Минерал | Наука и техника

Нет комментариев


Минера́л

(

нем.



Мinеrаl


или

фр.



minéral


, от

позднелат.


(аеs) minerale



руда



[1]


) — природное тело с определённым химическим составом и упорядоченной атомной структурой (

кристаллической структурой

), образующееся в результате природных физико-химических процессов и обладающее определёнными физическими свойствами. Является составной частью

земной коры

,

горных пород

,

руд

,

метеоритов

. Изучением минералов занимается наука

минералогия

. В настоящее время установлено около 4900 минеральных видов, более 4660 из которых было одобрено Международной минералогической ассоциацией (IMA). Однако лишь несколько десятков минералов (около 100) пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и называются

породообразующими

. В последнее время усилиями

рекламодателей

минералами стали ошибочно называть также

биологически значимые элементы

(микро- и макроэлементы), входящие в состав

биодобавок

, что вносит путаницу в

терминологию

и дезориентирует покупателя.

Содержание


Что такое минерал?

Понятие «минерал» подразумевает твёрдое природное неорганическое

кристаллическое

вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые

горные породы

, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.

«Минерал — это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в

кристаллическом состоянии

» (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

По определению

академика


Н. П. Юшкина

(1977), «минералами называются естественные дискретные органически целостные системы взаимодействующих

атомов

, упорядоченных с трёхмерной неограниченной периодичностью их равновесных положений, являющиеся относительно неделимыми структурными элементами

горных пород

и дисперсных фазовогетерогенных образований. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень структурной организации неорганической материи, спецификой которого является кристаллическое состояние, определяющее свойства, законы функционирования и методы исследования минеральных систем».

Понятие «минерал» часто употребляется в значении «минеральный вид», то есть как совокупность минеральных тел данного химического состава с данной

кристаллической структурой

.


Кристаллическая структура

является и важнейшей диагностической характеристикой минерала, и носителем заложенной в минерале генетической информации, расшифровкой которой среди прочего занимается

минералогия

. Вопрос о целесообразности отнесения к минералам в порядке «исключений из правила»

некоторых

некристаллических (жидких или рентгеноаморфных) продуктов является спорным и до сих пор дискутируется учеными. Вместе с тем современные исследования показали, что некоторые аморфные, как считалось ранее, геологические продукты, например

опал

, устроены сложнее, чем считалось ранее и обладают внутренней «структурой дальнего порядка».

Некоторые разновидности

лимонита

, описанные в своё время как «метаколлоиды», оказались при детальном изучении скрытокристаллическими или волокнисто-

сферолитовыми

агрегатами гл. образом

гётита

, иногда с примесью

лепидокрокита

,

гематита

и

ярозита

. Представления о «колломорфном» происхождении некоторых минеральных форм (лимониты, «стеклянные головы»

гётита

,

гематита

,

настурана

и др.) были опровергнуты после их более углубленного изучения и анализа в работах

Д. П. Григорьева

,

Ю. М. Дымкова

и др. Коллоидные фазы существуют лишь как промежуточные в процессах массопереноса и минералообразования и являются одной из физико-химических сред, в которых или из которых происходит

кристаллизация

минералов.


Классификация минералов

Существует много вариантов классификаций минералов. Большинство из них построено по структурно-химическому принципу.

По распространённости минералы можно разделить на


породообразующие


— составляющие основу большинства горных пород,


акцессорные


— часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы,

редкие

, случаи нахождения которых единичны или немногочисленны, и


рудные


, широко представленные в рудных месторождениях.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.

Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на

КЛАССЫ

и выглядит следующим образом:



Наглядный

почтовый блок

«Минералы»,

2009

I. Раздел


Самородные элементы

II. Раздел


Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения

III. Раздел


Галоидные соединения (Галогениды)

IV. Раздел


Оксиды и гидроксиды

V. Раздел


Кислородные соли (оксисоли)

VI. Раздел


Органические соединения


Свойства минералов

Важнейшими характеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Важнейшие свойства минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:


  • Габитус кристаллов

    . Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется

    лупа

  • Твердость

    . Определяется по

    шкале Мооса

  • Блеск

    — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.

  • Спайность

    — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям.

  • Излом

    — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.

  • Цвет

    — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный

    малахит

    , синий

    лазурит

    , красная

    киноварь

    ), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в

    кристаллической структуре

    (

    флюориты

    ,

    кварцы

    ,

    турмалины

    ).

  • Цвет черты

    — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.

  • Магнитность

    — зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного

    магнита

    .

  • Побежалость

    — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.

  • Хрупкость

    — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например,

    алмаз

    )

Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях. К другим свойствам минералов относятся, например, оптические свойства:

Преломление

,

Дисперсия

и

Поляризация

, которые характеризуются их оптическими константами:

показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы

и др.


Разнообразие минералов

На сегодняшний день известно более 4 тысяч минералов. Ежегодно открывают несколько десятков новых минеральных видов и несколько «закрывают» — доказывают, что такой минерал не существует.

Четыре тысячи минералов — это очень не много по сравнению с числом известных неорганических соединений (более миллиона). Геологи объясняют небольшое количество минералов следующими причинами:

  • Распространенность элементов в Солнечной системе. Наиболее широко на Земле распространены кислород и кремний (

    кларковое число

    : O 470000 (Виноградов, 1962), 472500 (Ведеполь, 1967); Si 295000 (Виноградов, 1962), 305400 (Ведеполь, 1967). Соответственно, подавляющее большинство минералов является

    силикатами

    . С другой стороны, некоторые элементы так рассеяны, что никогда не образуют собственных минералов и лишь входят в структуру некоторых минералов в виде примесей.
  • Неустойчивость многих химических соединений в земных условиях.


©


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожие записи