Розділ 1 мінерали

1.1 Загальні відомості про мінерали

Мінерали (лат. minera - руда, mina - шахта) - це природні хімічні сполуки або самородні елементи, що утворились внаслідок різноманітних фізико-хімічних процесів у земній корі та на її поверхні. Переважна більшість мінералів зустрічаються в природі у твердому стані (пірит, кальцит, галіт, гіпс та ін.), але бувають мінерали в рідкому (вода, ртуть) та газоподібному станах (горючі гази, вуглекислий газ).

На сьогодні на Землі відомо більше 3000 мінералів, враховуючи їх модифікації. Значна частина з них - це кристалічні речовини, що мають форму біль-менш виражених багатогранників, зерен неправильної форми або у вигляді суцільних мас. Незначна частина мінералів зустрічаються в аморфному стані. Принципова різниця між першими і другими в тім, що кристалічні речовини мають кристалічну решітку, тобто атоми та іони займають певні місця в просторі, а в аморфних речовинах складові частини розміщені безладно. Кристалічні речовини характеризуються анізотропією, а аморфні - ізотропією. В першому випадку фізичні властивості (електро-, теплопровідність та ін.) змінюються зі зміною напрямку, а у аморфних - вони однакові у всіх напрямках і залежать лише від хімічного складу мінералу. Форма кристалів виступає виразником анізотропності й типу будови кристалічної решітки у кристалічних мінералах. Для аморфних мінералів характерні натічні форми з глянцевою поверхнею затверділих драглистих мас.

1.2 Форми знаходження кристалічних мінералів у природі

У природі мінерали зустрічаються у формі поодиноких кристалів, їх зростків, а також у вигляді скупчень кристалів, що звуться мінеральними агрегатами. За своїм виглядом, або габітусом, кристали поділяються на три групи:

а) ізометричні - однаково розвинуті у всіх трьох напрямках (магнетит, галіт і т. д.);

б) видовжені в одному напрямку - призматичні, стовпчасті, голчасті, волокнисті та променисті (барит, гірський кришталь, азбест, ...);

в) витягнуті у двох напрямках - таблитчасті, пластинчасті, листуваті та лусочкоподібні (мусковіт, тальк, тощо).

Крім поодиноких кристалів, як вище зазначалось, є двійники, трійники і т. д. Це результат закономірного зростання або проростання кристалів мінералу. На стінках порожнин і тріщин у гірських породах утворюються друзи - проростання поряд багатьох кристалів більш-менш правильної форми. Гірська порода чи інший мінерал тут відіграє роль “субстрату”, тобто фундаменту, на якому проростають друзи. Часто такі форми утворення мінералів називають щітками.

Своєрідними формами мінералів у природі є конкреції та секреції. І перші й другі являють собою стяжіння кулеподібної або неправильної округлої форми. Конкреції утворюються в результаті відкладання мінеральної речовини навкруг якогось центру концентрації. Вони мають радіально-променеву внутрішню будову і найчастіше зустрічаються у пісках та глинах. Конкреції можуть бути сингенетичними (утворились разом із породою) та епігенетичними (утворились після формування породи). Часто у вигляді конкрецій зустрічаються фосфорит і марказит. На відміну від конкрецій, секреції утворюються шляхом заповнення порожнин у гірських породах мінеральною речовиною від периферії до центру. В результаті цього утворюються нашарування мінералу, або його кристали, повернуті вершинами до центру. Малі за розмірами (до 10 мм) секреції називають мигдалинами. Секреції, які не повністю виповнені мінеральною речовиною, тобто мають пустоти, називаються жеодами. Як правило, стінки таких пустот покриті друзами кристалів. Переважна більшість секрецій зустрічаються в карбонатних, сульфатних та інших породах, що піддаються процесам розчинення і за рахунок цього утворюються порожнини. Останні, здебільшого виповнені кварцом чи кальцитом.

Дуже близькі за своєю будовою до конкрецій ооліти (грець. oon - яйце і lithos - камінь) - малі (до 10 мм) мінеральні нагромадження у вигляді горошин. Вони мають концентрично-пошарову або радіально-променеву будову, утворюючись шля­хом випадання мінеральної речовини з водних розчинів чи нако­пичення мінералу навкруг піщинок та уламків органічного походження.

Досить оригінальними і своєрідними формами відзначаються натічні утворення. Вони утворюються при уповільненні процесів кристалізації мінералу з розчинів або при розкристалізації колоїдів. Серед натічних форм найчастіше зустрічаються бурульки, грона, ниркоподібні форми, прожилки та інші. Бурульки, що ростуть від покрівлі до підошви, називаються сталактитами, ті, що ростуть їм назустріч, - сталагмітами, а якщо вони зростаються – сталагнатами.

Інколи мінерали зустрічаються у формі нальотів або вицвітів і мають вигляд тонкої плівки мінеральної речовини на гірській породі чи іншому мінералі.

При швидкій кристалізації мінеральної речовини в надзвичайно малих тріщинах і порах породи утворюються дендрити, що за формою нагадують гілки рослин.

Часто-густо у мінералів зустрічається таке явище, як псевдоморфізм, тобто набуття мінералами невластивих їм форм. Це відбувається шляхом заміщення одного мінералу іншим. При цьому наступний завжди повторює форму свого попередника. Найчастіше псевдоморфізм відбувається при заміні органічної речовини на опал, халцедон або кальцит при обов`язковому відображенні первинної форми живої речовини. Таким чином рештки (скам’янілі) флори і фауни збереглися до наших днів. Доволі згуста зустрічаються псевдоморфози лимоніту по піриту. Це відбувається шляхом окислення останнього.