Как классифицируют минералы?

Если строго следовать традиционному определению понятия "минерал", то так мы называем природное химическое соединение кристаллической структуры, образовавшееся в ходе геологических и биогеохимических процессов. Минералы существуют как индивиды, различающиеся своей морфологией, особенностями внутреннего строения кристаллов, свойствами. Однако, каждый отдельный минеральный индивид отличается от всех других с похожими свойствами количеством структурных примесей, дефектами, формой и размерами. Подобно тому, как в живой природе нет двух идентичных друг другу живых существ, даже в пределах одного вида каждая особь индивидуальна, то же мы видим и в неживой природе. В минералогии имеется понятие "минеральный вид", как результат наблюдений по множеству схожих по свойствам индивидов и итог анализа и обобщения этих наблюдений. Минеральный вид - это природное химическое соединение, характеризующееся определённым химическим составом (и пределами его вариаций) и определённой кристаллической структурой. Общее число природных минеральных видов составляет около 4000, известно более сотни тысяч искусственных соединений, и более миллиона органических. Случаются расхождения в подсчётах, связанные с тем, что многие минералы изучены слабо, и потому неоднозначно воспринимаются разными исследователями, тем более, что границы понятий "структурная и химическая разновидность" достаточно условны. То есть можно назвать отдельным видом минерал с большим количеством примесей или дефектов, которые немного изменяют его свойства, а можно и не выделять его как вид и т.д.

Современная классификация природных минералов уходит корнями в начало 19 века. Первым шагом к классификации является выделение минеральных видов, а затем объединение их в группы по составу или же структуре. Очевидно, что наиболее проста и логична классификация, построенная на химическом принципе, которой отдавал предпочтение В.И. Вернадский. Такая классификация полнее отражает родственные связи или наоборот, различия минералов как химических веществ. Однако, и классификация по структурному критерию по-своему очень ценна. Вообще же в любой науке должны одновременно существовать разные классификации, построенные каждая на своей основе, и только совокупностью классификаций можно логически стройно и с полнотой охарактеризовать с разных сторон многообразие связей между природными объектами. Всё множество минералов по химическому принципу разбито на типы, которые, в свою очередь, подразделены на классы:

• Простые вещества (состоят из одного химического элемента, около 130 минералов) - Самородные металлы - например, медь Cu, серебро Ag, золото Au, железо Fe, платина Pt, ртуть Hg и т.д. и природные сплавы - камасит (Fe,Ni), тэнит (Ni,Fe). - Неметаллы - алмаз C, графит C, мышьяк As, сера S, сурьма Sb и прочие.

• Сернистые соединения (сульфиды) и их аналоги (содержат металлы в соединении с сульфидной серой, либо заменяющими её мышьяком, сурьмой, теллуром и селеном, более 500 минералов) - Низшие (простые) сульфиды и их аналоги - галенит PbS, сфалерит ZnS, халькопирит CuFeS₂, борнит Cu₅FeS₄, киноварь HgS, антимонит Sb₂S₃, молибденит MoS₂ и другие. - Высшие сульфиды (персульфиды, полисернистые соединения) и их аналоги - пирит FeS₂, марказит FeS₂ и прочие. - Сульфосоли - например, блёклые руды Cu+10Cu₂+2[AsS₃]₄S.

• Галогенные соединения (состоят из металлов и галогенных элементов - фтора, хлора, йода, брома, около 200 минералов), среди них: флюорит CaF₂, галит NaCl, сильвин KCl, нашатырь NH₄Cl и др.

• Кислородные соединения (более 2500 минералов):   Оксиды и гидроксиды (окислы и гидроокислы металлов, содержат кислород либо гидроксогруппу (ОН-) - Оксиды - отличаются особой прочностью - корунд (рубин, сапфир) Al₂O₃, гематит Fe₂O₃, рутил TiO₂, касситерит SnO₂,кварц SiO₂, опал SiO₂, хризоберилл (александрит) BeAl₂O₄, шпинель MgAl₂O₄, прочие. - Гидрооксиды - гётит FeO(OH), манганит MnO(OH), брусит Mg(OH)₂.

• Соли кислородных кислот - Карбонаты, содержат металл и радикал [CO₃], например - кальцит Ca[CO₃], родохрозит Mn[CO₃], арагонит Ca[CO₃], церуссит Pb[CO₃], магнезит Mg[CO₃], доломит CaMg[CO₃]₂, малахит Cu₂[CO₃](OH)₂, азурит Cu₃[CO₃]₂(OH)₂. - Нитраты, содержат радикал [NO₃]. - Сульфаты, содержат радикал [SO₄], барит Ba[SO₄], целестин Sr[SO₄], ангидрит Ca[SO₄], гипс Ca[SO₄] • 2H₂O. - Фосфаты [PO₄], арсенаты [AsO₄] и ванадаты [VO₄], вольфраматы [WO₄] и молибдаты [MoO₄], хроматы [CrO₄] и бораты [BO₃]. Например: апатит Ca₅[PO₄]₃(F,Cl,O,OH), бирюза CuAl₆[PO₄]₄(OH)₈ • 2H₂O, шеелит Ca[WO₄], монацит Ce[PO₄], крокоит Pb[CrO₄], ванадинит Pb₅[VO₄]₃Cl и прочие.

Но самым многочисленным классом среди солей кислородных кислот являются силикаты и их аналоги (алюмосиликаты, боросиликаты, бериллосиликаты). Это самые распространённые в земной коре и мантии минералы, слагающие их практически на 99%. В состав силикатов входят структурные радикалы - кремнекислородные тетраэдры [SiO₄], которые могут быть расположены в структуре как отдельно друг от друга, так и объединяться в кольца, цепи, двойные ленты, слои и трёхмерные каркасы. В зависимости от структуры говорят об островных, кольцевых, цепочечных, ленточных, слоистых и каркасных силикатах.

Островные силикаты: например, гемиморфит Zn₄[Si₂O₇](OH)₂*H₂O, хризолит (оливин) (Mg,Fe)₂[SiO₄], гранаты (Mg,Fe,Mn,Ca)₃(Al,Fe,Cr)₂[SiO₄]₃, циркон Zr[SiO₄], кианит Al₂[SiO₄]O, ставролит FeAl₄[SiO₄]₂O₂(OH)₂, топаз Al₂SiO₄](F,OH)₂, эпидот Ca₂(Fe,Al)₃[Si₂O₇][SiO₄]O(OH).

Кольцевые силикаты: берилл (аквамарин) Be₃Al₂[Si₆O₁₈], турмалин Na(Fe,Mg,Li,Al,Mn)₃Al₆[Si₆O₁₈] [BO₃]₃(OH,F)₄, эвдиалит (Na,Ca)₉(Zr,Ti,Mn)₃[Si₃O₉][Si₉O₂₄(OH)₃].

Цепочечные силикаты (пироксены): гиперстен (Mg,Fe)₂[Si₂O₆], диопсид CaMg[Si₂O₆], эгирин NaFe[Si₂O₆], жадеит NaAl[Si₂O₆], родонит CaMn₄[Si₅O₁₅].

Ленточные силикаты (амфиболы): актинолит и тремолит Ca₂(Mg,Fe)₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂, роговая обманка (Na,K)_0-1(Ca,Na)₂(Mg,Fe,Al,Ti)₅[(Si,Al)₄O₁₁]₂(OH,F,Cl,O)₂.

Слоистые: хризотил (серпентин) Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈, тальк Mg₃[Si₄O₁₀](OH), мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂, биотит K(Fe,Mg)₃[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂, хризоколла (Cu,Al)₂H₂Si₂O₅(OH)₄•nH₂O), клинохлор Mg₄Al₂[Al₂Si₂O₁₀](OH)₈, пренит Ca₂Al[AlSi₃O₁₀](OH)₂, апофиллит КСа₄[Si₄O₁₀]₂F•8Н₂O.

Каркасные: калиевые полевые шпаты (ортоклаз, минроклин) K[AlSi₃O₈], плагиоклазы (альбит, адуляр, лабрадор,анортит) (Na,Ca)[(Al,Si)₂Si₂O₈], нефелин KNa₃[AlSiO₄]₄, содалит Na₈[AlSiO₄]₆[Cl₂], лазурит Ca₂Na₆[AlSiO₄]₆[SO₄][S_2-], цеолиты (стильбит (Na₂,Ca)[Al₂Si₅O₁₄]•6H₂O, пренит Ca₂Al[AlSi₃O₁₀](OH)₂).