Процессы образования и классификация минералов реферат

Обновлено: 27.06.2024

Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

Минералы образуются в земной коре, входят в состав мантии и более глубоких слоев планеты, рассеяны в гидросфере и атмосфере. Минералы слагают также Луну, многие планеты и их спутники, астероиды, входят в состав метеоритов и мельчайших частиц космической пыли, падающих на поверхность Земли. Они также образуются при столкновении с Землей крупных космических тел.

К минералам относят и кристаллические продукты жизнедеятельности различных организмов, например сульфит редуцирующих бактерий, благодаря которым самородная сера и карбонат кальция образуются за счет гипса. Минералы входят в состав тканей животных и растений. Минералы, образуя органоминеральные агрегаты, например, в виде апатита в костях, флюорита в зубах, тридимита в скелете радиолярий и т.д. После отмирания организмов, некоторые из этих минералов образуют скопления ценного минерального сырья, например, фосфоритов, трепека и т.д.

Земная кора сложена в основном полевыми шпатами и кварцем, на их долю приходится 55 и 10 % соответственно (данные А.Е.Феремана), широко распространены также пироксены, амфиболы, хлориты, слюды, глинистые минералы, карбонаты и др.

Сравнительно часто встречаются еще несколько десятков минералов. Остальные очень редки.

2. Химический состав минералов.

В состав минералов входит большинство химических элементов периодической системы. Различают видообразующие элементы - Si, O, H, Al, Ca, Na, Mg, Cu, Pb, S, и др. Минералы представлены следующими основными типами химических соединений:

простыми веществами или самородными элементами - самородная сера, графит, самородная медь, золото, платина и др.;

оксидами и гидрооксидами: корунд Al2O3, рутил TiO2, куприт Cu2O и др.;

солями различных кислородсодержащих и бескислородных кислот: галит NaCl, пирит FeS2, кальцит CaCO3, барит BaSO4 и др.

Для многих солей характерны комплексные анионы (радикалы): в силикатах [SiO4]4+, в карбонатах [СО3]2-, в фосфатах [РО4]3- и др.

Способность минералов к образованию соединений переменного состава называется изоморфизмом (греч. ╚изоа╩ - одинаковый; ╚морфо╩ - форма), который состоит во взаимном замещении атомов и ионов в кристаллических решетках минералов без нарушения их строения. Изоморфизм обусловлен близостью свойств атомов и ионов, а также воздействием температуры, давления, концентрацией компонентов. Пример. Изоморфный ряд группы плагиоклазов (кл. силикаты и п / кл. полевые шпаты), крайние члены которых альбит Na [AlSi3O8] и анортит Ca [Al2Si2O8].

3. Структуры минералов и полиморфизм.

Все многообразие кристаллических структур минералов можно свести к 5 типам, отличающимся характером расположения атомов.

Координационные структуры характеризуются одинаковыми расстояниями между атомами. Некоторые минералы представлены огромными массами почти мономинеральных пород или промышленных скоплений - месторождений полезных ископаемых, такие как магнетит, магнезит, кальцит, гипс, галит3+ и пр. В тоже время известны минералы, которые находятся в количестве, едва достаточном для их диагностики. В природе 3000 видов. Распространенность и число минеральных видов в земной коре определяются в основном распространенностью и химическими свойствами атомов минералообразующих элементов, способность которых концентрироваться с образованием минералов или рассеиваться, т.е. их химическая активность зависит от физико-химических условий среды. Для них характерна плотнейшая упаковка. Примеры: (золото самородное), анионы кислорода в гематите, или катионов кальция во флюорите.

Островные структуры характеризуются различными межатомными расстояниями. Анионные радикалы или замкнутые молекулы представляют собой как бы отдельные ╚острова╩. Межатомные расстояния в пределах этих ╚островов╩ меньше, а прочность химических связей существенно больше, чем в остальной части структуры. Примеры: силикаты с изолированным тетраэдрическим анионным радикалом [SiO4]4 -; оливин (Mg,Fe)2[SiO4], топаз

Al2[SiO4](OH,F)2 и др; карбонаты с изолированным треугольным радикалом [CO3]2-; кальцит Ca[CO3], доломит CaMg[CO3]2 и др. Есть минералы с более сложным строением ╚островов╩.

Цепочечные структуры образованы бесконечными одномерными радикалами, которые состоят из линейно-связанных координационных полиэдров. Расстояние между атомами в пределах цепочек меньше, а прочность химических связей больше, чем между ними. В структурах одних минералов цепочки одинарные (силлиманит Al[SiAlCO5]), других минералов сдвоенные - ленточные структуры (антофиллит

Структуры слоистые (листовые) отличаются тем, что межплоскостные расстояния в пределах плоскости (слоя) меньше, чем между плоскостями (слоями), и соответственно атомы прочнее связаны с соседними атомами плоскости (слоя), чем с атомами другой плоскости (другого слоя). Графит С, тальк Mg3[Si4O10](OH)2, брусит

Каркасные структуры характеризуются ажурным объемным соединением координационных полиэдров всеми общими вершинами или ребрами. В крупных пустотах каркаса могут располагаться большие по размерам атомы. Структуры с каркасным мотивом имеют кварц SiO2 и полевые шпаты (альбит Na[Si3AlO8]).

Явление кристаллизации вещества одного и того же состава в виде кристаллов разных сингоний было установлено в прошлом веке и называется полиморфизмом, а переходы из одной кристаллической формы в другую - полиморфными превращениями или переходами. Минералы одного и того же состава, но с разной кристаллической структурой называются полиморфными модификациями. Они могут отличаться координационным числом. Например, у полиморфных модификаций состава Al2SiO5 для ионов Al3+К.4. = 6 (у дистена), 6 и 5 (у андалузита), 6 и 4 (у силлиманита).

Распространены также полиморфные модификации у которых одинаковые координационные группировки атомов при одном и том же располагаются относительно друг друга под разными углами. Примеры: полиморфные модификации состава SiO2 : a- и b- кварц, b- кристобалит, тридимит и др.

Полиморфные превращения бывают обратимыми (энантотропными) и необратимыми (монотропными). Например, при нагревании до 3400 арагонит монотропно превращается в кальцит. Обратного превращения при охлаждении не происходит.

Нередко полиморфные превращения происходят с сохранением внешней формы: параморфозы, например, b- кварца по a- кварцу, кальцита по арагониту, пирита по маркозину.

В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов - химический состав и кристаллическую структуру. В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:

1 класс - самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды.

2 класс- сульфиды и их аналоги - арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S-)

3 класс - галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl-, Br-, I-, F-).

4 класс - окислы и гидроокислы (О2-, ОН-).

5 класс- силикаты, алюмосиликаты и их аналоги - боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO44 -).

6 класс - бораты (ВО2)-, борацит, примеры бура (водный борат).

7 класс - карбонаты [CO3]2-.

8 класс - нитраты [NO3]-.

9 класс - фосфаты и их аналоги - арсенаты и ванадаты [РО4]3-.

10 класс - сульфиты и их аналоги - техлураты и селенаты.

11 класс - молибдаты и вольфраматы [МоО4]2- повелит, [WO4]2- вольфрамит.

Классы подразделяются на подклассы, классификационным признаком которых служит структурный тип минералов. В большинстве классов выделяются подклассы минералов с координационной, островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурами.

Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.

Земная кора сложена различными минеральными агрегатами, называемыми горными породами. Горные породы могут быть мономинеральными (мрамор) или полиминеральными (гранит) . Минеральный состав каждой горной породы более или менее одинаков. Химический состав ее, естественно, зависит от того из каких минералов она состоит. Горная порода образуется в определенных геологических условиях, которые влияют на форму ее залегания, характер и взаимоотношения составляющих ее минералов- структуру и текстуру (смотри рисунок).

Каждая порода отличается от других пород также и по физическим свойствам: окраске, плотности, механической прочности, плавкости и т.д.

Таким образом, горная порода - это агрегат более или менее количественно и качественно постоянных минеральных зерен, отличающихся определенным строением, физическими свойствами и геологическими условиями образования.

По происхождению горные породы разделяются на 3 группы.

Магматические- связанные с процессами магматической деятельности.

Осадочные- связанные с экзогенными процессами.

Метаморфические- образующиеся в результате преобразования магматических и осадочных пород.

Литосфера на 95% сложена магматическими и металлическими породами и только 5% состоит из осадочных пород. В тоже время, осадочные покрывают 75% земной поверхности и только 25% ее занято магматическими и металлическими породами.

Всесторонним изучением горных пород (минерального и химического состава, их строения, происхождения, условий залегания, взаимоотношений между различными породами, изменение горных пород с течением времени) занимается петрография. Наука, занимающаяся главным образом происхождением магматических и металлических пород называется петрологией, а наука об осадочных породах - литологией.

Основные процессы минералообразования: эндогенный, экзогенный, метаморфический. Виды искусственных минералов. Структура минералов, кристаллографические сингонии. Физические и химические свойства минералов. Классификация минералов по химическому составу.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	01.02.2013
Размер файла	34,3 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геодезии и геоинформатики

Выполнил студент группы:

Содержание

2. Основные процессы минералообразования

3. Свойства минералов

3.1 Структура минералов

3.3 Химический состав

3.3.1 Классификация минералов по химическому составу

Минералы - твердые природные образования, входящие в состав горных пород Земли, а также других планет, метеоритов и астероидов. Однородные по составу кристаллические вещества с упорядоченной внутренней структурой и определенным составом, который может быть выражен соответствующей химической формулой.

Минералами считаются химические элементы или их соединения, образовавшиеся в результате естественных природных процессов. Различают два вида минералов: природного и искусственного происхождения.

В настоящее время установлено около 4900 минеральных видов, более 4660 из которых было одобрено Международной минералогической ассоциацией (IMA). Однако лишь несколько десятков минералов пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и называются породообразующими.

2. Основные процессы минералообразования

Различают три основных процесса минералообразования:

Эндогенный (магматический) - связан с внутренними силами Земли и проявляется в ее недрах. Минералы, формирующиеся непосредственно из магматического расплава (кварц, оливин, слюды и др.), обладают большой твердостью, плотные, стойки к воздействию воды, кислот и щелочей.

Экзогенный (осадочный) - свойственен для поверхности земной коры. Минералы формируются на суше и в море.

В первом случае их создание связано с процессом выветривания под воздействием воды, кислорода и колебаний температуры (глинистые минералы - каолинит; железистые соединения - сульфиды, оксиды и т.д.).

Во втором - минералы формируются в процессе выпадения химических осадков из водных растворов (галит, сильвин).

Ряд минералов образуется в результате жизнедеятельности различных организмов - опал (образуется из геля кремнезема - продукта распада скелетных остатков кремниевых организмов), сера, пирит.

Свойства экзогенных минералов разнообразны, но большинство из них имеют низкую твердость, активно взаимодействуют с водой или растворяются в ней.

Метаморфический - минералы формируются в результате сложных процессов, происходящих в структуре твердых пород и минералов при различных температурах и давлениях: они изменяют свое первоначальное состояние, перекристаллизовываются, приобретают плотность и прочность (тальк, магнетит, актинолит, роговая обманка и др.).

Искусственные минералы - результат производственной деятельности человека. В настоящее время создано более 150 минералов.

Различают два вида искусственных минералов:

1) аналоги - повторение природных минералов (алмаз, корунд, изумруд);

2) техногенные - вновь созданные минералы с заранее заданными свойствами (алит 3CaO·SiO₂ - вяжущие свойства, муллит 3Al₂O₃·2SiO₂ - огнеупорность). Такие минералы входят в состав строительных материалов.

3. Свойства минералов

Каждый минерал имеет определенное строение и обладает присущим ему комплексом физических свойств.

Минералы обладают кристаллической структурой или бывают аморфными. Большинство минералов имеют кристаллическое строение, в котором атомы расположены в строго определенном порядке, создавая пространственную решетку. Благодаря этому многие минералы имеют вид правильных многогранников - кристаллов.

Типичные формы кристаллов объединены в семь кристаллографических систем, называемых сингониями. Различие между ними проводится по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пересекаются.

Существуют следующие кристаллографические сингонии (системы), табл. 1:

Таблица 1 - Кристаллографические сингонии (системы)

-Все три оси имеют одинаковую длину и ориентированы взаимно перпендикулярно.

-Все три оси расположены взаимно перпендикулярно, причем две из них имеют одинаковую длину и лежат в одной плоскости, а третья отличается от них по длине.

-Имеются четыре оси: три из них расположены в одной плоскости, обладают одинаковой длиной и пересекаются под углами 120° (или 60°), четвертая ось (другой длины) ориентирована перпендикулярно трем остальным.

призмы и пирамиды

-Имеет те же оси и углы, что и гексагональная, различие между ними проявляется в элементах симметрии. В гексагональной сингонии поперечное сечение призматической основной формы шестиугольное, в тригональной - треугольное.

Трехгранные (тригональные) призмы и пирамиды, ромбоэдры

- Все оси взаимно перпендикулярны, но имеют разную длину.

Ромбические призмы и пирамиды

-Из трех осей разной длины две взаимно перпендикулярны, а третья расположена под острым углом к ним.

Призмы и наклонные концевые грани (пинакоиды или моноэдры)

-Все три оси различны по длине и наклонены по отношению друг к другу.

Со строением и характером пространственной решетки связаны свойства кристаллических тел. Если свойства минерала одинаковы по всем направлениям, то минерал обладает изотропными свойствами, если свойства различны по разным направлениям - анизотропными свойствами. Аморфные минералы не имеют кристаллической решетки, имеют неправильную внешнюю форму, обладают изотропными свойствами.

3.2 Физические свойства минералов

искусственный минерал кристаллографический сингония

Каждый минерал обладает определенным физическим свойствами:

*Внешняя форма - может быть разнообразной. Наиболее часто минералы встречаются в виде кристаллических агрегатов и сростков, а также в виде друз, конкреций, секреций, натечных форм и т.д.

1. Кристаллические агрегаты - скопления минеральных зерен различной формы, зависящей от внутреннего строения минерала и формы пространства, в которой происходит кристаллизация.

По величине зерен кристаллические агрегаты делят:

- на крупнозернистые - > 5 мм в поперечнике;

- среднезернистые - 2…5 мм;

- мелкозернистые - 0,5…2 мм (апатит);

- скрытокристаллические - 3 . Минералы с плотностью ниже 2 г/см 3 считаются легкими (янтарь - 1,0-1,1 г/см 3 , сильвин - 1,5 г/см 3 ), от 2 до 4 г/см 3 - нормальными (галит - 2,2 г/см 3 , ортоклаз - 2,5 г/см 3 , кварц - 2,6 г/см 3 , корунд - 4,0-4,1 г/см 3 ), выше 4 г/см 3 - тяжелыми (галенит, или свинцовый блеск - 7,5 г/см 3 , серебро - 9,6-12 г/см 3 , платина - 14-19 г/см 3 , золото -19,3 г/см 3 , максимальной плотностью обладает иридий - 23 г/см 3 ).

*Твердость - способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Немецкий минералог Фридрих Моос (1773-1839) предложил шкалу, согласно которой минералы группируются в соответствии с их относительной твердостью по десятибалльной шкале. Эта шкала получила название минералогической шкалы твердости или шкалы Мооса (табл. 2).

Абсолютная твердость, МПа

Твердость по группам минералов

Царапается медной монетой

Легко царапается стальным ножом

С трудом царапается ножом

Царапает оконное стекло

Легко царапает кварц

Легко царапает топаз

Не царапается ничем

Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью (галит), плавкостью, магнитностью (магнетит, прирротит), вкусом (галит, сильин), запахом (сера), ощущением на ощупь (тальк - жирный), радиоактивностью (бетафит), иридизацией (лабрадор), двойным лучепреломлением (исландский шпат - разновидность кальцита) и т.д.

3.3 Химический состав

Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. Химический состав кристаллических минералов выражается кристалло-химической формулой, показывающей количественное соотношение элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке:

Химическая формула аморфных минералов отражает только количественное соотношение элементов.

В состав многих минералов экзогенного происхождения входит вода. Молекулярная вода не участвует в строении пространственной решетки и ее удаление лишь обезвоживает минерал: при нагреве гипса CaSO₄ • 2H₂O остается ангидрит CaSO₄. Химически связанная вода (ОН) входит в пространственную решетку и ее удаление приводит к разрушению минералов.

3.3.1 Классификация минералов по химическому составу

Самородные элементы - минералы, находящиеся в природе в свободном состоянии, составляют менее 0,1 % массы земной коры (золото Аu, серебро Ag, платина Pt и др.).

Силикаты - самые распространенные в природе минералы, включают более 800 минералов, являющихся основной составной частью магматических и метаморфических горных пород. На их долю приходится 80 % массы земной коры (мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀], ортоклаз К[А1Si₃О₈] и др.).

Карбонаты - соли угольной кислоты. К ним относятся более 80 минералов, составляют 1,7 % массы земной коры, в воде теряют механическую прочность, слабо растворяются, в кислотах разрушаются (кальцит СаСО₃, магнезит MgCO₃ и др.).

Оксиды и гидроксиды - объединяют примерно 200 минералов, на долю которых приходится 17 % массы земной коры - являются породообразующими минералами. Выделяют две группы:

1) оксиды и гидроксиды кремния - самый распространенный кварц - SiO₂ составляет 12 % от массы земной коры. (SiO₂ - горный хрусталь, аметист, дымчатый кварц, халцедон, агат, кремень и др.);

2) оксиды металлов (Fe, Mn, Al и др.).

Сульфиды - соли сероводородной кислоты, составляют 0,15 % массы земной коры (> 200 минералов), разрушаются под действием выветривания, имеют большое практическое значение как важнейшие руды: свинец - PbS (галенит), цинк - ZnS (сфалерит), ртуть - HgS (киноварь) и др.

Сульфаты - соли серной кислоты, объединяют около 260 минералов, однако составляют лишь 0,1 % массы земной коры. Происхождение связано с водными растворами. Характеризуются светлой окраской и небольшой твердостью, хорошо растворяются в воде (гипс CaSO₄•2H₂O и др.).

Галогениды - соли галоидоводородных кислот (НСl, HF) - 100 минералов, образуются при осаждении из растворов (галит NaCl, флюорит CaF и др.).

Фосфаты и вольфраматы - встречаются очень редко, составляют

Минералы сыграли важнейшую роль в развитии человека и создании цивилизации. В каменном веке люди пользовались кремниевыми орудиями труда. Около 10 000 лет назад человек освоил способ получения меди из руды, а с изобретением бронзы (сплава меди и олова) начался новый век - бронзовый.

Содержание работы

Файлы: 1 файл

Тарский филиал.docx

Федерального государственного бюджетного

Высшего профессионального образования

Им. П.А. Столыпина

Выполнила: студентка Борисюк М.В.

Руководитель: Банкрутенко А.В

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ……………………………………

-Прочие свойства минералов………… ………………

Земная кора состоит в основном из веществ, называемых минералами - от редких и чрезвычайно ценных алмазов до различных руд, из которых получают металлы для наших повседневных нужд.

С начала железного века 3300 лет назад, человек осваивал все больше и больше способов использования полезных ископаемых добытых из земной коры. Современная промышленность по-прежнему зависит от минеральных ресурсов Земли. Знания о том, что они собой представляют, умение отличить их друг от друга позволяют грамотно их использовать в производственных целях.

Минералы — твердые природные или искусственные тела, обладающие сравнительно постоянным химическим составом, границами раздела с другими твердыми, жидкими и газообразными телами. Минералы состоят из правильно повторяющихся в трехмерном пространстве групп ионов, атомов или молекул различных элементов.

Известно около 2200 минералов, а число их названий с разновидностями более 4000. Последнее объясняется тем, что многие минералы имеют несколько названий (синонимы). Кроме того, разновидности минералов получают самостоятельные названия благодаря отклонениям от химического состава, цвета и других свойств. Широко распространенных в природе минералов насчитывается около 450 видов, остальные встречаются редко.

Названия минералов даются по характерным физическим свойствам, по химическому составу или по месту, где они были впервые обнаружены. Многие минералы названы в честь учёных открывших или описавших их.

Многие называют минералами все, что добывают из земли. Они относят к этому разряду также ископаемое топливо, например, уголь. Однако, минералоги - люди, которые профессионально изучают минералы - считают, что уголь, нефть и природный газ - органические субстанции, поскольку образовались из остатков когда-то живых растений и животных, а потому минералами не являются.

У минералов определенный химический состав. Они всегда однородны, другими словами, все части минерала одинаковы. Этим они отличаются от горных пород, состоящих из нескольких минералов.

Минералы состоят из химических элементов, т. е. веществ, которые уже нельзя разложить на другие вещества химическим путем. Из 107 известных науке элементов 90 встречаются в естественном виде в земной коре. Некоторые, их называют самородными элементами, пребывают в земной коре в чистом или почти чистом виде. Существует 22 самородных элемента, среди них - золото, серебро и алмазы (одна из форм углерода).

Часто встречающиеся минералы, такие как полевые шпаты, кварц и слюда, называются породообразующими. Это отличает их от минералов, которые находят только в небольших количествах. Кальцит - еще один породообразующий минерал. Он формирует известняковые породы.

В природе существует так много минералов, что минералогам пришлось выработать целую систему их определения, основанную на физических и химических свойствах. Иногда распознать минерал помогают очень простые свойства, например, цвет или твердость, а порой для этого требуются сложные тесты в лабораторных условиях с применением реагентов.

Физические свойства минералов имеют большое практическое значение и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры. Выделяют основные свойства и особые.

Все основные свойства проявляются (кроме особых) у каждого минерала. Часто разные по химическому составу минералы бывают внешне похожи по одному или нескольким свойствам. Например, по цвету, блеску, прозрачности минералы кварц и кальцит похожи и их трудно отличить по этим свойствам. Но по другим свойствам - твердости и спайности они резко отличаются друг от друга. Эти свойства для них являются диагностическими признаками. Таким образом, свойства минералов, по которым их можно определить или отличить друг от друга являются их диагностическими признаками.

Цвет- способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра.

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски. Известны многие элементы-хромофоры: таковы хром, ванадий, титан, марганец, железо, никель, кобальт, медь, уран, и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными, или могут быть в виде примесей.

В природе почти не встречается минералов абсолютно однородных.

Эта неполная однородность их и некоторое непостоянство состава

происходят в результате внешних условий, при которых минералы

образуются, или являются следствием особых свойств химических элементов

При своем образовании минералы захватывают частицы посторонних

веществ, с которыми находятся в соприкосновении в момент образования.

Эти посторонние, чуждые минералу вещества и оказываются примешанными

к нему в переменном, случайном количестве, чисто механически. Иногда

механическая примесь посторонних веществ к какому-нибудь минералу

может количественно даже преобладать над веществом его и все-таки не

изменяет характеристических свойств самого минерала.

Совершенно отлична от этой неоднородность минералов,

Эти явления гораздо глубже. Они имеют уже не случайный,

механический, а физико-химический характер и подробнее будут

В настоящее время известно около 2000 минералов, но далеко не все

они имеют одинаковое значение как в природе, так и в жизни человека.

Всестороннее изучение минералов есть предмет минералогии

Минералогия принадлежит к циклу геологических наук, т. е. наук,

изучающих неорганическую часть земного шара. Возраст минералогии, как

науки, определяется периодом около двух тысяч лет. Таков возраст

древнейшего , дошедшего до нас минералогического трактата Феофраста,

Вспомогательными для минералогии науками являются химия, физика,

кристаллография и геология; сама же минералогия служит основой для

Возникновением своим минералогия обязана горному делу. Для того

чтобы найти минерал и затем использовать его, надо знать во-первых, что он

собою представляет, как выглядит, какими обладает свойствами и в каких

Дальше надо уметь отделить, следовательно прежде всего отличить

полезный минерал от бесполезного или даже вредного. Затем надо уметь

обработать минерал с тем, чтобы извлечь из него полезную составную часть.

Минералогия по своему содержанию делится на две большие части:

описательную и теоретическую. Описательная минералогия, как ясно из

названия, занимается исследованием и описанием минералов и всех их

свойств. Теоретическая минералогия стремится систематизировать данные

минералогии описательной, найти закономерность тех или иных явлений в

минералах, объяснить их; она изучает и разрабатывает самые методы

Как описательная, так и теоретическая минералогия изучают

Из всех свойств минералов выделим физические и химические. К

физическим относятся оптические, механические, электрические, м агнитные,

теплофизические свойства и плотность. К химическим свойствам отнесём

степень реакционной способности минералов, особенности их

взаимодействия с различными реагентами, растворимость. Есть и такие

свойства минералов, которые можно назвать физико-химическими.

На различиях плотности, электрических и магнитных свойств основаны

геофизические методы поиска и разведки месторождений полезных

ископаемых. Характер механических свойств определяет выбор способов

измельчения минералов при обработке их руд. Физико-химические свойства

поверхности зёрен и кристаллов влияют на поведение минералов при их

флотации. Термодинамические и химические свойства проявляют в

Хотя главные характеристики минералов (химический состав и

внутренняя кристаллическая структура) устанавливаются на основе

химических анализов и рентгеноструктурного метода, косвенно они

отражаются в свойствах, которые легко наблюдаются или измеряются. Для

диагностики большинства минералов достаточно определить их блеск, цвет,

Физические свойства минералов имеют большое практическое

значение (радиоактивность, люминисценция, магнитность, твёрдость,

оптические свойства и др.) и очень важны для их диагностики. Они зависят

от химического состава и типа кристаллической структуры. Например,

радиоактивные свойства минералов зависят от химического состава –

наличие радиоактивных элементов, спайность минералов зависит от

особенностей их кристаллической структуры, плотность - от химического

состава и от типа кристаллической структуры. Физические свойства могут

представлять скалярную величину (независимы от направления) , например

плотность, или быть векторными (зависящими от направления) , например

Блеск – качественная характеристика отраженного минералом света.

Некоторые непрозрачные минералы сильно отражают свет и имеют

металлический блеск. Это характерно для рудных минералов, например,

галенита (минерал свинца), халькопирита и борнита (минералы меди),

аргентита и акантита (минералы серебра). Большинство минералов

поглощают или пропускают значительную часть падающего на них света и

обладают неметаллическим блеском. Некоторые минералы имеют блеск,

переходный от металлического к неметаллическому, который называется

Минералы с неметаллическим блеском обычно светлоокрашенные,

некоторые из них прозрачны. Часто бывают прозрачными кварц, гипс и

светлая слюда. Другие минералы (например, молочно-белый кварц),

пропускающие свет, но сквозь которые нельзя четко различить предметы,

называют просвечивающими. Минералы, содержащие металлы, отличаются

от прочих по светопропусканию. Если свет проходит сквозь минерал, хотя

бы в самых тонких краях зерен, то он, как правило, нерудный; если же свет

не проходит, то он – рудный. Бывают, впрочем, и исключения: например,

светлоокрашенный сфалерит (минерал цинка) или киноварь (минерал ртути)

Минералы различаются по качественным характеристикам

неметаллического блеска. Глина имеет тусклый землистый блеск. Кварц на

гранях кристаллов или на поверхностях излома – стеклянный, тальк,

разделяющийся на тонкие листочки по плоскостям спайности, –

перламутровый. Яркий, сверкающий, как у алмаза, блеск называется

Когда свет падает на минерал с неметаллическим блеском , то он

частично отражается от поверхности минерала, а частично преломляется на

этой границе. Каждое вещество характеризуется определенным показателем

преломления. Поскольку этот показатель может быть измерен с высокой

точностью, он является весьма полезным диагностическим признаком

Характер блеска зависит от показателя преломления, а оба они – от

химического состава и кристаллической структуры минерала. В общем

случае прозрачные минералы, содержащие атомы тяжелых металлов,

отличаются сильным блеском и высоким показателем преломления. К этой

группе относятся такие распространенные минералы, как англезит (сульфат

свинца), касситерит (оксид олова) и титанит, или сфен (силикат кальция и

титана). Минералы, состоящие из относительно легких элементов, также

могут иметь сильный блеск и высокий показатель преломления, если их

атомы плотно упакованы и удерживаются сильными химическими связями.

Ярким примером является алмаз, состоящий только из одного легкого

элемента углерода. В меньшей степени это справедливо и для минерала

), прозрачные цветные разновидности которого – рубин и

сапфиры – являются драгоценными камнями. Хотя корунд состоит из легких

атомов алюминия и кислорода, они так крепко связаны между собой, что

минерал имеет довольно сильный блеск и относительно высокий показатель

Некоторые блески (жирный, восковой, матовый, шелковистый и др.)

зависят от состояния поверхности минерала или от строения минерального

агрегата; смоляной блеск характерен для многих аморфных веществ (в том

числе минералов, содержащих радиоактивные элементы уран или торий).

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов

зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным

образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски.

Известны многие элементы-хромофоры, таковы Cr, V, Ti, Mn, Fe, Ni, Co, Cu,

U, Mo и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными,

В качестве примеров можно привести латунно-желтый пирит (FeS

свинцово-серый галенит (PbS) и серебристо-белый арсенопирит (FeAsS

других рудных минералов с металлическим или полуметаллическим блеском

характерный цвет может быть замаскирован игрой света в тонкой

поверхностной пленке (побежалостью). Это свойственно большинству

из-за его радужной сине-зеленой побежалости, быстро возникающей на

свежем изломе. Однако другие медные минералы окрашены в хорошо всем

Некоторые неметаллические минералы безошибочно узнаются по

цвету, обусловленному главным химическим элементом (желтому – серы и

черному – темно-серому – графита и др.). Многие неметаллические

минералы состоят из элементов, которые не обеспечивают им специфической

окраски, но у них известны окрашенные разновидности, цвет которых

обусловлен присутствием примесей химических элементов в малых

количествах, не сопоставимых с интенсивностью вызываемой ими окраски.

Такие элементы называют хромофорами; их ионы отличаются

избирательным поглощением света. Например, густо-фиолетовый аметист

обязан своей окраской ничтожной примеси железа в кварце, а густой зеленый

Читайте также: