Минерал: различия между версиями
imported>VitalikBot м Обновление шаблона {{improve}}; langs: ce |
imported>Atramentar Нет описания правки |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{ | {{другие значения}} | ||
{{другое значение|Не следует путать с минеральными добавками ([[биологически значимые элементы]], [[биологически активные добавки]].}} | |||
{{ | [[Файл:Different minerals.jpg|thumb|280px|Минералы]] | ||
'''Минера́л''' ({{lang-de|Мineral}} или {{lang-fr|minéral}}, от {{lang-latelat|(аеs) minerale}} — «[[руда]]»<ref>{{книга|автор=Фасмер М.|заглавие=Этимологический словарь русского языка|том=2|ссылка=http://etymolog.ruslang.ru/vasmer.php?id=623&vol=2|место=М.|издание=Прогресс|год=1964–1973|страницы=623—624|archive-date=2013-12-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20131203005948/http://etymolog.ruslang.ru/vasmer.php?id=623&vol=2}}</ref>) — однородная по составу и строению часть [[Горная порода|горных пород]], [[руда|руд]], [[метеорит]]ов, являющаяся естественным продуктом геологических процессов и представляющая собой [[химическое соединение]] или [[химический элемент]]. | |||
Минерал может находиться в любом [[Агрегатное состояние|агрегатном состоянии]], при этом большинство минералов — [[Твёрдое тело|твёрдые тела]]. Их подразделяют на имеющие [[кристаллическая структура|кристаллическую структуру]], [[Аморфные тела|аморфные]] и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии ([[метамиктные минералы]]){{sfn|Бетехтин|2014|с=11—13}}<ref name="бсэ">{{БСЭ3|заглавие=Минерал}}</ref>. | |||
| | |||
| | |||
| | |||
}} | |||
Горная порода может состоять из нескольких [[породообразующие минералы|породообразующих минералов]] разного вида (полиминеральная порода), или из единственного породообразующего минерала (мономинеральная порода). В литературе применяется также словосочетание '''«минеральный материал»'''. | |||
=== | == Термин и описание == | ||
{{ | Термин «минерал» используют для обозначения минеральных индивида, вида и разновидности<ref name="he">{{книга|автор=Р.А. Виноградова|часть=Минерал|заглавие=Химическая энциклопедия|ссылка часть=<!-- http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2623.html-->|ответственный=ред.Кнунянц И.Л.|издательство=Большая российская энциклопедия|год=1992|том=3|страницы=86—88}}</ref>. Минерал как [[минеральный вид]] — это природное [[химическое соединение]], имеющее определённый химический состав и кристаллическую структуру. Если различия в химическом составе при структурной идентичности не очень велики, то по окраске, морфологическим или другим особенностям выделяют минеральные разновидности: так, [[горный хрусталь]], [[аметист]], [[цитрин]], [[халцедон]] являются разновидностями [[кварц]]а. [[Минеральные индивиды]] — минеральные тела, между которыми имеются поверхности раздела, например, кристаллы и зёрна<ref name="бсэ" />. | ||
Изучением минералов занимается наука [[минералогия]]. Происхождение минералов выясняет [[генетическая минералогия]], а изучением минеральных видов занимается [[филогения минералов]]. | |||
==== | С 1950-х годов факт открытия нового минерала и его название утверждает [[Комиссия по новым минералам и названиям минералов]] [[Международная минералогическая ассоциация|Международной минералогической ассоциации (ММА)]]<ref>{{статья |автор=Расцветаева Р. К. |заглавие=Как открыть новый минерал |издание=[[Природа (журнал)|Природа]] |номер=5 |год=2006 |ссылка=http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/05_06/IKRAN.HTM |язык=ru |издательство=[[Наука (издательство)|Наука]] |archive-date=2016-03-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160305224021/http://vivovoco.astronet.ru/VV/JOURNAL/NATURE/05_06/IKRAN.HTM }}</ref>. В настоящее время установлено более 5336<ref>{{Cite web|url=http://nrmima.nrm.se/|title=International Mineralogical Association - Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification|author=Ernst A.J. Burke|publisher=nrmima.nrm.se|access-date=2018-05-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190810195707/http://nrmima.nrm.se//|archive-date=2019-08-10|url-status=dead}}</ref> минеральных видов и ежегодно комиссией утверждается несколько десятков новых, однако лишь 100—150 минералов широко распространены. | ||
Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие собой в атмосферных условиях жидкости (например, [[самородная ртуть]], которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). [[Вода|Воду]], напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала [[лёд]]. Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют [[кристаллическая структура|кристаллической структуры]]. Это относится главным образом к так называемым [[метамиктные минералы|метамиктным минералам]], имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной [[кристаллическая решётка|кристаллической решётки]] под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав [[Радиоактивные элементы|радиоактивных элементов]] ([[Уран (элемент)|уран]], [[торий]] и так далее). Различают минералы явно [[кристалл]]ические, [[аморфные тела|аморфные]] — [[метаколлоиды]] (например, [[опал]], [[лешательерит]] и другие) и [[метамиктные минералы]], имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии. | |||
== | == Физические свойства минералов == | ||
[[Файл:Calcite-Galena-elm56c.jpg|right|thumb|[[Галенит]], [[PbS]] имеет высокий показатель удельной плотности]] | |||
Физические свойства минералов обусловлены их кристаллической структурой и химическим составом. Различают ''[[Скалярная величина|скалярные]]'' физические свойства минералов и ''[[Векторная величина|векторные]]'', значения которых зависят от кристаллографического направления. Примером скалярного свойства может служить [[плотность]], векторными являются [[твёрдость]], кристаллооптические свойства и др. [[Физические свойства]] подразделяют на механические, оптические, люминесцентные, магнитные, электрические, термические свойства, радиоактивность<ref name="бсэ" />. | |||
[[Габитус кристаллов]] выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется [[лупа]]. Помимо внешней формы кристаллов и других выделений, важное значение при описании и визуальной диагностике минералов, особенно в полевых условиях, имеют цвет, блеск, спайность и отдельность, твёрдость, хрупкость и излом<ref name="Кольер">{{книга|заглавие=Энциклопедия Кольера|ссылка часть=https://niv.ru/doc/encyclopedia/collier/articles/1518/mineraly-i-mineralogiya.htm|часть=Минералы и минералогия|год=2000|автор=|язык=ru}}</ref>. При диагностике некоторых минералов имеют значение также ковкость, гибкость (сопротивление излому) и упругость. | |||
[[Файл:Scale-hardness hg.jpg|мини|Минералы в соответствии со шкалой Мооса]] | |||
* [[Твёрдость]]. Определяется по [[шкала Мооса|шкале Мооса]]. По этой шкале самым твёрдым эталонным минералом является [[алмаз]] (10 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1600), а самым мягким — [[тальк]] (1 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1, царапается ногтем). Твёрдость минерала не всегда одинакова со всех сторон кристалла, что является производным от его кристаллической структуры — в одних направлениях кристаллическая решётка может быть упакована плотнее, чем в других. Например, [[кианит]] имеет твёрдость 5.5 по шкале Мооса в одном направлении и 7 в другом. | |||
* [[Спайность]] — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям. | |||
* [[Излом]] — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе. | |||
* [[Побежалость]] — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на [[Выветривание|выветрелой]] поверхности некоторых минералов за счёт [[Окисление|окисления]]. | |||
* [[Хрупкость]] — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например, алмаз). | |||
* [[Плотность]] — масса единицы объёма вещества, выражается в г/см<sup>3</sup>. Прежнее, устаревшее название — [[удельный вес]]; его ещё можно встретить в старых минералогических учебниках. | |||
* [[Удельная плотность]] — характеристика, используемая для определения единичной массы минерала, представляет собой отношение плотности (массы на единицу объёма) минерала к плотности воды. Удельная плотность может служить диагностическим признаком для некоторых классов минералов. Среди часто встречающихся минералов более высокую удельную плотность имеют [[оксиды]] и [[Сульфиды (минералы)|сульфиды]], поскольку они включают в себя элементы с высокой [[Атомная масса|атомной массой]]. Наиболее высокой удельной плотностью обладают [[самородные металлы]] и [[интерметаллиды]]. [[Камасит]] (никелистое [[метеорит]]ное железо) имеет удельную плотность 7.9<ref>{{cite web|url=http://webmineral.com/data/Kamacite.shtml|access-date=2012-08-02|publisher=Webmineral.com|title=Kamacite|archive-url=https://web.archive.org/web/20130424122929/http://webmineral.com/data/Kamacite.shtml|archive-date=2013-04-24|url-status=live}}</ref>, а плотность [[Золото самородное|самородного золота]] достигает 19.3 г/см<sup>3</sup>. | |||
=== | === Оптические свойства === | ||
[[Файл:Dodecahedral pyrite.jpg|мини|Металлический блеск [[пирит]]а]] | |||
| | * [[Блеск минерала|Блеск]] — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала. | ||
* [[Цвет]] — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный [[малахит]], синий [[лазурит]], красная [[киноварь]]), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в [[кристаллическая структура|кристаллической структуре]] ([[флюорит]]ы, [[кварц]]ы, [[турмалин]]ы). | |||
| | ** [[Цвет черты]] — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового [[Бисквит (минералогия)|бисквита]]. | ||
| | * [[Преломление]], [[Дисперсия света|дисперсия]] и [[Поляризация электромагнитных волн|поляризация]] характеризуют их оптические константы: ''показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы'' и др. | ||
| | |||
=== | === Магнитные свойства === | ||
[[Магнитность]] зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного [[магнит]]а. | |||
=== | == Нахождение минералов в природе == | ||
* | ; | ||
По распространённости минералы делятся на: | |||
* ''[[Породообразующие минералы|породообразующие]]'' — составляющие основу большинства горных пород; | |||
* ''[[Акцессорные минералы|акцессорные]]'' — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы; | |||
* ''редкие минералы'' — находки которых единичны или немногочисленны; | |||
* ''[[Руда|рудные]]'' — содержащие в своём составе промышленно ценные компоненты и образующие значительные скопления в рудных [[Месторождение|месторождениях]]. | |||
По форме нахождения различают: | |||
* ''Минеральные индивиды'' — составные части минеральных агрегатов. Это отдельные кристаллы, зерна и сферические или близкие к сферическим выделения минералов, отделенные друг от друга физическими поверхностями раздела и представляющие собой форму нахождения [[минеральный вид|минеральных видов]] в природе. Минеральный индивид — исходное понятие минералогии, означающее зерна и идиоморфные кристаллы, в виде которых в природе представлены минеральные виды; индивиды могут быть зернами — «монокристаллами» или сферокристаллами, из которых строятся простые минеральные агрегаты ([[Дымков, Юрий Максимович|Ю. М. Дымков]], 1966) | |||
* ''Минеральные агрегаты'' — срастания минеральных индивидов одного и того же или разных минералов. Они могут быть одно- и многоэтапными. Минеральный агрегат — исходное понятие минералогии. На уровне организации вещества, следующем за понятием «индивид», агрегат — это скопление индивидов, не обладающее при идеальном развитии чёткими признаками [[симметрия|симметричных]] фигур (это принципиальное отличие от индивидов — по Ю. М. Дымкову, 1966). | |||
* ''Минеральные тела'' — скопления минеральных агрегатов, обладающие естественными границами. Размеры их варьируют от микроскопических до очень крупных, соизмеримых с масштабом геологических объектов. | |||
== | == Химия минералов == | ||
Распространённость минералов на Земле является прямым следствием их химического состава, который, в свою очередь, зависит от распространённости различных химических элементов. Большинство наблюдаемых минералов добываются из [[Земная кора|земной коры]]. Большинство минералов имеют в своём основном составе всего 8 элементов, наиболее распространённых в земной коре: [[кислород]], [[кремний]], [[алюминий]], [[железо]], [[магний]], [[кальций]], [[натрий]] и [[калий]] (по степени убывания). Вместе эти восемь элементов составляют до 98 % от веса земной коры. Из этих восьми особое значение имеют кислород, составляющий 46,6 % от веса земной коры, и кремний, составляющий 27,7 %<ref name="DG4-7">Dyar and Gunter, pp. 4-7</ref>. | |||
| | |||
Химический состав минералов, как правило, близок по своему составу той породе, из которой они сформировались. Так, из [[магма|магмы]], богатой железом и магнием, сформируется [[оливин]], а магма, богатая силикатами, кристаллизуется в богатый силикатами минерал, как например [[кварц]]. В известняке, богатом кальцием и карбонатами, формируются [[кальцит]]ы. | |||
< | Химический состав может изменяться между членами ряда минералов. Например, [[плагиоклазы]], входящие в группу [[каркасные алюмосиликаты|каркасных алюмосиликатов]] — [[полевые шпаты|полевых шпатов]], по химическому составу представляют собой [[Изоморфизм (химия)|непрерывный изоморфный ряд]] натриево-кальциевых алюмосиликатов — [[альбит]]а и [[анортит]]а с [[неограниченная смесимость|неограниченной смесимостью]]. Имеются 4 опознанные разновидности между богатым натрием альбитом и богатым кальцием анортитом — [[олигоклаз]], [[андезин]], [[Лабрадор (минерал)|лабрадор]] и [[битовнит]]<ref>Дир У.-А., Хауи Р.-А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, М., 1966</ref><ref>[[Марфунин, Арнольд Сергеевич|Марфунин А. С.]], Полевые шпаты — фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение, М., 1962.</ref>. Другие примеры подобных рядов включают в себя оливиновый ряд от богатого магнием [[форстерит]]а до богатого железом [[фаялит]]а<ref>{{cite web |url = http://www.webmineral.com/data/Fayalite.shtml |title = Фаялит в базе webmineral.com |lang = en |archive-url = https://web.archive.org/web/20171207140359/http://www.webmineral.com/data/Fayalite.shtml |archive-date = 2017-12-07 }}</ref> и [[вольфрамит]]овый ряд от богатого [[марганец|марганцем]] [[гюбнерит]]а до богатого железом [[ферберит]]а<ref>{{cite web |url = http://webmineral.com/data/Wolframite.shtml |title = Характеристика вольфрамита |lang = en |archive-url = https://web.archive.org/web/20210507001105/http://webmineral.com/data/Wolframite.shtml |archive-date = 2021-05-07 }}</ref>. | ||
{{ | |||
{{ | |||
Наличие минеральных рядов объясняется химической субституцией. В природе минералы не являются чистыми материалами. В них присутствуют примеси, состоящие из любых элементов, находящихся в данной химической системе. В результате иногда определённый элемент подменяется другим<ref>Dyar and Gunter, p. 141</ref>. Такая подмена обычно происходит между [[ион]]ами похожих размеров и одинаковых зарядов. Например, K<sup>+</sup> не может подменить Si<sup>4+</sup> из-за химической и структурной несовместимости, вызванной большим различием в размерах и в заряде, а подмена Si<sup>4+</sup> на Al<sup>3+</sup> происходит достаточно часто, так как они близки по размеру, заряду и распространённости в земной коре, что мы и наблюдаем на примере плагиоклазов. | |||
Изменения температуры, давления и химического состава влияют на минералогический состав данной породы. Изменения химического состава могут быть вызваны такими процессами, как [[эрозия почвы]] и выветривание, а также [[метасоматизм]]ом. Изменения температуры и давления происходят, когда материнская порода проходит тектонический или магматический сдвиг в иной физический режим. Изменения в термодинамических условиях благоприятно влияют на возможность реакции между уже сформировавшимися минералами с получением новых минералов<ref name="DG549">Dyar and Gunter, p. 549</ref>. | |||
{{ | === Классификация минералов === | ||
Современные классификации минералов проводятся на структурно-химической основе{{sfn|Бетехтин|2014|с=151—158}}. Классификация, утверждённая [[Международная минералогическая ассоциация|Международной минералогической ассоциацией]] (IMA) в 2009 году, периодически обновляется и утверждается заново. | |||
=== | === [[Неорганические минералы]] === | ||
=== | ==== [[Сульфиды и сульфосоли (минералы)|Сульфиды, сульфосоли]] и подобные ==== | ||
# класс: [[селениды]], [[теллуриды]], [[арсениды]] и подобные | |||
# класс: [[сульфосоли]] | |||
==== | ==== [[Галогениды (минералы)|Галоидные соединения]] (галогениды) и галогеносоли ==== | ||
# | # класс: [[Фториды (минералы)|фториды]], [[алюмофториды]] | ||
# | # класс: [[хлориды]], [[бромиды]] и [[иодиды]] | ||
==== | ==== [[Окислы и гидроокислы (минералы)|Окислы и гидроокислы]] ==== | ||
# | # класс: простые и сложные окислы | ||
# | # класс: [[гидроокислы]] | ||
==== | ==== [[Кислородные соли (оксисоли)]] ==== | ||
# | # класс: [[иодаты]] | ||
# | # класс: [[Нитраты (минералы)|нитраты]] | ||
# класс: [[Карбонаты (минералы)|карбонаты]] | |||
# класс: [[Сульфаты (минералы)|сульфаты]] и [[селенаты (минералы)|селенаты]] | |||
# класс: [[Хроматы (минералы)|хроматы]] | |||
# Класс: [[вольфраматы и молибдаты]] | |||
# Класс: [[фосфаты, арсенаты и ванадаты]] | |||
# Класс: [[Бораты (минералы)|бораты]] | |||
# Класс: [[Силикаты (минералы)|силикаты]] и [[алюмосиликаты (минералы)|алюмосиликаты]] (бериллосиликаты, боросиликаты) | |||
## [[островные силикаты]] с изолированными тетраэдрами SiO<sub>4</sub> | |||
## [[цепочечные силикаты]] с изолированными группами тетраэдров SiO<sub>4</sub> | |||
## [[ленточные силикаты]] с непрерывными цепочками и лентами тетраэдров SiO<sub>4</sub> | |||
## [[слоистые силикаты]] с непрерывными слоями тетраэдров SiO<sub>4</sub> | |||
## [[каркасные силикаты]] с непрерывными трёхмерными каркасами тетраэдров SiO<sub>4</sub> и Al0<sub>4</sub> | |||
==== | === [[Органические минералы]] === | ||
Согласно современной номенклатуре минералов, утверждённой [[Международная минералогическая ассоциация|ММА]], в числе минералов рассматриваются некоторые из природных солеподобных органических соединений (оксалаты, меллитаты, ацетаты и др), объединяемые в класс ''органических веществ''. При этом в общей систематике минералов высокомолекулярные органические образования типа древесных смол и битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности, в число минералов не включаются. | |||
Некоторые [[органические вещества]] — [[нефть]], [[асфальт]]ы, [[битум]]ы раньше ошибочно относили к минералам. Они лишены кристаллической структуры и не могут быть охарактеризованы с [[кристаллохимия|кристаллохимической]] точки зрения. Природные органические продукты в большинстве случаев относятся либо к [[горные породы|горным породам]] ([[антрацит]], [[шунгит]] и др.), либо к природным углеводородам группы нефти ([[озокерит]], битумы), либо к ископаемым смолам ([[янтарь]], [[копал]]), либо к биогенным образованиям, содержащим в своём составе тот или иной минерал ([[жемчуг]] и [[перламутр]], в строении которых участвует минерал [[арагонит]]). | |||
Природные [[формиаты]] (формикаит Ca(HCOO){{sub|2}}, дашковаит Mg(HCOO){{sub|2}}•2H{{sub|2}}O и др.) и [[оксалаты]] (степановит и др.) в минералогии относят к классу ''органических веществ''. | |||
{{ | |||
| | |||
| | |||
| | |||
}} | |||
== | == Использование минералов == | ||
[[Файл:Biface feuille de laurier.JPG|thumb|120px|[[Поздний палеолит|Позднепалеолитический]] наконечник из [[Кремень|кремня]]]] | |||
Минералы, наряду с органическими материалами, находят широкое применение. | |||
=== | Человек использовал минералы с древнейших времён. Долгое время основным полезным ископаемым был [[кремень]] — тонкозернистая разновидность [[кварц]]а, его отщепы с острыми краями [[Первобытное общество|первобытные люди]] использовали ещё в [[Палеолит|древнем каменном веке]]. Кроме него применялись и другие минералы, например, вишнёвый [[гематит]], желто-коричневый [[гётит]] и черные [[оксиды марганца]] — как краски, а [[янтарь]], [[Нефрит (камень)|нефрит]], самородное золото и др. — как материал для украшений и т. п. В доисторическом Египте (5000—3000 до н. э.) из самородной [[медь|меди]], [[Золото|золота]] и [[Серебро|серебра]] делали украшения. Позже стали использовать [[Бронза|бронзу]] для изготовления оружия и орудий труда<ref name="Кольер" />. Сейчас из минералов получают [[металлы]] и другие [[Химический элемент|химические элементы]] и соединения<ref name="he" />, они являются [[сырьё]]м для производства строительных материалов (цемент, стекло и др.) и для [[Химическая промышленность|химической промышленности]]. Минералы могут использоваться в качестве [[Красители|красителей]]<ref name="Кольер" />, абразивных и огнеупорных материалов, они находят применение в [[керамика|керамике]], [[Оптика|оптике]], [[Электроника|радиоэлектронике]], [[Электротехника|электротехнике]] и радиотехнике. [[Драгоценные камни]] тоже являются минералами<ref name="he" />. | ||
< | Минералы используются в пищу, как источник сырья, в качестве валюты, как предметы искусства и роскоши и как компоненты высоких технологий. Одним из видов [[шарлатанство|шарлатанства]] является [[литотерапия]] — лечение минералами путём их ношения, прикладывания, вступления в астральные контакты с якобы заключёнными в камнях и кристаллах сверхъестественными энергиями и магическими силами. Приверженцы литотерапии утверждают, что каждый кристаллический объект обладает свойствами излучения и поглощения неведомых энергий и полей, которые при «правильном» приложении к биологическому телу способны восстанавливать нарушенный энергетический баланс организма. Литотерапия не имеет под собой клинически доказанных обоснований и научной базы<ref>Lawrence E. Jerome. Crystal Power: The Ultimate Placebo Effect. Prometheus Books, 1989</ref>. | ||
= {{ | == См. также == | ||
{{Навигация |Портал= Минералогия|Викисловарь=минерал|Викиучебник= |Викицитатник= |Викитека= |Викивиды= |Метавики= |Проект= }} | |||
{{кол|2}} | |||
* [[Список минералов]] | |||
* [[Породообразующие минералы]] | |||
* [[Глинистые минералы]] | |||
* [[Минеральные пигменты]] | |||
* [[Изоморфизм в кристаллах|Изоморфизм]] | |||
* [[Полиморфизм кристаллов|Полиморфизм]] | |||
* [[Астеризм (в минералогии)]] | |||
* [[Иризация]] | |||
* [[Минеральный вид]] | |||
* [[Метамиктные минералы]] | |||
* [[Минеральные индивиды]] | |||
* [[Минеральные агрегаты]] | |||
* [[Онтогения минералов]] | |||
* [[Минералогический музей]] | |||
* [[Минералогические музеи России]] | |||
* [[Коллекционирование минералов]] | |||
{{конец кол}} | |||
== | == Примечания == | ||
{{ | {{примечания|2}} | ||
{{ | == Литература == | ||
* {{ВТ-ЭСБЕ|Минерал|[[Земятченский, Пётр Андреевич|Земятченский П. А.]]}} | |||
* {{БСЭ3|заглавие=Минерал}} | |||
* {{БРЭ|ссылка=https://old.bigenc.ru/geology/text/2214946|статья=Минерал|том=20|страницы=348—350|архив=https://web.archive.org/web/20230103214037/https://bigenc.ru/geology/text/2214946|архив дата=2023-01-03}} | |||
* {{книга|заглавие=Энциклопедия Кольера|ссылка часть=https://niv.ru/doc/encyclopedia/collier/articles/1518/mineraly-i-mineralogiya.htm|часть=Минералы и минералогия|год=2000|автор=|язык=ru}} | |||
* {{книга|автор=Р.А. Виноградова|часть=Минерал|заглавие=Химическая энциклопедия|ссылка часть=<!-- http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2623.html-->|ответственный=ред.Кнунянц И.Л.|издательство=Большая российская энциклопедия|год=1992|том=3|страницы=86—88}} | |||
* {{книга |заглавие=Курс минералогии |год=2014|издание=3-е, исправленное и дополненное|издательство=Кн. дом Университет |место=М |isbn= |автор=[[Бетехтин, Анатолий Георгиевич|Бетехтин А. Г.]]|ref=Бетехтин}} | |||
* {{книга|автор=Ю. Гончаров, М. Малькова, В. Шамшуров, А. Шамшуров|заглавие=Геология, минералогия, петрография|ссылка=https://books.google.co.il/books?id=KypDCwAAQBAJ&lpg=PA32&&pg=PA32#v=onepage&q&f=false|издание=Справочное пособие|место=M|издательство=АСВ|год=2008}} | |||
* {{книга|автор=Р. С. Митчелл|заглавие=Названия минералов. Что они означают?|ответственный=Пер с англ. канд. геол.-мин. наук В. И. Кудряшовой|место=М.|издательство=[[Мир (издательство)|Мир]]|год=1982|страниц=248|тираж=30000|оригинал=Mineral names. What do they mean?}} | |||
* {{книга |заглавие=Rocks and Fossils |год=2007 |издательство=Fog City Press |место=San Francisco |isbn=978-1-74089-632-0 |автор=Busbey, A.B.; Coenraads, R.E.; Roots, D.; Willis, P. }} | |||
* {{книга |заглавие=Field guide to North American rocks and minerals |издательство={{Нп3|Random House of Canada}} |место=Toronto |год=2008 |isbn=0-394-50269-8 |язык=en |автор=Chesterman, C.W.; Lowe, K.E.}} | |||
* {{книга |заглавие=Mineralogy and Optical Mineralogy |ссылка=https://archive.org/details/mineralogyoptica0000dyar |издательство={{Нп3|Mineralogical Society of America}} |место=Chantilly, Virginia |год=2008 |isbn=978-0-939950-81-2 |автор=Dyar, M.D.; Gunter, M.E. }} | |||
=== | == Ссылки == | ||
{{ | {{кол|2}} | ||
* [https://www.minsoc.ru Российское минералогическое общество]{{ref|en}}{{ref|ru}} | |||
* [http://database.iem.ac.ru/mincryst/ Кристаллографическая и кристаллохимическая База данных для минералов и их структурных аналогов]{{ref|en}}{{ref|ru}} | |||
* [https://www.fmm.ru/ Официальный сайт Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана] | |||
* [https://wiki.web.ru/wiki/Категория:Минералогия Раздел минералогии в геологической энциклопедии] [http://wiki.web.ru/ GeoWiki]{{ref|ru}} | |||
* [http://mindraw.web.ru/ Научно-познавательные рисунки минералов] Проект «[[Онтогения минералов]] в рисунках»{{ref|en}}{{ref|ru}} | |||
* [http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1174743 ''Татарский В. Б.'' «Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов» , Москва, Недра, 1965, 306 с.] | |||
* [https://mindraw.web.ru/bibl21.2.Dymk.htm Современные проблемы онтогении минералов]{{ref|ru}} | |||
* [https://www.catalogmineralov.ru/ Каталог минералов] Интерактивный определитель минералов, свойства, фотографии, описания различных минералов | |||
* [http://geo.web.ru/db/msg.html?uri=p5.htm&mid=1159819 Классификация минералов]{{ref|ru}} | |||
* [https://www.silver-lines.ru/silver/info/reference/v/?id=61889 Свойства минералов] | |||
* [http://www.mindat.org Крупнейшая база данных по минералам и месторождениям]{{ref|en}} | |||
* [http://www.webmineral.com Минералогическая база данных]{{ref|en}} | |||
* [http://ruby.colorado.edu/~smyth/min/minerals.html Физические свойства породообразующих минералов]{{ref|en}} | |||
* [http://www.minrec.org/artmuseum.asp Всемирная галерея минералогического искусства]{{ref|en}} | |||
* [http://webmineral.com/strunz.shtml «Nickel-Strunz (Version 10) Classification System»] — webmineral.com.{{ref|en}} | |||
* [https://webmineral.com/danaclass.shtml New Dana Classification] — webmineral.com.{{ref|en}} | |||
{{конец кол}} | |||
{{ВС}} | |||
[[Категория:Минералогия]] | |||
[[Категория:Минералы|*]] | |||
* | |||
Текущая версия от 18:03, 31 марта 2026
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }} Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.
Минера́л (нем. Мineral или фр. minéral, от Шаблон:Lang-latelat — «руда»<ref>Шаблон:Книга</ref>) — однородная по составу и строению часть горных пород, руд, метеоритов, являющаяся естественным продуктом геологических процессов и представляющая собой химическое соединение или химический элемент.
Минерал может находиться в любом агрегатном состоянии, при этом большинство минералов — твёрдые тела. Их подразделяют на имеющие кристаллическую структуру, аморфные и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии (метамиктные минералы)Шаблон:Sfn<ref name="бсэ">Шаблон:БСЭ3</ref>.
Горная порода может состоять из нескольких породообразующих минералов разного вида (полиминеральная порода), или из единственного породообразующего минерала (мономинеральная порода). В литературе применяется также словосочетание «минеральный материал».
Термин и описание
Термин «минерал» используют для обозначения минеральных индивида, вида и разновидности<ref name="he">Шаблон:Книга</ref>. Минерал как минеральный вид — это природное химическое соединение, имеющее определённый химический состав и кристаллическую структуру. Если различия в химическом составе при структурной идентичности не очень велики, то по окраске, морфологическим или другим особенностям выделяют минеральные разновидности: так, горный хрусталь, аметист, цитрин, халцедон являются разновидностями кварца. Минеральные индивиды — минеральные тела, между которыми имеются поверхности раздела, например, кристаллы и зёрна<ref name="бсэ" />.
Изучением минералов занимается наука минералогия. Происхождение минералов выясняет генетическая минералогия, а изучением минеральных видов занимается филогения минералов.
С 1950-х годов факт открытия нового минерала и его название утверждает Комиссия по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (ММА)<ref>Шаблон:Статья</ref>. В настоящее время установлено более 5336<ref>Шаблон:Cite web</ref> минеральных видов и ежегодно комиссией утверждается несколько десятков новых, однако лишь 100—150 минералов широко распространены.
Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие собой в атмосферных условиях жидкости (например, самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд. Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры. Это относится главным образом к так называемым метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной кристаллической решётки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (уран, торий и так далее). Различают минералы явно кристаллические, аморфные — метаколлоиды (например, опал, лешательерит и другие) и метамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.
Физические свойства минералов
Физические свойства минералов обусловлены их кристаллической структурой и химическим составом. Различают скалярные физические свойства минералов и векторные, значения которых зависят от кристаллографического направления. Примером скалярного свойства может служить плотность, векторными являются твёрдость, кристаллооптические свойства и др. Физические свойства подразделяют на механические, оптические, люминесцентные, магнитные, электрические, термические свойства, радиоактивность<ref name="бсэ" />.
Габитус кристаллов выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа. Помимо внешней формы кристаллов и других выделений, важное значение при описании и визуальной диагностике минералов, особенно в полевых условиях, имеют цвет, блеск, спайность и отдельность, твёрдость, хрупкость и излом<ref name="Кольер">Шаблон:Книга</ref>. При диагностике некоторых минералов имеют значение также ковкость, гибкость (сопротивление излому) и упругость.
- Твёрдость. Определяется по шкале Мооса. По этой шкале самым твёрдым эталонным минералом является алмаз (10 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1600), а самым мягким — тальк (1 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1, царапается ногтем). Твёрдость минерала не всегда одинакова со всех сторон кристалла, что является производным от его кристаллической структуры — в одних направлениях кристаллическая решётка может быть упакована плотнее, чем в других. Например, кианит имеет твёрдость 5.5 по шкале Мооса в одном направлении и 7 в другом.
- Спайность — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям.
- Излом — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
- Побежалость — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
- Хрупкость — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например, алмаз).
- Плотность — масса единицы объёма вещества, выражается в г/см3. Прежнее, устаревшее название — удельный вес; его ещё можно встретить в старых минералогических учебниках.
- Удельная плотность — характеристика, используемая для определения единичной массы минерала, представляет собой отношение плотности (массы на единицу объёма) минерала к плотности воды. Удельная плотность может служить диагностическим признаком для некоторых классов минералов. Среди часто встречающихся минералов более высокую удельную плотность имеют оксиды и сульфиды, поскольку они включают в себя элементы с высокой атомной массой. Наиболее высокой удельной плотностью обладают самородные металлы и интерметаллиды. Камасит (никелистое метеоритное железо) имеет удельную плотность 7.9<ref>Шаблон:Cite web</ref>, а плотность самородного золота достигает 19.3 г/см3.
Оптические свойства
- Блеск — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
- Цвет — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины).
- Цвет черты — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
- Преломление, дисперсия и поляризация характеризуют их оптические константы: показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы и др.
Магнитные свойства
Магнитность зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.
Нахождение минералов в природе
По распространённости минералы делятся на:
- породообразующие — составляющие основу большинства горных пород;
- акцессорные — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы;
- редкие минералы — находки которых единичны или немногочисленны;
- рудные — содержащие в своём составе промышленно ценные компоненты и образующие значительные скопления в рудных месторождениях.
По форме нахождения различают:
- Минеральные индивиды — составные части минеральных агрегатов. Это отдельные кристаллы, зерна и сферические или близкие к сферическим выделения минералов, отделенные друг от друга физическими поверхностями раздела и представляющие собой форму нахождения минеральных видов в природе. Минеральный индивид — исходное понятие минералогии, означающее зерна и идиоморфные кристаллы, в виде которых в природе представлены минеральные виды; индивиды могут быть зернами — «монокристаллами» или сферокристаллами, из которых строятся простые минеральные агрегаты (Ю. М. Дымков, 1966)
- Минеральные агрегаты — срастания минеральных индивидов одного и того же или разных минералов. Они могут быть одно- и многоэтапными. Минеральный агрегат — исходное понятие минералогии. На уровне организации вещества, следующем за понятием «индивид», агрегат — это скопление индивидов, не обладающее при идеальном развитии чёткими признаками симметричных фигур (это принципиальное отличие от индивидов — по Ю. М. Дымкову, 1966).
- Минеральные тела — скопления минеральных агрегатов, обладающие естественными границами. Размеры их варьируют от микроскопических до очень крупных, соизмеримых с масштабом геологических объектов.
Химия минералов
Распространённость минералов на Земле является прямым следствием их химического состава, который, в свою очередь, зависит от распространённости различных химических элементов. Большинство наблюдаемых минералов добываются из земной коры. Большинство минералов имеют в своём основном составе всего 8 элементов, наиболее распространённых в земной коре: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий и калий (по степени убывания). Вместе эти восемь элементов составляют до 98 % от веса земной коры. Из этих восьми особое значение имеют кислород, составляющий 46,6 % от веса земной коры, и кремний, составляющий 27,7 %<ref name="DG4-7">Dyar and Gunter, pp. 4-7</ref>.
Химический состав минералов, как правило, близок по своему составу той породе, из которой они сформировались. Так, из магмы, богатой железом и магнием, сформируется оливин, а магма, богатая силикатами, кристаллизуется в богатый силикатами минерал, как например кварц. В известняке, богатом кальцием и карбонатами, формируются кальциты.
Химический состав может изменяться между членами ряда минералов. Например, плагиоклазы, входящие в группу каркасных алюмосиликатов — полевых шпатов, по химическому составу представляют собой непрерывный изоморфный ряд натриево-кальциевых алюмосиликатов — альбита и анортита с неограниченной смесимостью. Имеются 4 опознанные разновидности между богатым натрием альбитом и богатым кальцием анортитом — олигоклаз, андезин, лабрадор и битовнит<ref>Дир У.-А., Хауи Р.-А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, М., 1966</ref><ref>Марфунин А. С., Полевые шпаты — фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение, М., 1962.</ref>. Другие примеры подобных рядов включают в себя оливиновый ряд от богатого магнием форстерита до богатого железом фаялита<ref>Шаблон:Cite web</ref> и вольфрамитовый ряд от богатого марганцем гюбнерита до богатого железом ферберита<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
Наличие минеральных рядов объясняется химической субституцией. В природе минералы не являются чистыми материалами. В них присутствуют примеси, состоящие из любых элементов, находящихся в данной химической системе. В результате иногда определённый элемент подменяется другим<ref>Dyar and Gunter, p. 141</ref>. Такая подмена обычно происходит между ионами похожих размеров и одинаковых зарядов. Например, K+ не может подменить Si4+ из-за химической и структурной несовместимости, вызванной большим различием в размерах и в заряде, а подмена Si4+ на Al3+ происходит достаточно часто, так как они близки по размеру, заряду и распространённости в земной коре, что мы и наблюдаем на примере плагиоклазов.
Изменения температуры, давления и химического состава влияют на минералогический состав данной породы. Изменения химического состава могут быть вызваны такими процессами, как эрозия почвы и выветривание, а также метасоматизмом. Изменения температуры и давления происходят, когда материнская порода проходит тектонический или магматический сдвиг в иной физический режим. Изменения в термодинамических условиях благоприятно влияют на возможность реакции между уже сформировавшимися минералами с получением новых минералов<ref name="DG549">Dyar and Gunter, p. 549</ref>.
Классификация минералов
Современные классификации минералов проводятся на структурно-химической основеШаблон:Sfn. Классификация, утверждённая Международной минералогической ассоциацией (IMA) в 2009 году, периодически обновляется и утверждается заново.
Сульфиды, сульфосоли и подобные
- класс: селениды, теллуриды, арсениды и подобные
- класс: сульфосоли
Галоидные соединения (галогениды) и галогеносоли
- класс: фториды, алюмофториды
- класс: хлориды, бромиды и иодиды
- класс: простые и сложные окислы
- класс: гидроокислы
- класс: иодаты
- класс: нитраты
- класс: карбонаты
- класс: сульфаты и селенаты
- класс: хроматы
- Класс: вольфраматы и молибдаты
- Класс: фосфаты, арсенаты и ванадаты
- Класс: бораты
- Класс: силикаты и алюмосиликаты (бериллосиликаты, боросиликаты)
- островные силикаты с изолированными тетраэдрами SiO4
- цепочечные силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4
- ленточные силикаты с непрерывными цепочками и лентами тетраэдров SiO4
- слоистые силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4
- каркасные силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами тетраэдров SiO4 и Al04
Согласно современной номенклатуре минералов, утверждённой ММА, в числе минералов рассматриваются некоторые из природных солеподобных органических соединений (оксалаты, меллитаты, ацетаты и др), объединяемые в класс органических веществ. При этом в общей систематике минералов высокомолекулярные органические образования типа древесных смол и битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности, в число минералов не включаются.
Некоторые органические вещества — нефть, асфальты, битумы раньше ошибочно относили к минералам. Они лишены кристаллической структуры и не могут быть охарактеризованы с кристаллохимической точки зрения. Природные органические продукты в большинстве случаев относятся либо к горным породам (антрацит, шунгит и др.), либо к природным углеводородам группы нефти (озокерит, битумы), либо к ископаемым смолам (янтарь, копал), либо к биогенным образованиям, содержащим в своём составе тот или иной минерал (жемчуг и перламутр, в строении которых участвует минерал арагонит).
Природные формиаты (формикаит Ca(HCOO)Шаблон:Sub, дашковаит Mg(HCOO)Шаблон:Sub•2HШаблон:SubO и др.) и оксалаты (степановит и др.) в минералогии относят к классу органических веществ.
Использование минералов
Минералы, наряду с органическими материалами, находят широкое применение.
Человек использовал минералы с древнейших времён. Долгое время основным полезным ископаемым был кремень — тонкозернистая разновидность кварца, его отщепы с острыми краями первобытные люди использовали ещё в древнем каменном веке. Кроме него применялись и другие минералы, например, вишнёвый гематит, желто-коричневый гётит и черные оксиды марганца — как краски, а янтарь, нефрит, самородное золото и др. — как материал для украшений и т. п. В доисторическом Египте (5000—3000 до н. э.) из самородной меди, золота и серебра делали украшения. Позже стали использовать бронзу для изготовления оружия и орудий труда<ref name="Кольер" />. Сейчас из минералов получают металлы и другие химические элементы и соединения<ref name="he" />, они являются сырьём для производства строительных материалов (цемент, стекло и др.) и для химической промышленности. Минералы могут использоваться в качестве красителей<ref name="Кольер" />, абразивных и огнеупорных материалов, они находят применение в керамике, оптике, радиоэлектронике, электротехнике и радиотехнике. Драгоценные камни тоже являются минералами<ref name="he" />.
Минералы используются в пищу, как источник сырья, в качестве валюты, как предметы искусства и роскоши и как компоненты высоких технологий. Одним из видов шарлатанства является литотерапия — лечение минералами путём их ношения, прикладывания, вступления в астральные контакты с якобы заключёнными в камнях и кристаллах сверхъестественными энергиями и магическими силами. Приверженцы литотерапии утверждают, что каждый кристаллический объект обладает свойствами излучения и поглощения неведомых энергий и полей, которые при «правильном» приложении к биологическому телу способны восстанавливать нарушенный энергетический баланс организма. Литотерапия не имеет под собой клинически доказанных обоснований и научной базы<ref>Lawrence E. Jerome. Crystal Power: The Ultimate Placebo Effect. Prometheus Books, 1989</ref>.
См. также
- Список минералов
- Породообразующие минералы
- Глинистые минералы
- Минеральные пигменты
- Изоморфизм
- Полиморфизм
- Астеризм (в минералогии)
- Иризация
- Минеральный вид
- Метамиктные минералы
- Минеральные индивиды
- Минеральные агрегаты
- Онтогения минералов
- Минералогический музей
- Минералогические музеи России
- Коллекционирование минералов
Примечания
Литература
- Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
- Шаблон:БСЭ3
- Шаблон:БРЭ
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
Ссылки
- Российское минералогическое обществоШаблон:RefШаблон:Ref
- Кристаллографическая и кристаллохимическая База данных для минералов и их структурных аналоговШаблон:RefШаблон:Ref
- Официальный сайт Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана
- Раздел минералогии в геологической энциклопедии GeoWikiШаблон:Ref
- Научно-познавательные рисунки минералов Проект «Онтогения минералов в рисунках»Шаблон:RefШаблон:Ref
- Татарский В. Б. «Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов» , Москва, Недра, 1965, 306 с.
- Современные проблемы онтогении минераловШаблон:Ref
- Каталог минералов Интерактивный определитель минералов, свойства, фотографии, описания различных минералов
- Классификация минераловШаблон:Ref
- Свойства минералов
- Крупнейшая база данных по минералам и месторождениямШаблон:Ref
- Минералогическая база данныхШаблон:Ref
- Физические свойства породообразующих минераловШаблон:Ref
- Всемирная галерея минералогического искусстваШаблон:Ref
- «Nickel-Strunz (Version 10) Classification System» — webmineral.com.Шаблон:Ref
- New Dana Classification — webmineral.com.Шаблон:Ref