Основы минералогии

Содержание:

Минерал Горная порода Классификация минералов:

Простые вещества Сернистые соединения (сульфиды) Галогенные соединения Оксиды и гидроксиды Соли кислородных кислот - силикаты и их аналоги

Свойства минералов:

Симметрия кристаллов Сингония Твёрдость Спайность и излом Плотность и удельный вес Оптические свойства Цвет

Интересные световые и цветовые эффекты:

Адуляризация Иризация Астеризм Авантюриновый эффект Эффект кошачьего глаза Опалесценция Лабрадоризация Люстр Опализация Цвет черты Люминесценция Светопреломление Двойное лучепреломление (двулучепреломление) Дисперсия Блеск Прозрачность

Формы нахождения минералов в природе:

Асбест Биоморфо́за Геликтиты Двойниковые кристаллы, двойники Дендриты Друза Жеода - Происхождение жеод Жила Конкреции (стяжения) Кристалликтитовая (кораллитовая) кора Параллельно-шестоватый агрегат Присыпка Псевдоморфоза Секреции Скелетный кристалл Сферолит Кристаллическая щетка

Что такое минерал?

Знание о минералах и условиях их нахождения, представлении об их происхождении накапливались человеком с древних времён. Его орудия труда, строительные материалы, гончарное дело, рождение металлургии, соляной промысел, краски, скульптурный камень, украшения, врачевание - всё это связано с использованием минералов и давало человеку первые знания об окружающей его неживой природе, о камнях, рудах, горных породах и составляющих их минералах. Уже в каменном веке человеку были известны такие минералы, как нефрит, серпентин, жадеит, кварц и горный хрусталь, кальцит, янтарь, гематит, магнетит, аметист, сердолик, агат, малахит, нефть и многие другие. Более развитой Шумерской цивилизации уже были знакомы асбест, золото и серебро, медь и железо, рубин. Египтяне, кроме перечисленного, активно использовали каменную соль (галит), бирюзу. Как наука минералогия зародилась очень рано. Древние греки - философы Аристотель (384-322 гг. до н.э.) и его ученик Теофраст (372-287 гг. до н. э.) написали очерки по естественной истории с разделением (классификацией) минеральных тел на камни и руды и предположениями об их образовании. А уже в начале нашей эры римский натуралист Плиний Старший написал четыре трактата о камнях, где собрал всё, что было известно в его время о свойствах и условиях местонахождения минералов.

Минералом считается обособленное твёрдое тело, природное химическое соединение с определённой кристаллической структурой. Существуют и исключения. Минералогия так же изучает и соединения без кристаллической структуры - например опал, который является твёрдым коллоидом, жидкости - природную ртуть, воду, расплавы и растворы, вулканические газы. Спорное положение имеют искусственно синтезированные человеком минералы или те, что формируются самопроизвольно в результате техногенных процессов, например, самовозгорания отвалов угольных месторождений (терриконов), химических превращений захороненных отходов производства, взаимодействия сточных вод с грунтами и прочих. С минеральными образованиями сталкивается даже такая наука, как медицина - а именно с фосфатами, карбонатами и оксалатами, отлагающимися в почках человека, апатитовым скелетом. Продукты жизнедеятельности организмов - янтарь, кораллы, жемчуг, нефть и каменный уголь - тоже можно назвать минералами или минеральными образованиями. Как видно, объекты изучения науки минералогии весьма разнообразны. Каждый минерал характеризуется своей конституцией - только ему присущим определённым единством его кристаллической структуры и химического состава. В зависимости от этих двух главных факторов проявляются разные физические свойства - цвет, твёрдость, форма кристаллов, блеск и т.д. Набор этих свойств у каждого минерала свой, уникальный. Вещества одного и того же состава, но разной структуры имеют разные свойства, а, следовательно, являются разными минералами. И наоборот - минералы одной структуры но разного состава также обладают различными свойствами. Минералы одного состава, но разной структуры называются полиморфными модификациями, а одной структуры, но разного состава - изоструктурными соединениями. Установлено, что минералы построены из материальных частиц - ионов, атомов или молекул, геометрически правильно расположенных в пространстве. Одна из главных особенностей кристаллических структур - закономерная повторяемость в пространстве одинаковых"кирпичиков" - структурных единиц. Это обуславливает следующие свойства кристаллических веществ:

однородность строения; анизотропия (неодинаковость свойств в непараллельных направлениях); симметричность.

Все вещества, обладающие упорядоченной кристаллической структурой образуют кристаллы. Кристаллы минералов - это одно из чудес природы, их совершенство удивляет наблюдателя и заставляет верить в то, что они являются живыми существами, как и считалось в древности. Присмотревшись к кристаллам одного минерала, мы замечаем, что все он отличаются друг от друга особенностями своей формы и размером. Бросается в глаза, что лучше образованы кристаллы в полостях и трещинах, вулканических миндалинах, т.е. в свободном пространстве, где ничто не стесняет их рост. Но и здесь хорошо огранены только их свободно росшие, не ограниченные соседями стороны. Зёрна минералов в руде, граните, мраморе - это тоже кристаллы, но без геометрически правильной огранки. Зарождение кристалла происходит самопроизвольно во всём объёме среды минералообразования (в растворе, расплаве или в твёрдой фазе), либо на затравках. Это случается в результате пересыщения раствора веществом минерала (например, при испарении морской воды выпадает каменная соль), либо в результате падения температуры (замерзание воды - образование льда, застывание лавы), при изменении давления или в результате химических реакций.