Во многих местах нашей страны на полях встречаются валуны. Расколите валун и внимательно посмотрите на излом. Вы увидите, что камень состоит из множества кристалликов различных минералов .

Теперь возьмите ложки две земли, размешайте в стакане воды. Муть слейте, а осадок рассмотрите в луну. Вы увидите скопление блестящих кристалликов. Это минерал кварц.

Минералы изучает особая наука - минералогия. Она существует уже много веков и приносит огромную пользу человечеству, так как тесно связана с горным делом, с поисками и использованием ископаемых. Минералогия занимается всесторонним изучением минералов: условиями образования, процессами изменения, исследованиями химического состава, физических свойств, а также возможностями практического применения и использования минералов в хозяйстве.

Разумеется, в местностях, где обнажаются скалы и каменистые склоны, минералы заметить нетрудно. Но и отмель, и песчаный обрыв также образованы минералами, но только очень мелкими кристалликами их, песчинками.

Из минералов состоят все торные породы, все полезные ископаемые. А если вспомнить, что земная кора целиком сложена горными породами, то огромное значение минералов в природе станет еще более очевидным.

Большинство минералов представляет собой твердые тела. Однако в природе встречаются минералы и в жидком (например, вода, самородная ртуть) и в газообразном состояниях (например, углекислый и сернистый газы, которые выделяются во время извержения вулканов; метан, газы, образующиеся при радиоактивных процессах, как например гелий, и др.).

Минералом называется природное химическое соединение, однородное в химическом и физическом отношениях, являющееся составной частью земной коры.

Материалом для минералов служат химические элементы, и каждый минерал представляет собой определенное химическое соединение.

У каждого минерала своя химическая формула, что указывает на постоянство его химического состава. Однако в природе химические реакции происходят далеко не так, как в лабораториях, где химики имеют дело с чистыми реактивами и вымытой посудой. В природных «реактивах» всегда присутствуют посторонние вещества, а потому и минералы всегда содержат различные примеси, в том числе и включения иных минералов. Часто эти примеси довольно закономерны. Это особенно важно потому, что некоторые из них очень ценны. Так, например, минерал галенит (важнейшая свинцовая руда) обычно содержит примесь серебра, которое из него и добывается. Химическая же формула галенита (PbS) показывает характерный и постоянный состав этого минерала; серебро в эту формулу не входит, так как присутствует оно не всегда.

Состав некоторых минералов очень изменчив. Сюда относятся минералы весьма своеобразного вида, напоминающие то засохший клей, то черную замазку. Таковы, например, некоторые руды железа (лимонит), марганца, меди. Эти вещества не кристаллизовались, а как бы высыхали, захватывая при этом самые разнообразные примеси. К таким минералам относится и наш обычный кремень.

Минералы - сложные постройки. Если особым образом просветить рентгеновскими лучами минерал, например кристалл галита (каменная соль), и сфотографировать прошедший через кристалл луч, мы увидим замечательную картину. Оказывается, что минерал представляет собой решетку, в которой атомы одних элементов занимают строго определенное положение относительно других. Каждый минерал, каждый кристалл имеет свою собственную, характерную для него кристаллическую решетку.

Каждый минерал имеет и определенные физические свойства: удельный вес, твердость, цвет, блеск и т. д.

Характер строения решетки обусловливает все важнейшие свойства минерала. Посмотрев на решетку, можно сразу же понять, какой из минералов обладает спайностью, а в каком ее нет. Твердость, блеск, спайность, гибкость, ковкость и т. д. - все эти свойства зависят от внутреннего строения минерала, т. е. его решетки. Распилим, например, поперек прозрачный кристалл турмалина и посмотрим сквозь него на лампу (вдоль кристалла), сложив половинки. Сквозь кристалл мы увидим свет. Если же начать вращать одну из половинок кристалла, то свет будет как бы затухать и наконец лампа скроется. Это замечательное свойство турмалина зависит от строения его кристаллической решетки.

Сколько же различных видов минералов известно на Земле? Посмотрите в музее витрины с минералами. Как они разнообразны по форме, окраске, блеску! А сколько интересных минералов могут увидеть наши молодые читатели в Минералогическом музее Академии наук СССР в Москве! Здесь минералы собирают со времен Петра I. Рассматривая эти витрины, убеждаешься, что правильно называют минералы «цветами земли», настолько они ярки, интересны, красивы, а главное - разнообразны! Однако все же минералов не так много, как можно было бы ожидать.

Из химических элементов химики в лабораториях получили свыше 2 млн. соединений различного состава (краски, лекарства, химические реактивы и т. п.), из которых каждое обладает особым, только для него характерным свойством. Особенно много получено органических соединений - так называют соединения с углеродом.

Природных химических соединений, т. е. минералов, известно всего лишь около 1700 видов. Почему? Во-первых, потому, что лишь немногие химические соединения в природе отличаются прочностью и устойчивостью, а во-вторых, многие химические элементы чрезвычайно редки и всегда встречаются в ничтожно малом количестве, вследствие чего и не образуют минералов. Такие элементы встречаются в виде примесей к другим минералам .

Минералы играют очень важную роль в нашей жизни, а потому их тщательно изучают. Ежегодно около десятка минералов исключают из минералогических списков. Одни из них оказываются смесью минералов, а не однородными телами; другие были уже известны в других странах, но посторонние примеси придали им иной цвет, иной облик. В то же время ежегодно на рудниках, в горах, в отложениях морей, озер и т. п. открывают примерно столько же новых минералов. Поэтому-то и нельзя точно установить истинное число минералов на сегодняшний день.

Как же распределяются все минералы в природе?

Минералы, чрезвычайно широко распространенные, называются породообразующими. С начала нынешнего столетия во всех странах систематически ведутся работы, имеющие целью определить, из каких пород в основном состоит земная кора, какие породообразующие минералы слагают ее и какие химические элементы играют важнейшую роль.

Многочисленные подсчеты минералов и горных пород дали следующие результаты, характеризующие состав земной коры:

Изверженные (магматические) породы составляют 95% от всех горных пород.

Сланцы(метам орфические) - 4%.

Песчаники (осадочные)-0,75%.

Известняки (биогенные - созданные организмами)-0,25%.

Девять химических элементов составляют по весу 97% земной коры. Это следующие элементы: кислород - 44,6%, кремний - 27,7%, алюминий - 8,1%, железо-5,0%, кальций - 3,6 %, натрий - 2,8%, калий - 2,6%, магний - 2,1% и титан - 0,4%. Из этих же девяти химических элементов состоят 12-15 наиболее широко распространенных породообразующих минералов: полевые шпаты (несколько видов), слюды (3-4 вида), роговые обманки (4-5 видов), кварц и еще с десяток других минералов. Примерно еще 100-110 минералов встречаются более или менее часто, образуя важнейшие полезные ископаемые и сопровождающие их породы, все же остальные минералы являются редкими .

В древних погребениях кельтов во Франции были найдены каменные орудия из минерала, похожего на нефрит, и украшения из минералов, похожих на бирюзу. Месторождения этих минералов до сих пор не удалось обнаружить.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие собой в обычных условиях жидкости (например,самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре).Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минералалёд.

Некоторые органические вещества— ,асфальты,битумы— часто ошибочно относят к минералам, либо выделяют их в особый класс «органические минералы», целесообразность чего весьма спорна.

Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеюткристаллической структуры.

Это относится главным образом к т. Наз.Метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальнойкристаллической решёткипод действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U). Различают минералы явно кристаллические иметамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

«Минерал— это химически и физически индивидуализированный природной физико-химической реакции, находящийся вкристаллическом состоянии» (Годовиков А. А., «Минералогия», М., « », 1983).

По определениюакадемикаН.П.Юшкина(1977), «минералами называются естественные дискретные органически целостные системы взаимодействующихатомов, упорядоченных с трёхмерной неограниченной периодичностью их равновесных положений, являющиеся относительно неделимыми структурными элементамигорных породи дисперсных образований. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень структурной компании 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 даннойкристаллической структурой.

Кристаллическая структураявляется и важнейшей диагностической характеристикой минерала, и носителем заложенной в минерале генетической информации, расшифровкой которой среди прочего занимаетсяминералогия. Вопрос о целесообразности отнесения к минералам в порядке «исключений из правила»некоторыхнекристаллических продуктов является спорным и до сих пор дискутируется учеными. Вместе с тем современные исследования показали, что некоторые аморфные, как считалось ранее, геологические продукты, устроены сложнее, чем считалось ранее и обладают внутренней «структурой дальнего порядка».

Коллоидные фазы существуют лишь как промежуточные в процессах массопереноса и минерал образования и являются одной из физико-химических сред, в которых или из которых происходиткристаллизация минералов.

Минерал (Mineral) - это

Классификация минералов

Попытки систематизации минералов на различной основе предпринимались уже в античном мире. Первоначально (от Аристотеля до Сины и Бируни) их делили по внешним признакам, иногда привлекая и генетические элементы, зачастую самые фантастические. Начиная с позднего Возрождения и вплоть до начала 19 в. доминировали классификации, основанные на внешних признаках и физических свойствах минералов. Во 2-й половине 19 — начале 20 вв. исключительное распространение получили химические классификации минералов (труды П. Грота, В. И. Вернадского и др.). С 20-х гг. 20 в. всё большую роль начинают играть кристаллохимические классификации, в которых за основу принимаются в равной мере химический состав и кристаллическая структура минералов. В современной минералогии имеется много различных вариантов минералогической систематики. В наиболее распространена классификация минералов на типы и классы по химическому составу.

Более мелкие таксоны внутри классов (подклассы, отделы, группы и др.) выделяют по типу структуры (силикаты) и в соответствии со степенью усложнения состава. При выделении дробных таксонов основываются также на группировке близких в геохимическом и кристаллохимическом отношении катионов и анионов. Ведутся специальные исследования в направлении создания естественной генетико-структурной и химико-структурной систематики 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.

Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на классы и выглядит следующим образом:

Самородные элементы.

Это минералы, состоящие из одного элемента. Хотя они встречаются редко и составляют всего 0,1% от веса земной коры, их значение для человека велико. Достаточно перечислить представителей этой группы:

Height="478" src="/pictures/investments/img778313_5_Serebro_samorodnoe_s_kvartsevyim_mineralom.jpg" title="5. Серебро самородное с кварцевым минералом" width="690">

Минерал (Mineral) - это

Значительно реже в самородном виде встречается , которое более склонно формировать химические соединения. Крайне редки в природе самородки редких металлов: палладия (Pd), осмия (Os), иридия (Ir). Большинство минералов этой группы встречается преимущественно или только в самородном виде (Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os). Происхождение почти всех самородных элементов эндогенное, чаще всего гидротермальное. Исключением является сера , которая может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Отдельно рассматривается самородный углерод, образующий две базовых полиморфных модификации: алмаз и графит. Алмаз образуется в результате магматических процессов ; чаще всего он встречается в кимберлитах.

Графит формируется из богатых органическим веществом осадочных пород в результате процессов метаморфизма.

II. Раздел Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения.

1. Класс Сульфиды и им подобные соединения.

2. Класс Сульфосоли.

К рассматриваемому разделу относятся сернистые, селенистые, теллуристые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения металлов . К ним принадлежит весьма значительное количество важных в промышленном отношении минералов, играющих существенную роль в составе многочисленных месторождений металлических полезных ископаемых.

Наибольшее число минералов представлено сернистыми соединениями (сульфидами, сульфосолями). Все они, за исключением сероводорода, в природе распространены в твердом состоянии.

III. Раздел Галоидные соединения (Галогениды).

1. Класс Фториды.

2. Класс Хлориды, бромиды и иодиды.

Начиная с этого типа соединений, мы будем иметь дело с минералами, резко отличающимися по своим свойствам рассмотренных.

В подавляющей массе это будут уже соединения с типичной ионной связью, обусловливающей совсем другие свойства минералов. Наиболее яркими представителями их являются галоидные соединения металлов .

С химической точки зрения, относящиеся сюда минералы, представлены солями кислот: HF, HCl, НВr и HJ; соответственно этому среди этих минералов различают фториды, хлориды, бромиды и иодиды.

IV. Раздел Оксиды и гидроксиды.

1. Класс Оксиды.

2. Класс Гидроксиды.

К этому классу относятся минералы, представляющие собой соединения различных элементов с кислородом, а в гидроксидах присутствует также и вода. По количеству входящих в него минералов он стоит на одном из первых мест, на его долю приходится около 17% массы всей земной коры (из них на долю оксидов кремния - около 12,5 % и оксидов железа - 3,9%). Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях.

Блеск стеклянный, в изломе жирноватый. Твердый. Бесцветный, белый, сероватый, дымчатый черный, розовый, фиолетовый, зеленый. Черты не дает. Спайность отсутствует. Излом неровный. Сплошной плотный, рыхлый (кварцевый песок); кроме того вкрапления, отдельные кристаллы или друзы. Кристаллы имеют форму шестигранной призмы, увенчанной пирамидой. Грани кристаллов покрыты поперечной штриховкой. Сингония тригональная. Кристаллы наросшие или вросшие. В Казахстане найден кристалл горного хрусталя величиной с двухэтажный дом, его вес 70 т.

В районах распространения песков (в пустынях) встречаются кристаллы и друзы гипса (псевдоморфозы кварца по гипсу), пронизанные зернами песка, что сообщает этим образованиям большую твердость, не присущую гипсу.

V. Раздел Кислородные соли (окси соли).

1. Класс Нитраты.

2. Класс Карбонаты.

3. Класс Сульфаты.

4. Класс Хроматы.

5. Класс Вольфрама.

6. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты.

7. Класс Бораты.

8. Класс Силикаты.

А. Островные силикаты.

Б. Цепочечные силикаты.

В. Ленточные силикаты.

Г. Слоистые силикаты.

Д. Каркасные силикаты.

Среди солей, прежде всего, различают соли безводные и водные (т. Е. содержащие в своем составе молекулы Н2O).

VI. Раздел Органические соединения.

В систематике минералов класс Органические минералы стоит как бы особняком от других, поскольку входящие в него продукты хоть и являются природными химическими веществами с достаточно определённым постоянным составом и свойствами, но лишены кристаллической структуры.

Они не могут быть охарактеризованы с кристаллохимической точки зрения, но традиционно относятся к минералам, имея с ними гораздо больше черт родства, чем различий. Заметим, однако, что такова не вся природная органика, и отнесение в этот раздел каждого конкретного природного органического товара требует вдумчивого и ответственного подхода.

Структура и химический состав минералов

В зависимости от химического состава минералов и физико-химических параметров находится тип химической связи между отдельными элементами и, как следствие, закономерность их пространственного распределения в кристаллической структуре минералов.

Значительное изменение состава вызывает изменение структуры и переход к веществу с новой структурой, т.е. к другому минералу. Обычные отклонения реальной структуры минералов от идеальной — в отдельных узлах кристаллической решётки, связанные с появлением, например, примесей в междоузлиях, изменением валентности части катионов (анионов).

В результате различных дефектов (вакансий, примесных, радиационных и других дефектов, вхождения посторонних ионов или молекул, например воды в каналы и другие полости решётки, изменения заряда катионов и анионов и т.д.) и дислокаций кристаллы минералов могут приобретать блочное строение. Реальные минералы образуют иногда т.н. упорядочивающиеся серии (например, полевые шпаты), когда распределение различных катионов по структурным позициям в той или иной степени отклоняется от правильного порядка, присущего идеальным кристаллам, и с понижением температуры проявляет тенденцию к упорядочению.

Не менее широко распространены явления распада твёрдых растворов (смешанных кристаллов), находящие выражение в специфических структурах минералов.

Для минералов со слоистыми кристаллическими решётками (например, слюд, молибденита, сфалерита, глинистых минералов, хлоритов, графита и др.) характерно явление поли типии, при котором смежные слои (или пакеты слоев) оказываются несколько повёрнутыми один относительно другого.

В результате такого поворота возникают модификации (или политипы), элементарные ячейки которых имеют одинаковые параметры по двум осям и различные — по третьей. Образование политипов объясняется условиями роста кристаллов (в частности, кинетическими факторами и механизмом спирального роста).

В случае изоморфных рядов при выделении минеральных видов руководствуются следующими правилами: в двухкомпонентных (бинарных) твёрдых растворах различают два минеральных вида (с содержанием конечных членов от 0 до 50 и от 50 до 100 молекулярных %), в трёхкомпонентных — три. Ранее и в бинарных изоморфных смесях выделялось по три минеральных вида, названия которых закрепились в минералогической номенклатуре.

Наряду с этим в минералогии бытуют и некоторые другие принципы выделения минеральных видов. Так, если представители данного ряда имеют особое значение по распространённости и отдельные промежуточные члены ряда твёрдых растворов типичны для определённых парагенезисов, выделение минерального вида становится дробным и часто базируется на номерной основе. Примером являются плагиоклазы, среди которых выделяют альбит.

Кристаллы реальных минералов часто обнаруживают зонарное или секторное, блочное или доменное строение; изоморфные примеси могут распределяться в них статистически (беспорядочно), занимать строго определённые структурные позиции или группироваться в кластеры; обнаружено вхождение в минералы примесных компонентов в форме плоских встроек и т.д.

Изучение реального строения и состава кристаллов минералов даёт важную информацию об условиях минерал образования.

Химический состав и , химические и кристаллохимические формулы. В состав минералов входят все стабильные и долгоживущие изотопы элементов периодической системы, кроме инертных газов (гелий и аргон могут накапливаться в структурных каналах и полостях кристаллических решёток минералов как радиогенные продукты или вследствие захвата из атмосферы). Но минералообразующая роль различных элементов неодинакова. Примеси могут входить в минералы не только изоморфно, но и путём сорбции, а также в виде механических минеральных или газово-жидких микровключений. Эти ряды (серии) определяют границы вариаций состава минералов, а тем самым и колебания их физических свойств: плотности, твёрдости, оптических, магнитных и других параметров элементарной ячейки, температуры плавления и т.д.

Около 25% общего числа минеральных видов в земной коре — силикаты и алюмосиликаты; около 18% приходится на фосфаты, арсенаты и их аналоги, около 13% — на сульфиды и их аналоги, около 12% — на оксиды и гидроксиды. Минералы, относящиеся к другим классам химических соединений, составляют около 32%.

По распространённости в земной коре резко доминируют алюмосиликаты (особенно полевые шпаты) и силикаты, за ними следуют оксиды (прежде всего кварц) и гидроксиды и далее карбонаты; в сумме они слагают около 98% верхней части земной коры (до глубины 16 км).

Состав минералов выражается его химической формулой — эмпирической, полуэмпирической, кристаллохимической. Эмпирическая формула отражает лишь отношение между собой отдельных элементов в минералах. В ней элементы располагаются слева направо по мере увеличения номера их групп в периодической системе, а для элементов одной группы — по мере уменьшения их порядковых номеров, т.е. по мере увеличения их силовых характеристик.

Элементы, образующие изоморфные смеси, приводятся в круглых скобках через запятую, располагаясь в зависимости от их содержания в минералах. После расшифровки кристаллических структур подавляющего большинства минералов и уточнения позиций различных элементов в их кристаллической решётке стало возможным введение в минералогию понятия о основного Закона государства минералов, в которой химический состав минералов тесно увязывается с их структурой. Выражением основного Закона страны минералов служат т.н. структурные, или кристаллохимические формулы, составляемые и записываемые по определённым правилам. В этих формулах элементы, играющие роль нормальных катионов, записываются в их начале в том же порядке, что и в эмпирических формулах.

Быстрая кристаллизация минералов приводит к искажению формы их кристаллов, возникновению скелетных, дендритных, нитевидных форм.

Кристаллы минералов нередко несут на гранях характерную штриховку, фигуры роста и растворения. Массовая кристаллизация (например, при образовании изверженных горных пород ) создаёт обстановку стеснённого роста, и минералы образуют зёрна неправильной формы.

Минеральные индивиды и минеральные агрегаты слагают минеральные тела.

Свойства минералов

Физические свойства минералов обусловлены их внутренним строением и химическим составом. Наблюдаемые у реальных минералов колебания физических свойств вызваны явлениями изоморфизма, структурными дефектами, различной степенью упорядоченности (иногда даже в пределах одного зерна) и другими факторами. Физические свойства минералов наряду с их морфологией — основа их диагностики, поисков, а в ряде случаев и практического использования.

По плотности минералы подразделяют на лёгкие (до 2500 кг/м3), средние (2500-4000 кг/м3), тяжёлые (4000-8000 кг/м3) и весьма тяжёлые (более 8000 кг/м3). Плотность минералов определяется его составом (содержанием тяжёлых катионов) и типом структуры, степенью её совершенства.

Механические свойства включают твёрдость минералов, упругие свойства, излом, спайность минералов и отдельность. Качественное определение упругих свойств минералов производится визуально, по их реакции на механические напряжения (характеру деформаций).

Различают минералы хрупкие (большинство) и ковкие (некоторые самородные металлы и сульфиды), а среди листоватых и чешуйчатых минералов — гибкие упругие (слюды) и неупругие, а также негибкие (хрупкие слюды). Волокнистые минералы бывают ломкими и гибкими (хризотил-асбест).

Излом — важное диагностическое свойство минерала, характеризует поверхность обломков, на которые он раскалывается (не по спайности) при ударе. Предварительная полевая диагностика минералов производится по внешним признакам и простым физическим свойствам: морфологии выделений, относительной твёрдости и плотности, цвету черты, блеску, побежалости, спайности, излому, люминесценции и пр.

Для определения карбонатов используются методы окрашивания, "вскипание" с HCl. Иногда прибегают к простейшим качественным химическим реакциям (например, на фосфор с молибденово-кислым аммонием). Многие распространённые минералы, породообразующие и рудные, уже в полевых условиях удаётся определить достаточно надёжно.

Высокодисперсные минералы, например глинистые, дающие на рентгенограммах нечёткие диффузные линии, уверенно диагностируются лишь под электронным микроскопом, с применением метода электронографии. Тот же метод позволяет точно диагностировать минералы, политипы листоватых и чешуйчатых минералов. Карбонаты и другие минералы, содержащие летучие компоненты, определяются при помощи термического анализа.

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.

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).

Получение объективных количественных данных о генезисе минералов позволяет реконструировать геологические процессы и историю формирования месторождений полезных ископаемых, т.е. создать научную основу для их поисков, разведки и промышленной оценки.

Применение

В технике и промышленности используется около 15% всех известных минеральных видов. Минералы представляют практическую ценность как источники получения всех металлов и других химических элементов (руды чёрных и цветных металлов, редких и рассеянных элементов, агрономические руды, сырьё для химической промышленности ). Техническое применение многих минералов базируется на их физических свойствах.

Твёрдые минералы (алмаз, корунд, гранат, агат и др.) используются как абразивы и антиабразивы;

минералы с пьезоэлектрическими свойствами (кварц и др.) — в радиоэлектронике;

слюды (мусковит, флогопит) — в электро- и радиотехнике (благодаря их электроизоляционным свойствам);

асбесты — как теплоизолятор;

тальк — в медицине и в смазках;

кварц, флюорит, исландский шпат — в оптике;

кварц, каолинит, калиевый полевой шпат, пирофиллит — в керамике;

магнезит, форстерит — как магнезиальные огнеупоры и т.д.

Ряд минералов является драгоценными и поделочными камнями. В практике геологоразведочных работ широко используются минералогические поиски и оценка месторождений полезных ископаемых.

На различиях физических и химических свойств минералов (плотности, магнитных, электрических, поверхностных, радиоактивных, люминесцентных и других свойств), а также на цветовых контрастах основаны методы обогащения руд и сепарации минералов, равно как геофизические и геохимические методы поисков и разведки месторождений минерального сырья.

В широких масштабах осуществляется промышленный синтез монокристаллов искусственных аналогов ряда минералов для радиоэлектроники, оптики, абразивной и ювелирной промышленности .

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).

Источники

Википедия - Свободная энциклопедия, WikiPedia

geoman.ru - Библиотека о природе и географии

mining-enc.ru - Горная энциклопедия

xumuk.ru - Сайт о химии

agrofak.com - Помощник агронома

iznedr.ru - Из недр Земли

webois.org.ua - Портал о камнях и минералах

catalogmineralov.ru - Каталог минералов

Энциклопедия инвестора . 2013 .

Каждый человек хотя бы раз в жизни видел минералы - продукты естественных химических реакций, происходивших внутри земной коры миллионы лет назад. При этом далеко не все могут рассказать о том, что такое минерал, и для чего он нужен. В нашей статье будет подробно рассказано о типах минеральных отложений, а также о способах их использования.

Что такое минерал?

Минералами называют твердые неорганические вещества природного происхождения. Они обладают кристаллической структурой, что и является основной их отличительной особенностью. Некоторые минералы могут производиться искусственным путем. Независимо от происхождения они будут обладать рядом полезных свойств.

Существуют ли жидкие минералы? Если брать обычные условия жизни, то да. Это, например, естественная ртуть - самородное вещество, обладающее твердостью только при низкой температуре. Некоторые виды льдов ученые также относят к минералам. Однако воду к рассматриваемой группе не причисляют.

Вопрос о том, что такое минерал, не до конца решен и по сей день. Так, немногочисленные специалисты относят нефть, битумы и асфальты к группе минеральных веществ. Целесообразность таких утверждений сомнительна.

Типы минералов

По Бауэру и Ферсману, химикам конца XIX века, все минеральные породы делятся на самоцветы, органогенные камни и цветные вещества. Такая классификация имеет столь своеобразный вид из-за глубокого убеждения прагматичных академиков, что все камни и минералы предназначены для изготовления различных изделий - инструментов и украшений.

Дабы лучше разобраться в вопросе о том, что же представляют собой минеральные вещества, стоит привести наиболее распространенную научную классификацию. Согласно структурно-химическому принципу, минералы делятся на породообразующие - составляющие большинство горных пород, а также редкие, рудные и акцессорные (не слагающие больше 5% от породы).

Самородный класс минералов включает в себя металлы и металлоиды. Рудные вещества образуют большую часть самородной группы. Акцессорные минералы характеризуются особой редкостью.

Химическая классификация

Химическая структура большинства минералов примерно одинаковая. В настоящее время принято деление рассматриваемых веществ на классы. Получается следующая классификация:

Силикаты. Многочисленный класс, включающий в себя более 800 различных минеральных отложений. Силикаты составляют большинство метаморфических и магматических пород. Некоторые минералы здесь отличаются общностью построения и состава. В качестве примера стоит выделить пироксены, слюды, полевые шпаты, амфиболы, глинистые материалы и многое другое. Состав большинства силикатов именуется алюмосиликатным.
Карбонаты. В число этого класса входит порядка 80 минеральных пород. Здесь распространены доломиты, кальциты и магниты. Происхождением обязаны отдельным водным растворам. Разрушаемы в кислотах.
Галоиды - группа из ста различных минералов. Являются легкорастворимыми, образуются из осадочных пород. Самое частое вещество - галит.
Сульфиды - минералы, разрушаемые в зоне выветривания. Типичным представителем является пирит.
Сульфаты. Обладают светлой окраской и невысоким уровнем твердости. Наибольшее распространение получил гипс.
Оксиды и гидроксиды. Составляют порядка 17% от массы земной коры. Основные виды - опалы, лимониты и кварцы.

Таким образом, почти все минералы обладают похожими признаками, хоть и состав у веществ различный.

Разнообразие минералов

Что такое минерал? Ответить на этот вопрос непросто. Следует учитывать, что в сегодняшнем мире существует более 4 тыс. различных типов подземных богатств. Минералы ежегодно открываются и "закрываются". Например, найденное в горных породах вещество одним своим существованием доказывает несостоятельность целой классификации, составленной учеными. Такие случаи - далеко не редкость.

Фото силикатов представлено вашему вниманию ниже.

Следует учитывать, что 4 тыс. минералов - это не такая уж и большая цифра. Если сравнивать ее с общим количеством неорганических соединений, то разница будет очевидна: последних содержится около миллиона видов. Чем объясняют геологи столь небогатое разнообразие минеральных богатств? Во-первых, распространенностью элементов в Солнечной системе. На нашей планете преобладают кремний и кислород. Соединение этих веществ приводит к появлению силикатов - подавляющей минеральной группы на Земле. С другой стороны, минералы так рассеяны, что поиски новых элементов будет делом еще нескольких сотен поколений. Вторая причина ограниченности минералов - это неустойчивость большинства химических соединений.

Происхождение минералов

Ученые называют три основных пути происхождения горных минералов. Первый вариант именуется эндогенным. Подземные раскаленные сплавы, которые принято называть магматическим веществом, внедряются в земную кору, а после застывают там. Сама магма образуется вследствие извержения вулканов. Она проходит три стадии: из раскаленного состояния магма становится твердой - это результат пегматитовых процессов. После она окончательно застывает. Это следствие постмагматических процессов.

Есть также экзогенный вариант происхождения минералов. В данном случае происходит физическое и химическое разложение веществ. Одновременно формируются новые образования, обладающие большой уступчивостью к среде. Простой пример: в результате выветривания эндогенного материала образуются кристаллы.

Последний способ происхождения минералов имеет метаморфический характер. Все вещества будут изменяться под воздействием определенных условий - вне зависимости от вариантов образования горных пород. По сути, меняется первоначальный образец - он приобретает новые свойства и элементы состава.

Свойства минералов

Важнейшим свойством любого минерального образования является наличие кристаллохимической структуры. Все остальные признаки рассматриваемых пород вытекают именно отсюда.

На сегодняшний день разработана единая классификация диагностических признаков, свойственных минеральным веществам. Здесь следует выделить твердость, определяемую по шкале Мооса, а также цвет, блеск, излом, спайность, магнитность, хрупкость и побежалость. Каждое свойство рассматриваемых пород будет подробно изучено далее.

Понятие твердости

Что такое твердость? Существует несколько определений для этого понятия. Наиболее распространенное описание характеризует твердость как уровень сопротивления определенного тела царапающему, сдавливающему или режущему воздействию. Уровень твердости определяется по шкале Мосса. В ней подобраны специальные горные породы, каждая из которых характеризуется способностью царапать поверхности острым концом. Мосс составил десятку из наиболее распространенных элементов. Самым мягким материалом здесь является тальк и гипс. Как известно, гипс, попадая в воду, увеличивается в размере до 30%. Самая твердый тип и порода минерала - это алмаз.

Проведение веществом по стеклу должно оставлять за собой царапины различной глубины. Сам факт существования царапины уже присваивает минералу как минимум пятый класс из десяти. Самые твердые вещества встречаются в группах минералов, обладающих неметаллическим блеском. Именно блеск является вторым важным свойством минералов, и он напрямую взаимосвязан с твердостью.

Блеск

Уровень блеска металлов проверяется за счет отражения от них лучей солнца. Существует два уровня блеска - металлический и неметаллический. К первой группе относятся породы, дающие при резьбе по стеклу черную черту. Такие вещества непрозрачны даже в очень тонких осколках. К видам подземных минералов с неметаллическим блеском относят графит, магнетит, уголь и некоторые другие вещества. Все они плохо отражаются на солнце и дают темную черту. Небольшую часть материалов с металлическим отблеском составляют вещества, дающие цветную черту: зеленую (золото), красную (медь), белую (серебро) и т.д.

Минералы с металлическим блеском лучше отражают солнечный свет. Сами по себе они обладают высокой твердостью. Особое место здесь занимает руда.

Цвет

Цвет, в отличие от твердости и блеска, не является постоянным признаком для большинства минералов. Так, твердость или блеск со временем остаются неизменными. Окраска же меняется в зависимости от условий хранения. В качестве примеров минералов, редко меняющих свой цвет, следует выделить малахит, который никогда не поменяет своего зеленого цвета, и золото, всегда остающееся желтым.

Фото малахита вы можете увидеть ниже.

Цвет меняется и от состояния минерала. Например, в геологии распространено понятие цвета черты. Минерал, поцарапавший стеклянную поверхность, оставляет за собой небольшое количество порошка, который и образует собой черту. Цвет такого порошка часто отличается от природной окраски камня. Все дело в составе минерала: в него может входить кальцит, который меняет окраску в зависимости от количества и способа смешения с другими веществами.

Излом и спайность

Под спайностью понимается свойство минерала расщепляться или раскалываться в определенном направлении. Так, после разлома чаще всего образуется гладкая блестящая поверхность. Чтобы добиться такого результата, нужно расщеплять минерал по строго определенной линии. Существует пять градаций спайности:

Диагностическим признаком для многих минералов является наличие сразу нескольких направлений спайности. По итогу расщепления минерал имеет изломы, который также обладает определенными свойствами. Так, ученые выделяют пять типов излома:

раковистый - похож на раковину;
занозистый - для излома характерны волокнистости или материалы волокнистого содержания;
неровный - наличие несовершенной спайности (например, у апатита);
ступенчатый - по результатам спайности образуется почти идеально гладкая поверхность (местами может иметь, однако, неровности в виде ступенек);
ровный - на поверхности минерала по результатам спаивания отсутствуют какие-либо заметные изгибы или неровности.

Существует и ряд других признаков, по которым можно определять минералы. Это, например, побежалость - наличие тонкой цветной пленки, образующейся на веществе по результатам выветривания или окисления. Также следует выделить хрупкость, указывающую на прочность минерала, и магнитность, характеризующуюся содержанием двухвалентного железа.

Минералы в промышленности

В каких сферах общественной деятельности применяются минералы? Это строительство, металлургия, а также химическое производство.

Строительные материалы нередко разбавляются определенными минералами, что позволяет отрегулировать прочность и качество вещества. В химической промышленности присутствие рассматриваемых элементов также не является редкостью. Минеральные компоненты используют в косметической, медицинской и пищевой сферах. Например, в аптеках представлено немало препаратов, включающих в себя витамины и минералы. Эти два компонента отлично взаимодействуют, дополняют друг друга. Они способствуют укреплению здоровья людей и улучшению их внешнего вида.

Добыча и изучение минералов всегда считались важными и актуальными занятиями. Необходимо всячески поддерживать проведение научных изысканий в области геологии, а также активно применять витамины и минералы в повседневной жизни.

Инструкция

Ученые насчитывают около 3000 природных минералов, и каждый год это число пополняется новыми видами. Но только сто из них широко распространены и используются в различных сферах производства. В каменном веке кремниевым орудием труда, а ювелирная промышленность во все времена не была бы столь разнообразной без этого материала.

Аметист, агат, рубин, бирюза, лазурит, гранат, лунный камень, опал, янтарь – небольшой перечень популярных минералов, известных как драгоценные камни.

Алмаз, что в переводе с греческого «непреодолимый, непревзойденный», является самым твердым и прочным среди всех минералов. Он оставляет царапины на любых камнях и , и ничто не может поцарапать его. Благодаря этому свойству, алмаз используется в горнодобывающей промышленности. В ювелирном производстве алмазу придается специальная бриллиантовая огранка, благодаря которой этот минерал начинает максимально раскрывать свои оптические свойства. Бриллиант – самый дорогой драгоценный камень, размер которого исчисляется каратами. Чаще всего алмазы бесцветны и прозрачны, но также могут иметь оттенки различных цветов – от желтого до черного и коричневого. Наиболее крупным алмазам присваиваются имена, и они становятся историческими камнями.

Жемчуг – продукт жизнедеятельности моллюсков, возникающий при отложении слоев арагонита вокруг какого-либо центра в мантии раковины. Таким центром может быть песчинка или другой инородный предмет. Цвет жемчуга варьируется от снежно-белого до черного или зеленоватого. Он зависит от примесей в арагоните и других факторов. В зависимости от размера жемчуг делят на сортовой, бисер и жемчужную пыль. Форма этого минерала также разнообразна. Ценятся крупные бусины правильной шарообразной формы.

Малахит – один из красивейших минералов. Его окраска может содержит всю палитру зеленых тонов – от светло-зеленого или бирюзового до насыщенного темно-зеленого, близкого к черному. Малахит является очень распространенным поделочным камнем. Благодаря своей мягкости, этот минерал служит основой для ваз, статуэток, шкатулок и других сувениров, а также широко используется в ювелирной промышленности. Амулеты и талисманы из малахита были популярны еще в античные времена. Древние греки украшали этим материалом фасады зданий, а египтяне использовали порошок малахита в качестве подводки для глаз.

Горный хрусталь, яшма, кошачий и тигровый глаз, халцедон, цитрин, моховик и другие драгоценные камни являются разновидностью . Этот минерал может иметь различную окраску и плотность цвета. Например, непрозрачная красно-зеленая яшма и сверкающий лимонно-желтый цитрин. Прозрачный кварц широко используется в оптике, радиотехнике, акустике и других сферах производства и ювелирном деле.

Янтарь является ископаемым хвойного дерева, его основным месторождением считается Балтийское побережье. Этот минерал обладает рядом целебных свойств, благодаря чему очень распространен в производстве талисманов, украшений, оберегов. В эпоху Римской империи по своей ценности он приравнивался к золоту.

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.

Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). Воду , напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд .
Некоторые органические вещества - нефть , асфальты , битумы - часто ошибочно относят к минералам, либо выделяют их в особый класс "органические минералы ", целесообразность чего весьма спорна.
Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры . Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам , имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной кристаллической решетки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явнокристаллические , аморфные - метаколлоиды (например, опал , лешательерит и др.) и метамиктные минералы , имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

«Минерал - это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии » (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

Классификация минералов

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:

I. Раздел Самородные элементы и интерметаллические соединения

II. Раздел Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения

1. класс Сульфиды и им подобные соединения
2. класс Сульфосоли

III. Раздел Галоидные соединения (Галогениды)

1. класс Фториды
2. класс Хлориды, бромиды и иодиды

IV. Раздел Окислы (оксиды)

1. класс Простые и сложные окислы
2. класс Гидроокислы или окислы, содержащие гидроксил

V. Раздел Кислородные соли (оксисоли)

1. класс Нитраты
2. класс Карбонаты
3. класс Сульфаты
4. класс Хроматы
5. Класс Вольфраматы и молибдаты
6. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты
7. Класс Бораты
8. Класс Силикаты
- А. Островные силикаты.
- Б. Цепочечные силикаты.
- В. Ленточные силикаты.
- Г. Слоистые силикаты.
- Д. Каркасные силикаты.

VI. Раздел Органические соединения

Свойства минералов

Габитус кристаллов . Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа
Блеск - световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
Спайность - способность минерала раскалываться по определенным кристалографическим 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, т.е. быть хрупкими (например, алмаз)

Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях.

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:

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Минералы" в других словарях:

Твердые или жидкие тела в составе земной коры; таковы металлы: глина, ртуть, нефть, вода и проч. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. МИНЕРАЛЫ твердые каменные породы и жидкие массы,… … Словарь иностранных слов русского языка

Роль М. в мифопоэтических и религиозных представлениях в целом невелика. В некоторых традициях М. более или менее отчётливо мифологизируются и приобретают большую сакральность. Особое значение имеют драгоценные и полудрагоценные камни. Редкость,… … Энциклопедия мифологии

Природные химические соединения, как правило, твёрдые тела, приблизительно однородные по составу и физическим свойствам; образуются при различных природных явлениях и процессах на поверхности и в глубине Земли. Минералы обычно представляют часть… … Энциклопедия техники

минералы - мед. минералы, микроэлементы, вода Скелет человека обновляется каждые 7–10 лет. Организм не вырабатывает минералы и микроэлементы. Поэтому их запас Вы можете пополнять только с пищей, с помощью пищевых добавок и трав. Минеральные вещества… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

Минералы - Термины рубрики: Минералы Андезит Волластонит Грунты гравийные Грунты дресвяные Грунты засолеленные … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

минералы - pašarinės mineralinės medžiagos statusas Aprobuotas sritis pašarai apibrėžtis Neorganinės medžiagos, naudojamos gyvūnų pašarui. atitikmenys: angl. minerals vok. Mineralstoffe rus. минералы pranc. minéraux šaltinis Lietuvos Respublikos žemės ūkio… … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

минералы - mineralai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Gamtiniai cheminiai junginiai ir elementai, susidarę dėl Žemės plutoje vykstančių cheminių ir fizikinių procesų ir turintys beveik pastovią cheminę sudėtį, fizikines savybes ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

МИНЕРАЛЫ - Видеть во сне минералы означает, что постигшие вас неприятности обернутся радостным финалом и откроют перед вами светлую перспективу. Если снится, что вы занимаетесь поисками минералов, – значит, предпринимаемые вами усилия не дадут… … Сонник Мельникова

Палестина не была особенно богата минералами. Известковая кора, доломит, мел и мелообразный известковый камень представляют в ней господствующую горную почву. Только в Васане была преимущественно базальтовая горная порода, а в Ливане находилась… … Библия. Ветхий и Новый заветы. Синодальный перевод. Библейская энциклопедия арх. Никифора.

Непознанное