Вижте какво е "Минерал" в други речници:

Някои естествени вещества също се считат за минерали, които при нормални условия са течности (например естествен живак, който идва в кристално състояние при по-ниска температура). Водата, напротив, не се счита за минерал, разглеждайки я като течност състояние (стопи) минерален лед.

Някои органични вещества - асфалти, битуми - често погрешно се класифицират като минерали, или са класифицирани в специален клас "органични минерали", чиято целесъобразност е много спорна.

Някои минерали са в аморфно състояние и нямат кристална структура.

Това се отнася основно за така наречените метамиктни минерали, които имат външна форма на кристали, но са в аморфно, стъклоподобно състояние поради разрушаването на оригиналната им кристална решетка под действието на твърдо радиоактивно излъчване от радиоактивни елементи (U ), които са част от техния собствен състав. Прави се разлика между минерали, които са ясно кристални и метамиктни минерали, които имат външна форма на кристали, но са в аморфно, стъклено състояние.

"Минералът е химически и физически индивидуализирана естествена физикохимична реакция в кристално състояние" (А. А. Годовиков, "Минералогия", М., "", 1983).

Според дефиницията на акад. Н. П. Юшкин (1977), „минералите са естествени дискретни органично интегрални системи от взаимодействащи атоми, подредени с триизмерна неограничена периодичност на техните равновесни позиции, които са относително неделими структурни елементи на мигриращите скали на разпръснати образувания. . Цялата съвкупност от минерали съставлява минералното ниво на структурната компания от неорганична материя, чиято специфика е кристалното състояние, което определя свойствата, законите на функциониране и методите за изследване на минералните системи.

Понятието "минерал" често се използва в значението на "минерални видове", тоест като съвкупност от минерални тела с даден химичен състав с дадена кристална структура.

Кристалната структура е както най-важната диагностична характеристика на минерала, така и носител на генетична информация, заложена в минерала, която, наред с други неща, се дешифрира от минералогията. Въпросът за целесъобразността да се класифицират някои некристални продукти като минерали като „изключения от правилото“ е спорен и все още се обсъжда от учените. В същото време съвременните изследвания показват, че някои, както се смяташе по-рано, аморфни геоложки продукти са по-сложни, отколкото се смяташе преди, и имат вътрешна „структура на далечни разстояния“.

Колоидните фази съществуват само като междинни в процесимасообмен и минералообразуване и са една от физикохимичните среди, в която или от която се извършва кристализацията на минералите.

Минералът е

Класификация на минералите

Още в древния свят са правени опити за систематизиране на минералите на различна основа. Първоначално (от Аристотел до Сина и Бируни) те са били разделени според външните си характеристики, понякога включващи генетични елементи, често най-фантастичните. От късния Ренесанс до началото на 19 век. доминирани от класификации, базирани на външни признаци и физични свойства на минералите. През втората половина на 19 - началото на 20 век. химичните класификации на минералите (работите на П. Грот, В. И. Вернадски и др.) са получили изключително широко разпространение. От 20-те години. 20-ти век Все по-важна роля започват да играят кристалохимичните класификации, в които за основа се вземат химическият състав и кристалната структура на минералите. В съвременната минералогия има много различни варианти на минералогична систематика. В най-често срещаната класификация на минералите по видове и класове по химичен състав.

По-малките таксони в рамките на класове (подкласове, дивизии, групи и др.) се разграничават по вида на структурата (силикати) и в съответствие със степента на сложност на състава. При идентифицирането на фракционни таксони те също се основават на групирането на катиони и аниони, които са близки в геохимично и кристалохимично отношение. Провеждат се специални изследвания в посока създаване на естествена генетично-структурна и химико-структурна систематика на минералите.

Има много опции за класифициране на минералите. Повечето от тях са изградени на структурно-химичен принцип.

Според тяхното разпространение минералите могат да бъдат разделени на скалообразуващи - които съставляват основата на повечето скали, аксесоари - често присъстващи в скали, но рядко съставляващ повече от 5% от скалата, рядък, чието появяване е единично или малко, и руда, широко застъпена в рудни находища.

Най-широко използваната класификация е по химичен състав и кристална структура. Веществата от един и същи химичен тип често имат подобна структура, следователно минералите първо се разделят на класове според химичния състав, а след това на подкласове според структурните характеристики.

Понастоящем общоприетата кристалохимична класификация на минералите ги разделя на класове и изглежда по следния начин:

Родни елементи.

Това са минерали, съставени от един елемент. Въпреки че са редки и съставляват едва 0,1% от теглото на земната кора, тяхното значение за човека е голямо. Достатъчно е да изброим представителите на тази група:

Височина = "478" src = "/ снимки / инвестиции / img778313_5_Serebro_samorodnoe_s_kvartsevyim_mineralom.jpg" title = "(! LANG: 5. Самородно сребро с кварцов минерал" width="690">!}

Минералът е

Много по-рядко се среща в естествената си форма, която е по-склонна да образува химически съединения. Самородните частици от редки метали са изключително редки в природата: паладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir). Повечето от минералите от тази група се намират главно или само в самородна форма (Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os). Произходът на почти всички местни елементи е ендогенен, най-често хидротермален. Изключението е сяра, които могат да бъдат както от ендогенен, така и от екзогенен произход. Самородният въглерод, който образува две основни полиморфни модификации: диамант и графит, се разглежда отделно. Диамантът се образува от магматичен процеси; най-често се среща в кимберлитите.

Графитът се образува от седиментни скали, богати на органична материя в резултат на метаморфни процеси.

II. Раздел Сулфиди, сулфосоли и подобни съединения.

1. Клас Сулфиди и подобни съединения.

2. Клас сулфосол.

Разглежданият раздел включва съединения на сяра, селен, телур, арсен и антимон. метали... Те включват много значителен брой индустриално важни минерали, които играят съществена роля в състава на многобройни находища на метални минерали.

Най-голям брой минерали са представени от серни съединения (сулфиди, сулфосоли). Всички те, с изключение на сероводород, се срещат в природата в твърдо състояние.

III. Раздел Халогенни съединения (халиди).

1. Клас флуорид.

2. Клас Хлориди, бромиди и йодиди.

Започвайки с този тип съединения, ще се занимаваме с минерали, които рязко се различават по своите свойства от разглежданите.

В преобладаващата маса това вече ще бъдат съединения с типична йонна връзка, която определя напълно различни свойства на минералите. Най-ярките им представители са халогенните съединения метали.

От химическа гледна точка, свързаните минерали са представени от киселинни соли: HF, HCl, HBr и HJ; съответно сред тези минерали се разграничават флуориди, хлориди, бромиди и йодиди.

IV. Раздел Оксиди и хидроксиди.

1. Клас Оксиди.

2. Клас хидроксиди.

Този клас включва минерали, които са съединения на различни елементи с кислород, а водата също присъства в хидроксиди. По броя на минералите, включени в него, той е на едно от първите места, съставлява около 17% от масата на цялата земна кора (от които силициеви оксиди - около 12,5% и железни оксиди - 3,9 %). Минералите от този клас се образуват както при ендогенни, така и при екзогенни условия.

Блясъкът е стъклен, мазен при счупването. Солиден. Безцветно, бяло, сивкаво, опушено черно, розово, лилаво, зелено. Не дава черта. Разцепването липсва. Счупването е неравномерно. Непрекъснато плътно, насипно (кварцов пясък); в допълнение, петна, отделни кристали или друзи. Кристалите са под формата на шестоъгълна призма с пирамида. Кристалните ръбове са покрити с кръстосана щриховка. Системата е тригонална. Кристалите са обрасли или врастнали. В Казахстан е намерен скален кристал с размерите на двуетажна къща, теглото му е 70 тона.

В райони, където са разпространени пясъци (в пустини), се откриват кристали и друзи от гипс (псевдоморфи на кварц върху гипс), проникнати от пясъчни зърна, което придава по-голяма твърдост на тези образувания, която не е присъща на гипса.

V. Раздел Кислородни соли (хидрокси соли).

1. Клас нитрати.

2. Клас карбонати.

3. Клас Сулфати.

4. Клас хромати.

5. Клас волфрам.

6. Клас Фосфати, арсенати и ванадати.

7. Клас Борат.

8. Клас Силикати.

А. Островни силикати.

Б. Верижни силикати.

Б. Лентови силикати.

D. Слоести силикати.

D. Рамкови силикати.

Сред солите, на първо място, има безводни и водни соли (т.е. съдържащи в състава си молекули H2O).

Vi. Раздел Органични съединения.

В систематиката на минералите класът Органични минерали стои сякаш отделно от другите, тъй като продуктите, включени в него, въпреки че са естествени химични вещества с доста определен постоянен състав и свойства, са лишени от кристална структура.

Те не могат да бъдат характеризирани от кристалохимическа гледна точка, но традиционно се отнасят до минерали, имащи много повече прилики, отколкото разлики с тях. Имайте предвид обаче, че това не е цялата естествена органична материя и приписването към този раздел на всеки специфичен естествен органичен стокиизисква внимателен и отговорен подход.

Структура и химичен състав на минералите

В зависимост от химичния състав на минералите и физикохимичните параметри съществува видът на химичната връзка между отделните елементи и, като следствие, закономерността на тяхното пространствено разпределение в кристалната структура на минералите.

Значителна промяна в състава причинява промяна в структурата и преход към вещество с нова структура, т.е. към друг минерал. Обичайните отклонения на реалната структура на минералите от идеалната са в отделни възли на кристалната решетка, свързани с появата, например, на примеси в междинните пространства, промяна във валентността на някои от катионите (аниони).

В резултат на различни дефекти (ваканции, примеси, радиационни и други дефекти, навлизане на чужди йони или молекули, например вода в канали и други решетъчни кухини, промени в заряда на катиони и аниони и др.) и дислокации, минералните кристали могат да придобият блокова структура. Истинските минерали понякога образуват т.нар. серия за подреждане (например фелдшпати), когато разпределението на различни катиони върху структурните позиции се отклонява в една или друга степен от правилния ред, присъщ на идеалните кристали, и има тенденция да се подрежда с понижаване на температурата.

Не по-малко разпространени са явленията на разлагане на твърди разтвори (смесени кристали), които се изразяват в специфичните структури на минералите.

Минералите със слоести кристални решетки (например слюда, молибденит, сфалерит, глинести минерали, хлорити, графит и др.) се характеризират с явлението политипност, при което съседните слоеве (или пакети от слоеве) се оказват донякъде завъртени спрямо един на друг.

В резултат на такова завъртане възникват модификации (или политипове), чиито единични клетки имат еднакви параметри по две оси и различни по третата. Образуването на политипове се обяснява с условията на растеж на кристалите (по-специално, кинетичните фактори и механизма на растеж на спиралата).

В случай на изоморфни серии при изолиране на минерални видове те се ръководят от следните правила: в двукомпонентни (бинарни) твърди разтвори се разграничават два минерални вида (със съдържание на крайни членове от 0 до 50 и от 50 до 100 молекулярни%), при трикомпонентните - три. По-рано в бинарни изоморфни смеси бяха разграничени три минерални вида, имената на които бяха фиксирани в минералогичната номенклатура.

Наред с това има и някои други принципи за изолиране на минералните видове в минералогията. Така че, ако представителите на дадена серия са от особено значение по отношение на разпространението и отделните междинни членове на серия от твърди разтвори са типични за определени парагенези, разпределението на минерален вид става дробно и често се основава на числова основа. Пример за това е плагиоклазът, сред който се отличава албитът.

Кристалите от истински минерали често показват зонална или секторна, блокова или домейн структура; изоморфните примеси могат да бъдат разпределени в тях статистически (случайно), да заемат строго определени структурни позиции или да бъдат групирани в клъстери; установено е включване на примесни компоненти в минералите под формата на плоски вложки и др.

Изследването на реалната структура и състав на минералните кристали дава важна информация за условията на образуване на минерали.

Химичен състав и химични и кристалнохимични формули. Съставът на минералите включва всички стабилни и дългоживеещи изотопи на елементите на периодичната система, с изключение на инертните газове (хелий и аргон могат да се натрупват в структурните канали и кухини на кристалните решетки на минералите като радиогенни продукти или в резултат на улавяне от атмосферата). Но минералообразуващата роля на различните елементи не е еднаква. Примесите могат да навлизат в минералите не само изоморфно, но и чрез сорбция, както и под формата на механични минерални или газо-течни микровключвания. Тези серии (серии) определят границите на вариациите в състава на минералите и по този начин колебанията във физическите им свойства: плътност, твърдост, оптични, магнитни и други параметри на елементарната клетка, точка на топене и др.

Около 25% от общия брой минерални видове в земната кора са силикати и алумосиликати; около 18% се падат на фосфати, арсенати и техните аналози, около 13% - на сулфиди и техните аналози, около 12% - на оксиди и хидроксиди. Минералите, принадлежащи към други класове химични съединения, представляват около 32%.

По отношение на разпространението, алумосиликатите (особено фелдшпатовете) и силикатите са рязко доминиращи в земната кора, следвани от оксидите (предимно кварц) и хидроксидите, а след това и карбонатите; общо те съставляват около 98% от горната част на земната кора (до дълбочина до 16 km).

Съставът на минералите се изразява чрез химичната му формула – емпирична, полуемпирична, кристалохимическа. Емпиричната формула отразява само връзката между отделните елементи в минералите. В него елементите се разполагат отляво надясно с увеличаване на броя на техните групи в периодичната таблица, а за елементи от една група - с намаляване на редовните им номера, т.е. тъй като техните якостни характеристики се увеличават.

Елементите, които образуват изоморфни смеси, са дадени в скоби, разделени със запетаи, подредени в зависимост от съдържанието им в минералите. След дешифриране на кристалните структури на огромното мнозинство минерали и изясняване на позициите на различни елементи в тяхната кристална решетка, стана възможно да се въведе в минералогията концепцията за основния закон за състоянието на минералите, в който химическият състав на минералите е тясно свързани с тяхната структура. Изразяване основният закон на странатаминералите са т.нар. структурни или кристалохимични формули, съставени и написани по определени правила. В тези формули елементите, които играят ролята на нормални катиони, са записани в началото им в същия ред, както в емпиричните формули.

Бързата кристализация на минералите води до изкривяване на формата на техните кристали, поява на скелетни, дендритни, нишковидни форми.

Кристалите от минерали често носят характерни нюанси по ръбовете, фигури на растеж и разтваряне. Масова кристализация (например по време на образуването на изригвания скали) създава среда на ограничен растеж и минералите образуват зърна с неправилна форма.

Минералните индивиди и минералните агрегати съставляват минерални тела.

Минерални свойства

Физичните свойства на минералите се определят от тяхната вътрешна структура и химичен състав. Флуктуациите във физическите свойства, наблюдавани в реалните минерали, са причинени от явленията на изоморфизъм, структурни дефекти, различна степен на подреждане (понякога дори в рамките на едно и също зърно) и други фактори. Физическите свойства на минералите заедно с тяхната морфология са в основата на тяхната диагностика, търсене, а в някои случаи и практическото им използване.

Според плътността си минералите се делят на леки (до 2500 kg / m3), средни (2500-4000 kg / m3), тежки (4000-8000 kg / m3) и много тежки (повече от 8000 kg / m3). Плътността на минералите се определя от неговия състав (съдържание на тежки катиони) и вида на структурата, степента на нейното съвършенство.

Механичните свойства включват минерална твърдост, еластичност, счупване, минерално разцепване и отделяне. Качественото определяне на еластичните свойства на минералите се извършва визуално, в зависимост от тяхната реакция на механични напрежения (естеството на деформациите).

Разграничаване на крехки минерали (повечето) и ковки (някои самородни метали и сулфиди), а сред листни и люспести минерали - гъвкави еластични (слюди) и нееластични, както и негъвкави (чупливи слюди). Влакнестите минерали са крехки и гъвкави (хризотил азбест).

Счупването е важно диагностично свойство на минерала; характеризира повърхността на фрагментите, на които той се разделя (не чрез разцепване) при удар. Предварителната полева диагностика на минералите се извършва по външни признаци и прости физични свойства: морфология на утайките, относителна твърдост и плътност, цвят на характеристиките, блясък, темпериране, разцепване, счупване, луминесценция и др.

За определяне на карбонатите се използват методи за оцветяване, "варене" с HCl. Понякога те прибягват до най-простите качествени химични реакции (например за фосфор с молибден-кисел амоний). Много често срещани минерали, скалообразуващи и рудни, могат да бъдат определени достатъчно надеждно още на полето.

Силно диспергирани минерали, например глинени минерали, които дават размити дифузни линии на рентгенови дифракционни модели, се диагностицират уверено само под електронен микроскоп, използвайки метода на електронната дифракция. Същият метод дава възможност за точно диагностициране на минерали, политипове листни и люспести минерали. Карбонатите и други минерали, съдържащи летливи компоненти, се определят чрез термичен анализ.

Най-важните характеристики на минералите са кристалната химична структура и състав. Всички други свойства на минералите произлизат от тях или са взаимосвързани с тях. Най-важните свойства на минералите, които са диагностични признаци и позволяват определянето им, са следните:

Кристален навик. Установява се чрез визуална проверка, използва се лупа за изследване на малки проби

Твърдост. Определя се по скалата на Моос.

Блясъкът е светлинен ефект, причинен от отражението на част от светлинния поток, падащ върху минерал. Зависи от отразяващата способност на минерала.

Разцепването е способността на минерала да се разделя по определени кристалографски посоки.

Фрактурата е специфичността на повърхността на минерала върху свеж, неразцепен разцеп.

Цветът е знак, който определено характеризира някои минерали (зелен малахит, син лапис лазули, червен цинобър) и е много измамен за редица други минерали, чийто цвят може да варира в широк диапазон в зависимост от наличието на примеси на хромофора елементи или специфични дефекти в кристалната структура (флуорити, кварц, турмалини).

Цвят на чертичката - Цветът на минерал в фин прах, обикновено се определя чрез надраскване на грапавата повърхност на порцеланова бисквита.

Чупливостта е силата на минералните зърна (кристали), която се открива при механично разцепване. Крехкостта понякога се свързва или бърка с твърдост, което не е вярно. Други много твърди минерали могат лесно да се напукат, тоест могат да бъдат крехки (например диамант).

Получаването на обективни количествени данни за генезиса на минералите дава възможност да се реконструират геоложките процеси и историята на образуването на минерални находища, т.е. да създаде научна основа за тяхното търсене, проучване и индустриална оценка.

Приложение

Около 15% от всички известни минерални видове се използват в технологиите и индустрията. Минералите имат практическа стойност като източници за получаване на всички метали и други химични елементи (руди от черни и цветни метали, редки и микроелементи, агрономически руди, суровини за хим. индустрия). Техническото приложение на много минерали се основава на техните физически свойства.

Като абразиви и антиабразиви се използват твърди минерали (диамант, корунд, гранат, ахат и др.);

минерали с пиезоелектрични свойства (кварц и др.) - в електрониката;

слюда (мусковит, флогопит) - в електро- и радиотехниката (поради техните електроизолационни свойства);

азбест - като топлоизолатор;

талк - в медицината и в лубриканти;

кварц, флуорит, исландски шпат - в оптиката;

кварц, каолинит, калиев фелдшпат, пирофилит - в керамиката;

магнезит, форстерит - като магнезиеви огнеупори и др.

Редица минерали са скъпоценни и декоративни камъни. В практиката на геоложките проучвания широко се използват минералогично търсене и оценка на находищата на полезни изкопаеми.

Разликите във физичните и химичните свойства на минералите (плътност, магнитни, електрически, повърхностни, радиоактивни, луминесцентни и други свойства), както и цветовите контрасти, са в основата на методите за обогатяване на рудите и отделяне на минерали, както и като геофизични и геохимични методи за търсене и търсене на находища на минерални суровини.

Мащабно се извършва индустриалният синтез на монокристали от изкуствени аналози на редица минерали за радиоелектроника, оптика, абразиви и бижута. индустрия.

Днес са известни повече от 4 хиляди минерала. Всяка година се откриват няколко десетки нови минерални вида и няколко са „затворени“ - те доказват, че такъв минерал не съществува.

Четири хиляди минерала са много малки в сравнение с броя на известните неорганични съединения (над милион).