Дивитись що таке "Мінерал" в інших словниках:

Мінералами вважаються також деякі природні речовини, що являють собою в звичайних умовах рідини (наприклад, самородна ртуть, яка приходить до кристалічного стану при нижчій температурі). Воду, навпаки, до мінералів не відносять, розглядаючи її як рідкий стан (розплав) мінералолід.

Деякі органічні речовини - асфальти, бітуми - часто помилково відносять до мінералів, або виділяють їх в особливий клас "органічні мінерали", доцільність чого дуже спірна.

Деякі мінерали знаходяться в аморфному стані і не мають кристалічної структури.

Це відноситься головним чином до т. н. Розрізняють мінерали явно кристалічні іметаміктні мінерали, що мають зовнішню форму кристалів, але що знаходяться в аморфному склоподібному стані.

"Мінерал - це хімічно і фізично індивідуалізований природної фізико-хімічної реакції, що знаходиться в кристалічному стані" (Годовиков А. А., "Мінералогія", М., "", 1983).

За визначенням академіка Н.П.Юшкіна (1977), «мінералами називаються природні дискретні органічно цілісні системи взаємодіючих атомів, упорядкованих з тривимірною необмеженою періодичністю їх рівноважних положень, що є відносно неподільними структурними елементами гірських породи дисперсних утворень. Вся сукупність мінералів становить мінеральний рівень структурної компанії неорганічної матерії, специфікою якого є кристалічний стан, що визначає властивості, закони функціонування та методи дослідження мінеральних систем.

Поняття «мінерал» часто використовується у значенні «мінеральний вид», тобто як сукупність мінеральних тіл даного хімічного складу з даною кристалічною структурою.

Кристалічна структура є і найважливішою діагностичною характеристикою мінералу і носієм закладеної в мінералі генетичної інформації, розшифровкою якої серед іншого займається мінералогія. Питання про доцільність віднесення до мінералів у порядку «виключень із правила» деяких некристалічних продуктів є спірним і досі дискутується вченими. Разом з тим сучасні дослідження показали, що деякі аморфні, як вважалося раніше, геологічні продукти, влаштовані складніше, ніж вважалося раніше і мають внутрішню «структуру далекого порядку».

Колоїдні фази існують лише як проміжні в процесахмасопереносу та мінерал освіти і є однією з фізико-хімічних середовищ, у яких або з яких відбуваєтьсякристалізація мінералів.

Мінерал (Mineral) – це

Класифікація мінералів

Спроби систематизації мінералів різною основі робилися вже у античному світі. Спочатку (від Аристотеля до Сини і Біруні) їх ділили за зовнішніми ознаками, іноді залучаючи і генетичні елементи, найчастіше найфантастичніші. Починаючи з пізнього Відродження і до початку 19 в. домінували класифікації, засновані на зовнішніх ознаках та фізичних властивостях мінералів. У другій половині 19 - початку 20 ст. виняткового поширення набули хімічні класифікації мінералів (праці П. Грота, В. І. Вернадського та ін.). З 20-х років. 20 ст. дедалі більшу роль починають грати кристалохімічні класифікації, у яких основою приймаються однаково хімічний склад і кристалічна структура мінералів. У сучасній мінералогії є багато різних варіантів мінералогічної систематики. Найбільш поширена класифікація мінералів на типи і класи за хімічним складом.

Дрібніші таксони всередині класів (підкласи, відділи, групи та ін.) виділяють за типом структури (силікати) і відповідно до ступеня ускладнення складу. При виділенні дробових таксонів ґрунтуються також на угрупованні близьких у геохімічному та кристалохімічному відношенні катіонів та аніонів. Ведуться спеціальні дослідження у напрямку створення природної генетико-структурної та хіміко-структурної систематики мінералів.

Існує багато варіантів класифікацій мінералів. Більшість із них побудовано за структурно-хімічним принципом.

За поширеністю мінерали можна розділити на породоутворюючі — складові основу більшості гірських порід, акцесорні — часто присутні в гірських породах, Але рідко складають більше 5% породи, рідкісні, випадки, знаходження яких поодинокі або нечисленні, та рудні, широко представлені в рудних родовищах.

Найбільш широко використовується класифікація за хімічним складом та кристалічною структурою. Речовини одного хімічного типу часто мають близьку структуру, тому мінерали спочатку поділяються на класи за хімічним складом, а потім підкласи за структурними ознаками.

Загальноприйнята в даний час кристалохімічна класифікація мінералів поділяє їх на класи і виглядає наступним чином:

Самородні елементи.

Це мінерали, які з одного елемента. Хоча вони зустрічаються рідко і становлять лише 0,1% від ваги земної кори, їхнє значення для людини велике. Достатньо перерахувати представників цієї групи:

Height="478" src="/pictures/investments/img778313_5_Serebro_samorodnoe_s_kvartsevyim_mineralom.jpg" title="(!LANG:5. Срібло самородне з кварцовим мінералом" width="690">!}

Мінерал (Mineral) – це

Значно рідше в самородному вигляді зустрічається , яке більш схильне до формування хімічних сполук. Вкрай рідкісні у природі самородки рідкісних металів: паладію (Pd), осмію (Os), іридію (Ir). Більшість мінералів цієї групи зустрічається переважно або лише у самородному вигляді (Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os). Походження багатьох самородних елементів ендогенне, найчастіше гидротермальное. Винятком є сіркаяка може мати як ендогенне, так і екзогенне походження. Окремо розглядається самородний вуглець, що утворює дві базові поліморфні модифікації: алмаз і графіт. Алмаз утворюється в результаті магматичних процесів; найчастіше він зустрічається у кімберлітах.

Графіт формується з багатих на органічну речовину осадових порід в результаті процесів метаморфізму.

ІІ. Розділ Сульфіди, сульфосолі та їм подібні сполуки.

1. Клас Сульфіди та їм подібні сполуки.

2. Клас Сульфосолі.

До розглянутого розділу відносяться сірчисті, селенисті, телуристі, миш'яковисті та сурм'янисті сполуки. металів. До них належить дуже значна кількість важливих у промисловому відношенні мінералів, які грають істотну роль у складі численних родовищ металевих корисних копалин.

Найбільше мінералів представлено сірчистими сполуками (сульфідами, сульфосолями). Усі вони, крім сірководню, у природі поширені у твердому стані.

ІІІ. Розділ Галоїдні сполуки (Галогеніди).

1. Клас Фториди.

2. Клас Хлориди, броміди та йодиди.

Починаючи з цього типу сполук, ми матимемо справу з мінералами, що різко відрізняються за своїми властивостями розглянутих.

У переважній масі це будуть вже з'єднання з типовим іонним зв'язком, що обумовлює зовсім інші властивості мінералів. Найбільш яскравими представниками їх є галоїдні сполуки металів.

З хімічної точки зору, мінерали, що сюди відносяться, представлені солями кислот: HF, HCl, НВr і HJ; відповідно до цього серед цих мінералів розрізняють фториди, хлориди, броміди та йодиди.

IV. Розділ Оксиди та гідроксиди.

1. Клас Оксиди.

2. Клас Гідроксиди.

До цього класу відносяться мінерали, що є сполуками різних елементів з киснем, а в гідроксидах присутня також і вода. За кількістю мінералів, що входять до нього, він стоїть на одному з перших місць, на його частку припадає близько 17% маси всієї земної кори (з них на частку оксидів кремнію - близько 12,5% і оксидів заліза - 3,9%). Мінерали цього класу утворюються як у ендогенних, так і в екзогенних умовах.

Блиск скляний, у зламі жирний. Твердий. Безбарвний, білий, сіруватий, димчастий чорний, рожевий, фіолетовий, зелений. Риси не дає. Спайність відсутня. Злам нерівний. Суцільний щільний, пухкий (кварцовий пісок); крім того, вкраплення, окремі кристали або друзи. Кристали мають форму шестигранної призми, увінчаної пірамідою. Грані кристалів покриті поперечним штрихуванням. Сингонія тригональна. Кристали наросли або вросли. У Казахстані знайдено кристал гірського кришталю завбільшки з двоповерховий будинок, його вага 70 т.

У районах поширення пісків (у пустелях) зустрічаються кристали та друзи гіпсу (псевдоморфози кварцу по гіпсу), пронизані зернами піску, що повідомляє цим утворенням велику твердість, не властиву гіпсу.

V. Розділ Кисневі солі (оксі солі).

1. Клас нітрату.

2. Клас Карбонати.

3. Клас Сульфати.

4. Клас Хромати.

5. Клас Вольфраму.

6. Клас Фосфати, арсенати та ванати.

7. Клас Борати.

8. Клас Силікати.

А. Острівні силікати.

Б. Ланцюгові силікати.

В. Стрічкові силікати.

Г. Шаруваті силікати.

Д. Каркасні силікати.

Серед солей, перш за все, розрізняють безводні і водні солі (тобто містять у своєму складі молекули Н2O).

VI. Розділ Органічні сполуки.

У систематиці мінералів клас Органічні мінерали стоїть ніби особняком з інших, оскільки що входять у нього продукти хоч і є природними хімічними речовинами з певним постійним складом і властивостями, але позбавлені кристалічної структури.

Вони не можуть бути охарактеризовані з кристалохімічної точки зору, але традиційно ставляться до мінералів, маючи з ними набагато більше рис спорідненості, ніж відмінностей. Зауважимо, однак, що така не вся природна органіка, і віднесення до цього розділу кожного конкретного природного органічного товарувимагає вдумливого та відповідального підходу.

Структура та хімічний склад мінералів

Залежно від хімічного складу мінералів та фізико-хімічних параметрів знаходиться тип хімічного зв'язку між окремими елементами і, як наслідок, закономірність їхнього просторового розподілу в кристалічній структурі мінералів.

Значна зміна складу викликає зміна структури та перехід до речовини з новою структурою, тобто. до іншого мінералу. Звичайні відхилення реальної структури мінералів від ідеальної - в окремих вузлах кристалічної ґрат, пов'язані з появою, наприклад, домішок у міжвузлях, зміною валентності частини катіонів (аніонів).

В результаті різних дефектів (вакансій, домішкових, радіаційних та інших дефектів, входження сторонніх іонів або молекул, наприклад води в канали та інші порожнини ґрат, зміни заряду катіонів та аніонів тощо) та дислокацій кристали мінералів можуть набувати блокової будови. Реальні мінерали утворюють іноді т.зв. серії, що впорядковуються (наприклад, польові шпати), коли розподіл різних катіонів за структурними позиціями в тій чи іншій мірі відхиляється від правильного порядку, властивого ідеальним кристалам, і зі зниженням температури виявляє тенденцію до впорядкування.

Не менш поширені явища розпаду твердих розчинів (змішаних кристалів), які виражаються у специфічних структурах мінералів.

Для мінералів із шаруватими кристалічними ґратами (наприклад, слюд, молібденіту, сфалериту, глинистих мінералів, хлоритів, графіту та ін.) характерне явище політипії, при якому суміжні шари (або пакети шарів) виявляються дещо повернутими один щодо іншого.

Внаслідок такого повороту виникають модифікації (або політипи), елементарні осередки яких мають однакові параметри по двох осях та різні – по третій. Освіта політиків пояснюється умовами зростання кристалів (зокрема, кінетичними факторами та механізмом спірального зростання).

У разі ізоморфних рядів при виділенні мінеральних видів керуються такими правилами: у двокомпонентних (бінарних) твердих розчинах розрізняють два мінеральні види (із вмістом кінцевих членів від 0 до 50 і від 50 до 100 молекулярних %), у трьохкомпонентних - три. Раніше і в бінарних ізоморфних сумішах виділялося по три мінеральні види, назви яких закріпилися в мінералогічній номенклатурі.

Поряд із цим у мінералогії існують і деякі інші принципи виділення мінеральних видів. Так, якщо представники даного ряду мають особливе значення за поширеністю та окремі проміжні члени ряду твердих розчинів типові для певних парагенези, виділення мінерального виду стає дробовим і часто базується на номерній основі. Прикладом є плагіоклази, серед яких виділяють альбіт.

Кристали реальних мінералів часто виявляють зонарну або секторну, блокову або доменне будову; ізоморфні домішки можуть розподілятися у яких статистично (безладно), займати строго певні структурні позиції чи групуватися в кластери; виявлено входження до мінералів домішкових компонентів у формі плоских будов і т.д.

Вивчення реальної будови та складу кристалів мінералів дає важливу інформацію про умови мінералу освіти.

Хімічний склад та , хімічні та кристалохімічні формули. До складу мінералів входять усі стабільні та довгоживучі ізотопи елементів періодичної системи, крім інертних газів (гелій та аргон можуть накопичуватися у структурних каналах та порожнинах кристалічних ґрат мінералів як радіогенні продукти або внаслідок захоплення з атмосфери). Але мінералоутворююча роль різних елементів неоднакова. Домішки можуть входити в мінерали не тільки ізоморфно, а й шляхом сорбції, а також у вигляді механічних мінеральних або рідких рідких мікровключень. Ці ряди (серії) визначають межі варіацій складу мінералів, а тим самим коливання їх фізичних властивостей: щільності, твердості, оптичних, магнітних та інших параметрів елементарного осередку, температури плавлення тощо.

Близько 25% загальної кількості мінеральних видів у земній корі - силікати та алюмосилікати; близько 18% припадає на фосфати, арсенати та їх аналоги, близько 13% - на сульфіди та їх аналоги, близько 12% - на оксиди та гідроксиди. Мінерали, що належать до інших класів хімічних сполук, становлять близько 32%.

По поширеності в земній корі різко домінують алюмосилікати (особливо польові шпати) і силікати, за ними слідують оксиди (насамперед кварц) і гідроксиди і далі карбонати; у сумі вони становлять близько 98% верхньої частини земної кори (до глибини 16 км).

Склад мінералів виражається його хімічною формулою — емпіричною, напівемпіричною, кристалохімічною. Емпірична формула відображає лише відношення між собою окремих елементів у мінералах. У ньому елементи розташовуються зліва направо зі збільшенням номери їх груп у періодичної системі, а елементів однієї групи — зі зменшенням їх порядкових номерів, тобто. у міру збільшення їх силових показників.

Елементи, що утворюють ізоморфні суміші, наводяться в круглих дужках через кому, розташовуючись залежно від їхнього вмісту в мінералах. Після розшифровки кристалічних структур переважної більшості мінералів та уточнення позицій різних елементів у їхній кристалічній решітці стало можливим введення в мінералогію поняття про основний Закон держави мінералів, в якій хімічний склад мінералів тісно пов'язується з їхньою структурою. Виразом основного Закону країнимінералів служать т.зв. структурні, або кристалохімічні формули, що складаються та записуються за певними правилами. У цих формулах елементи, що відіграють роль нормальних катіонів, записуються на їхньому початку в тому ж порядку, що і в емпіричних формулах.

Швидка кристалізація мінералів призводить до спотворення форми їх кристалів, виникнення скелетних, дендритних, ниткоподібних форм.

Кристали мінералів нерідко несуть на гранях характерну штрихування, фігури зростання та розчинення. Масова кристалізація (наприклад, при утворенні вивержених гірських порід) створює обстановку обмеженого зростання, і мінерали утворюють зерна неправильної форми.

Мінеральні індивіди та мінеральні агрегати складають мінеральні тіла.

Властивості мінералів

Фізичні властивості мінералів обумовлені їх внутрішнім будовою та хімічним складом. Спостерігання у реальних мінералів коливання фізичних властивостей викликані явищами ізоморфізму, структурними дефектами, різним ступенем упорядкованості (іноді навіть у межах одного зерна) та іншими факторами. Фізичні властивості мінералів поряд з їхньою морфологією — основа їхньої діагностики, пошуків, а в ряді випадків і практичного використання.

За густиною мінерали поділяють на легкі (до 2500 кг/м3), середні (2500-4000 кг/м3), важкі (4000-8000 кг/м3) і дуже важкі (більше 8000 кг/м3). Щільність мінералів визначається його складом (змістом важких катіонів) та типом структури, ступенем її досконалості.

Механічні властивості включають твердість мінералів, пружні властивості, злам, спайність мінералів та окремість. Якісне визначення пружних властивостей мінералів проводиться візуально, за їхньою реакцією на механічні напруження (характеру деформацій).

Розрізняють мінерали крихкі (більшість) і ковкі (деякі самородні метали та сульфіди), а серед листуватих та лускатих мінералів - гнучкі пружні (слюди) та непружні, а також негнучкі (тендітні слюди). Волокнисті мінерали бувають ламкими та гнучкими (хризотил-азбест).

Злам - важлива діагностична властивість мінералу, що характеризує поверхню уламків, на які він розколюється (не по спайності) при ударі. Попередня польова діагностика мінералів проводиться за зовнішніми ознаками та простими фізичними властивостями: морфології виділень, відносної твердості та щільності, кольору риси, блиску, втечі, спайності, зламу, люмінесценції та ін.

Для визначення карбонатів використовуються методи фарбування, "закипання" з HCl. Іноді вдаються до найпростіших якісних хімічних реакцій (наприклад, фосфор з молібденово-кислим амонієм). Багато поширених мінералів, породоутворюючих і рудних, вже в польових умовах вдається визначити досить надійно.

Високодисперсні мінерали, наприклад глинисті, що дають на рентгенограмах нечіткі дифузні лінії, впевнено діагностуються лише під електронним мікроскопом із застосуванням методу електронографії. Той самий метод дозволяє точно діагностувати мінерали, політики листуватих і лускатих мінералів. Карбонати та інші мінерали, що містять леткі компоненти, визначаються за допомогою термічного аналізу.

Найважливішими характеристиками мінералів є кристалохімічна структура та склад. Всі інші властивості мінералів випливають із них або з ними взаємопов'язані. Найважливіші властивості мінералів, що є діагностичними ознаками та дозволяють їх визначати, такі:

Габітус кристалів. З'ясовується при візуальному огляді, для розгляду дрібних зразків використовується лупа

Твердість. Визначається за шкалою Моос.

Блиск - світловий ефект, що викликається відображенням частини світлового потоку, що падає на мінерал. Залежить від відбивної спроможності мінералу.

Спайність - здатність мінералу розколюватися за певними кристалографічними напрямками.

Злам – специфіка поверхні мінералу на свіжому не спайному сколі.

Колір - ознака, з певністю характеризує одні мінерали (зелений малахіт, синій лазурит, червоний кіновар), і дуже оманливий у ряду інших мінералів, забарвлення яких може варіювати в широкому діапазоні в залежності від наявності домішок елементів-хромофорів або специфічних дефектів в кристалічній структурі ( флюорити, кварці, турмаліни).

Колір риси — колір мінералу в тонкому порошку, який зазвичай визначається подряпанням по шорсткій поверхні фарфорового бісквіту.

Крихкість - міцність мінеральних зерен (кристалів), що виявляється при механічному розколюванні. Крихкість іноді пов'язують або плутають із твердістю, що неправильно. Інші дуже тверді мінерали можуть легко розколюватися, тобто бути крихкими (наприклад, алмаз).

Одержання об'єктивних кількісних даних про генезу мінералів дозволяє реконструювати геологічні процеси та історію формування родовищ корисних копалин, тобто. створити наукову основу для їх пошуків, розвідки та промислової оцінки.

Застосування

У техніці та промисловості використовується близько 15% усіх відомих мінеральних видів. Мінерали представляють практичну цінність як джерела отримання всіх металів та інших хімічних елементів (руди чорних та кольорових металів, рідкісних та розсіяних елементів, агрономічні руди, сировина для хімічної промисловості). Технічне застосування багатьох мінералів виходить з їх фізичних властивостях.

Тверді мінерали (алмаз, корунд, гранат, агат та ін) використовуються як абразиви та антиабразиви;

мінерали з п'єзоелектричними властивостями (кварц та ін.) - У радіоелектроніці;

слюди (мусковіт, флогопіт) - в електро- та радіотехніці (завдяки їх електроізоляційним властивостям);

азбести - як утеплювач;

тальк - у медицині та в мастилах;

кварц, флюорит, ісландський шпат - в оптиці;

кварц, каолініт, калієвий польовий шпат, пірофіліт – у кераміці;

магнезит, форстерит - як магнезіальні вогнетриви і т.д.

Ряд мінералів є дорогоцінним та виробним камінням. У практиці геологорозвідувальних робіт широко використовуються мінералогічні пошуки та оцінка родовищ корисних копалин.

На відмінностях фізичних та хімічних властивостей мінералів (щільності, магнітних, електричних, поверхневих, радіоактивних, люмінесцентних та інших властивостей), а також на колірних контрастах засновані методи збагачення руд та сепарації мінералів, так само як геофізичні та геохімічні методи пошуків та розвідки родовищ мінеральної сировини.

У широких масштабах здійснюється промисловий синтез монокристалів штучних аналогів ряду мінералів для радіоелектроніки, оптики, абразивної та ювелірної. промисловості.

На сьогоднішній день відомо понад 4 тисячі мінералів. Щорічно відкривають кілька десятків нових мінеральних видів і кілька «закривають» — доводять, що такого мінералу немає.

Чотири тисячі мінералів - це дуже небагато в порівнянні з числом відомих неорганічних сполук (більше мільйона).