05.03.06 – Экология и природопользование, 21.03.02  Землеустройство и кадастры, 20.03.02  Природообустройство и водопользование, а также смежным геологическим, географическим и биологическим специальностям. В пособии приведен необходимый теоретический материал, излагаются сведения о минералах и горных породах, 
их строении, происхождении, эволюции и значении в почвообразовании. Дано описание основных минералов и горных пород, рассмотрены методы их определения. 

Многочисленные фотографии минералов и горных пород, пред
ставленные в работе, помогают сделать изложение материала более 
наглядным и доступным.  
 

1 .  М И Н Е Р А Л Ы  

 

 

1.1. Общие сведения о минералах 

 
Минералы – природные химические соединения или простые ве
щества, образующиеся в земной коре или на её поверхности и обладающие определенными физико-химическими свойствами. Большинство минералов (98 %) – твердые тела, характеризующиеся упорядоченной или неупорядоченной структурой. Кроме твердых, существуют также жидкие минералы (вода, ртуть) и газообразные (азот, кислород, углекислый газ). Минералами считают и химические соединения, 
попадающие на Землю в виде метеоритов. Условно к минералам относят также различные синтетические соединения, близкие по составу 
и структуре к природным, так называемые «синтетические минералы» 
(искусственный алмаз, изумруд, кварц, корунд и т.д.). 

На Земле насчитывается более 3500 минералов, включая их раз
новидности [6]. Основная их часть образована всего восемью элементами таблицы Менделеева (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, калий, натрий). Они составляют более 99 % 
массы земной коры, причем почти половина веса приходится на 
кислород. В этом случае оправдывается следующее утверждение: 
чем больше содержится химического элемента в земной коре, тем 
больше встречается минералов, в состав которых он входит. Следовательно, большинство минералов – кислородные соединения. 
Например, известно более 1000 минералов, в состав которых входит 
кислород, несколько сотен минералов кремния, более 200 минералов 
железа и всего несколько минералов кадмия. Все эти минералы входят в состав многочисленных горных пород, многие из них содержатся в почве, оказывают влияние на ее физико-химические свойства, и, в конечном счете, сказываются на плодородии и называются 
породообразующими. Минералы изучает наука минералогия. 

По   условиям образования породообразующие минералы 

разделяют на первичные и вторичные. 

Первичные минералы образовались одновременно с породой в 

основном в глубоких слоях земной коры и сохранились в ней в неизмененном состоянии. К ним относятся минералы магматического 
и метаморфического происхождения – оливин, полевые шпаты, авгит, роговая обманка, кварц, слюды и т.д. 

Вторичные минералы образовались позже первичных и часто за 

счет них, на земной поверхности или вблизи нее. Своим появлением 
они обязаны процессам, которые происходили после образования 
породы. К ним относятся минералы осадочного и частично метаморфического происхождения – глинистые минералы, лимонит, 
кальцит, доломит, гипс, галит, группы хлоридов, опал, каолинит, 
монтмориллонит и т.д. 

Происхождение минералов в природе отличается большим раз
нообразием. Каждый тип минералов может существовать только в 
определенных термодинамических условиях. При изменении этих 
условий они либо разрушаются, либо переходят в другой минерал.  

По условиям происхождения минералы подразделяются на 

две группы: 

1) эндогенные – минералы, происхождение которых связано с 

геологическими процессами, происходящими внутри земной коры и 
верхней мантии (магматизм и метаморфизм). В глубинных слоях 
земной коры, по мере постепенного понижения температуры и остывания магмы, происходит дифференциация магматического расплава 
с последующей его кристаллизацией и затвердением. Основным 
условием такого магматизма является высокая температура и давление. Таким образом образуется кварц и многие минералы из класса 
силикатов (полевые шпаты, оливин, пироксены и др.); 

2) экзогенные – минералы, образующиеся в верхней части зем
ной коры и на ее поверхности под воздействием экзогенных процессов (выветривание, осаждение из водных растворов и др.). Под 
действием внешних факторов первичные минералы, выходя на 
дневную поверхность, подвергаются выветриванию, т.е. разрушению. В результате совместного действия факторов физического, 
химического и биологического выветривания из первичных минералов образуется комплекс вторичных (каолинит, монтмориллонит, 

гидрослюды и др.) или так называемые глинистые минералы и химические соединения (сульфаты, оксиды, карбонаты и др.). Такие 
экзогенные минералы, как галит, гипс, карналлит, сильвин и другие, 
образуются в результате выпадения и осаждения минеральных солей 
на дне морей, озер и мелководных лагун. Многие минералы образуются биогенным путем в процессе жизнедеятельности животных и 
растительных организмов. Так, из отмерших морских водорослей, 
поглощавших углекислый кальций, образуются кальцит, арагонит; 
из отмерших диатомовых водорослей, радиолярий, строящих свои 
тела из кремнезема, образуется опал. В процессе жизнедеятельности 
железопоглощающих бактерий образуются бурые железняки, глауконит и др. Минералы, образованные экзогенным путем,  типичные 
вторичные минералы, входящие в состав осадочных горных пород, 
являющихся почвообразующими горными породами. 

В результате метаморфизма происходит преобразование эндоген
ных и экзогенных минералов внутри земной коры в условиях высокой 
температуры и давления. Например, вторичный минерал опал, теряя 
воду, переходит в халцедон, халцедон в кварц, лимонит в гематит. 
Гематит, теряя часть кислорода, переходит в магнетит. Метаморфическим путем образуются также слюды, тальк, хлориты, роговая обманка с характерным пластинчатым или листоватым сложением. 

Минералы входят в состав всех горных пород, рудных и неруд
ных полезных ископаемых. Из одних минералов в результате промышленной обработки получают различные металлы, другие минералы служат прекрасным строительным материалом. Минералы, 
входящие в состав агрономических руд, используют в качестве минеральных удобрений для повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур. 

Первичные и вторичные минералы составляют главную массу 

почвообразующих пород (главнейшие из которых  глинистые минералы, лимонит, кальцит, магнезит, гипс) и твердой фазы почв и 
поэтому оказывают влияние на ее физические и физико-химические 
свойства и в целом на плодородие. Чем богаче по химическому составу почвообразующие минералы, тем лучше качество сформировавшейся на них почвы. 

1.2. Кристаллическое и аморфное строение  

минералов 

 
Все минералы отличаются друг от друга по физическим свойствам и 

химическому составу. Для большинства минералов, слагающих земную 
кору, характерно кристаллическое строение, т.е. упорядоченное расположение слагающих их мельчайших частиц: атомов, ионов и молекул, 
расположенных закономерно в узлах кристаллической решетки. 

На долю аморфных минералов, характеризующихся беспорядоч
ным расположением частиц, т.е. с отсутствием кристаллического 
строения (стекло), приходится всего лишь около 2 % их общего количества [4]. 

Различия во внутреннем строении кристаллических и аморфных 

тел обусловливают различия в их свойствах. Например, для кристаллического состояния вещества характерна анизотропность, т.е. когда свойства кристаллических тел остаются неизменными в любых 
параллельных направлениях и могут изменяться лишь в непараллельных. Для аморфных тел физические свойства остаются неизменными во всех направлениях – изотропность. Аморфное состояние вещества неустойчиво и с течением времени переходит в кристаллическое, например, аморфный кремнезем – опал – имеет тенденцию к кристаллизации с переходом в кварц [19]. 

 

 

 

Рис. 1. Типы кристаллических решеток 

 
Рентгеноскопическими и электронографическими методами вы
явлены следующие виды кристаллических решеток (рис. 1): 

1) атомные – в узлах решетки находятся атомы (характерны для 

алмаза, графита и серы); 

2) ионные – в узлах решетки расположены ионы (характерны для 

галита, пирита, глинистых минералов); 

3) молекулярные – в узлах решетки находятся молекулы (харак
терны для сахара, аспирина). 

Многие минералы с кристаллическим строением благодаря законо
мерному расположению атомов образуют хорошо выраженные правильные природные многогранники. Кристаллы, как и любые многогранники, имеют грани (плоскости, ограничивающие кристалл), ребра 
(линии пересечения граней), вершины (точки пересечения ребер) и углы. Две пересекающиеся плоскости образуют двухгранный угол. 

Один из важнейших законов кристаллографии – постоянство 

гранных углов. Сущность этого закона заключается в том, что углы 
между соответствующими гранями одного и того же минерала одинаковы и постоянны. По значению гранных углов можно определить 
любой минерал. 

 
1.3. Физические свойства и методы изучения  

минералов 

 
Минералы как физические тела обладают широким разнообрази
ем таких свойств, как цвет, цвет черты, твердость, блеск, удельный 
вес, прозрачность и т.д. Каждый минерал отличается определенным 
химическим составом и имеет характерное для него внутреннее 
строение, от которого зависят его внешняя форма и свойства.  

Методы изучения и определения минералов весьма обширны: ви
зуально или макроскопически минералы определяют в полевой обстановке по цвету, твердости, блеску, т.к. для многих минералов существуют специфические, только каждому из них в отдельности 
свойственные, тонкие особенности по вышеупомянутым оптическим 
и механическим свойствам.  

При камеральной обработке собранных в поле образцов минера
лов и горных пород в лабораториях применяются точные методы: 
определяются оптические константы минералов, изучаются их кри

сталлографические свойства, радиоактивность, люминесценция, пьезоэлектрические и магнитные свойства, детально исследуется химический состав минералов при помощи химического и физического 
анализа, например, в случаях установления с помощью спектрального анализа примесей таких ценных металлов, как кобальт, индий, 
кадмий, литий, цезий и др. Также используются рентгеновский и 
различные термические методы. 

К основным свойствам минералов, имеющим наибольшее диа
гностическое значение, относятся: 

 морфологические – облик кристаллов, двойники, штрихова
тость граней; 

 оптические – прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск; 
 механические – спайность, излом, твердость, хрупкость, ков
кость, упругость. 

 

1.3.1. Морфологические особенности минералов 

 

Большое значение для описания и диагностики минералов имеют 

их морфологические свойства и прежде всего их внешний вид. 

Облик кристаллов (внешний вид). Минералы в природных 

условиях чаще всего образуют тела неправильной формы. Хорошо 
ограненные кристаллы встречаются сравнительно редко. В соответствии с этим выделяют следующие основные типы форм кристаллов: 

1. Изометрические формы, т.е. формы, одинаково развитые во 

всех трех направлениях в пространстве (например, октаэдры магнетита, кубы пирита). 

2. Формы, вытянутые в одном направлении, т.е. призматические, 

столбчатые, шестоватые, игольчатые, волосистые, волокнистые образования (например, кристаллы аквамарина, турмалина и др.). 

3. Формы, вытянутые в двух направлениях при сохранении тре
тьего короткого – таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы (например, пластинчатые кристаллы гематита, 
слюд и др.). 

Широко распространены и переходные между этими основными 

типами формы. Например, дисковидные кристаллы дистена (Аl2SiО), 

имеющие промежуточную форму между вторым и третьим типами 
(уплощенные столбчатые кристаллы); бочонковидные кристаллы 
корунда (Аl2О3) и др.  

Часто отдельные минералы срастаются в агрегаты самой разно
образной формы и строения (рис. 2).  

 

  
  
 

  Жеода с кварцем              Друза аметиста        Карбонатные конкреции 

 

             
 

    Двойники прорастания киновари              Тройник халькопирита 

 

Рис. 2. Типы срастания минералов 

 
Сростки множества кристаллов. Среди них различают:   
- друзы  группы кристаллов, наросших на какой-либо поверхно
сти в виде щетки (кварц, горный хрусталь, галит);  

- жеоды – группа кристаллов, нарастающих на стенки пустот, 

постепенно заполняя их от периферии к центру (сера, кварц, гипс, 
аметист);  

- конкреции – сростки множества кристаллов шарообразной фор
мы, которые при раскалывании обнаруживают радиально лучистое 
строение (пирит, гипс). 

Двойники и тройники представляют собой взаимное срастание 

хорошо выраженных 2-3 кристаллов минерала. К таким минералам 
относятся гипс («ласточкин хвост»), галит, горный хрусталь, двойни