Минерал

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Минерал (значения).

Минера́л (фр. minéral, от позднелат. minera — руда) — природное тело с определённым химическим составом и кристаллической структурой, образующееся в результате природных физико-химических процессов и являющееся составной частью Земной Коры, горных пород, руд, метеоритов. Изучением минералов занимается наука минералогия. В последнее время минералами ошибочно называют биологически значимые элементы (микро- и макроэлементы), входящие в состав биодобавок.

[править] Что такое минерал?

Понятие «минерал» подразумевает твёрдое природное неорганическое кристаллическое вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы, которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.

Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкизкой температуре). Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд.
Некоторые органические вещества — нефть, асфальты, битумы — часто ошибочно относят к минералам.
Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры. Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимя в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствии разрушения их изначальной кристаллической решетки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явнокристаллические, аморфные — метаколлоиды (например, опал, лешательерит и др.) и метамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

«Минерал — это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии» (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

По определению академика Н. П. Юшкина (1977), «минералами называются естественные дискретные органически целостные системы взаимодействующих атомов, упорядоченных с трёхмерной неограниченной периодичностью их равновесных положений, являющиеся относительно неделимыми структурными элементами горных пород и дисперсных фазовогетерогенных образований. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень структурной организации неорганической материи, спецификой которого является кристаллическое состояние, определяющее свойства, законы функционирования и методы исследования минеральных систем».

Понятие «минерал» часто употребляется в значении «минеральный вид», то есть как совокупность минеральных тел данного химического состава с данной кристаллической структурой.

Кристаллическая структура является и важнейшей диагностической характеристикой минерала, и носителем заложенной в минерале генетической информации, расшифровкой которой среди прочего занимается минералогия. Вопрос о целесообразности отнесения к минералам в порядке «исключений из правила» некоторых некристаллических (жидких или рентгеноаморфных) продуктов является спорным и до сих пор дискутируется учеными. Вместе с тем современные исследования показали, что некоторые аморфные, как считалось ранее, геологические продукты, например опал, устроены сложнее, чем считалось ранее и обладают внутренней «структурой дальнего порядка».

Некоторые разновидности лимонита, описанные в свое время как «метаколлоиды», оказались при детальном изучении скрытокристаллическими или волокнисто-сферолитовыми агрегатами гл. образом гётита, иногда с примесью лепидокрокита, гематита и ярозита. Представления о «колломорфном» происхождении некоторых минеральных форм (лимониты, «стеклянные головы» гётита, гематита, настурана и др.) были опровергнуты после их более углубленного изучения и анализа в работах Д. П. Григорьева, Ю. М. Дымкова и др. Коллоидные фазы существуют лишь как промежуточные в процессах массопереноса и минералообразования и являются одной из физико-химических сред, в которых или из которых происходит кристаллизация минералов.

[править] Классификация минералов

Существует много вариантов классификаций минералов. Большинство из них построено по структурно-химическому принципу.

По распространенности минералы можно разделить на породообразующие — составляющие основу большинства горных пород, акцессорные — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы, редкие, случаи нахождения которых единичны или немногочисленны, и рудные, широко представленные в рудных меторождениях.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минераллы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.
Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на КЛАССЫ и выглядит следующим образом:

I. Класс Самородные элементы
II. Класс Сульфиды и сульфосоли
- А. Сульфиды
- Б. Сульфосоли
III. Класс Галогениды
- А. Подкласс Фториды
- Б. Подкласс Хлориды
IV. Класс Окислы и гидроокислы
- А. Подкласс Окислы
- Б. Подкласс Гидроокислы
V. Класс Бораты
VI. Класс Фосфаты
VII. Класс Арсенаты и Ванадаты
VIII. Класс Вольфраматы и Молибдаты
IX. Класс Хроматы
X. Класс Сульфаты
XI. Класс Карбонаты
XII. Класс Силикаты
- А. Силикаты с изолированными тетраэдрическими группами.
- Б. Каркасные Силикаты.
- В. Цепочечные Силикаты.
- Г. Листовые Силикаты.
Класс XIII. Нитраты и Иодаты
Класс XIV. Органические соединения

[править] Свойства минералов

Важнейшими харатеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Важнейшие свойства минералов, позволяющие их определять, следующие:

Твердость. Определяется по шкале Мооса
Блеск. В зависимости от отражательной способности минерала выделяется:
- Металический
- Полуметалический
- Алмазный
- Стеклянный
- Жирный
Спайность — способность минерала раскалываться по определенным кристалографическим направлениям.
Цвет
Цвет черты (цвет минерала в тонком порошке или на фарфоровом бисквите).

Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях.

[править] Разнообразие минералов

На сегодняшний день известно более 4 тысяч минералов. Ежегодно открывают несколько десятков новых минеральных видов и несколько «закрывают» — доказывают, что такой минерал не существует.

Четыре тысячи минералов — это очень не много по сравнению с числом известных неорганических соединений (более миллиона). Геологи объясняют небольшое количество минералов следующими причинами:

распространенность элементов в Солнечной системе. Наиболее широко на Земле распространены кремний и кислород (кларковое число: O 470000 (Виноградов, 1962), 472500 (Ведеполь, 1967); Si 295000 (Виноградов, 1962), 305400 (Ведеполь, 1967). Соответственно, подавляющее большинство минералов является силикатами. С другой стороны, некоторые элементы так рассеяны, что никогда не образуют собственных минералов и лишь входят в структуру некоторых минералов в виде примесей.
неустойчивость многих химических соединений в земных условиях.

[править] См. также

Список минералов (названия и формулы минералов, включая временно отсутствующие в Ру-Википедии)
Полный список минералов, описанных в английской Википедии (на английском языке)
Породообразующие минералы
Минеральные пигменты