Минералите са интегрална частскали. Те се изучават от науката минералогия, която принадлежи към цикъла на науките за Земята. Основната същност на минералогията е цялостно изучаване на състава, структурата и свойствата на минералите, както и областите на тяхното практическо приложение.

Понастоящем минерале твърд кристален продукт на природни (земни или космически) процеси, физически и химически индивидуален под формата на просто вещество (роден химичен елемент) или съединение.

Кристалният продукт на естествените процеси подчертава, че те са кристални тела. Основното свойство на кристалните тела е триизмерната периодичност в подреждането на частиците, от които се състоят, т.е. атоми, йони, молекули. Тази особеност на вътрешната структура на кристалните тела се описва с понятието пространствена решетка, което е представяне на триизмерна периодичност. Той е изграден чрез разпространение на началната точка чрез паралелни преводи. Основната единица на триизмерната решетка е паралелепипед, изграден върху три вектора, съвпадащи с посоките на кристалните оси. Получено по този начин Паралелепипедът се нарича единична клетка или клетка на Браве. Има общо 14 клетки на Браве, които отразяват характеристиките на решетките на всички системи.

Рязането на кристали е външният дизайн на конструкцията. Външната форма на кристалите е различни видовеполиедри: – кубове, октаедри, тетраедри, призми, бипирамиди и по-сложни форми.

Ориз. 3. Кристален строеж на галенита

PbS; - Pb; операционна система

Описва се от 32 закона - видове симетрия, които са набори от елементи на симетрия. Видовете от своя страна се обединяват в 7 системи (системи), а последните в 3 категории.

Определението за минерал като химичен продукт на природни процеси предполага неговия химичен състав. Последните могат да бъдат представени от атоми на един химичен елемент или няколко. В първия случай минералът е просто вещество (например самородно злато, сяра, графит, диамант). Във втория минералът се състои от два, три или повече атома от различни химически елементи. Това вече е химично съединение (например халит NaCl, калцит Ca и др.).

маса 1

Кристалографски категории и системи

В химичния състав на минералите участват почти всички известни химични елементи, с изключение на инертните газове и трансурана. Ролята на химичните елементи при образуването на минералите обаче не е еднаква. Елементите могат да бъдат разделени на видообразуващи и разпръснати. Видообразуващите химични елементи са основните градивни единици на минералите. Разпръснатите елементи са включени в минералите като примеси.

Освен това минералите се делят на постоянни и променливисъстав.

Минералите с постоянен състав, независимо от условията на тяхното образуване, се характеризират със стабилен състав на елементите. Има малко такива минерали. Това са диамант С, цинобър HgS, халит NaCl, кварц SiO 2, пирит FeS 2 и др. Те също съдържат примеси.

Минералите с променлив състав се характеризират с голямо разнообразие в количественото съдържание на видообразуващите елементи. Примери за минерали с променлив състав са оливин (Fe, Mg) 2, доломит (Ca, Mg) и др. Запетая в скоби означава, че съдържанието на Fe и Mg, Ca и Mg може да варира в широки граници.

В природата минералите се срещат под формата на отделни индивиди или по-често техните асоциации в моно- или полиминерални агрегати, например в състава на различни скали. Индивидите са разграничени един от друг чрез интерфейси и могат да бъдат представени от фасетирани кристали и необрязани зърна, разнообразни по форма (изометрична, колонна, ламеларна) и размер (фракции от mm, cm, по-рядко - метри).

При определянето на даден минерал е важно той да принадлежи към кристалните твърди вещества. Някои природни вещества обаче не са кристални, а аморфни (т.е. без кристална решетка). За такива естествени аморфни вещества (опал, алофан, шунгит и др.) В минералогията е въведен терминът "минералоид". Природните води не са минерали, но ледът е минерал. Живакът се среща на земята само в течно състояние и по изключение се класифицира като минерал. Нефтът и неговите производни (битум) не са минерали. Веществата, синтезирани от човека, не са минерали, въпреки че се подчертава, че те (диаманти, рубини, аметисти и др.) са синтетични аналози на минерали. Биогенните вещества, които възникват само поради биологични процеси, например пикочни и бъбречни камъни, черупки на мекотели и др., Не са минерали. Но ако биологичните процеси са участвали в образуването на различни химични неорганични съединения (варовици, фосфорити и др.), Тогава те принадлежат към минералите.

Една от основните концепции на минералогията, залегнали в класификацията на минералите, е минерален вид- асоциация на индивиди от минерално вещество, което отговаря на два критерия:

а) близост, качествен състав на основните (скалообразуващи) химични елементи;

б) идентичности на кристалната структура.

Строг критерий, който обединява индивидите в един минерален вид, е структурата, по-малко строг е техният химичен състав.

По този начин, ако отделните минерали имат еднакъв химичен състав, но имат различни кристални структури, тогава те принадлежат към различни видове минерали. Пример: пиритът и марказитът имат еднакъв химичен състав - FeS 2, но пиритът е кубичен, а марказитът е ромбичен.

Има и концепция разнообразие минерален тип. Сортовете се разграничават в зависимост от характеристиките на техния химичен състав, структура и форми на освобождаване на минерали. Например корундът, практически без примеси Al 2 O 3, е безцветен, докато корундът с лека добавка на Cr +3 е рубин, а с Fe +3 и Ti +3 е сапфир. Различно оцветените кварцови кристали се предлагат в следните разновидности: аметист-лилав, цитрин-златист, морион-черен и др. Различни форми на освобождаване, например на гипс, ни позволяват да правим разлика между сортовете: алабастър - плътен, финозърнест гипс; селенитът е влакнест, марийното стъкло е прозрачно ламеларно.

Видове и групи минерали

Минерали: обща характеристика
„Минерал“ е твърдо, състоящ се от химични елементи и имащ редица индивидуални физични и химични свойства. Освен това трябва да се формира само естествено, под въздействието на определени природни процеси. Минералите могат да се образуват както от прости вещества (местни), така и от сложни.

Има такива процеси, които допринасят за тяхното образуване:
Магматичен
Хидротермален
Седиментни
Метаморфогенен
Биогенен
Големи агрегати от минерали, събрани в унифицирани системи, се наричат ​​скали. Следователно тези две понятия не трябва да се бъркат. Скални минералисе добиват именно чрез раздробяване и обработка на цели скални късове. Химическият състав на въпросните съединения може да бъде различен и да съдържа голям брой различни примесни вещества. Винаги обаче има едно основно нещо, което доминира в състава. Следователно именно това е решаващо и примесите не се вземат предвид.
Структурата на минералите
Структурата на минералите е кристална. Има няколко опции за решетки, с които може да бъде представен:
Кубичен
Шестоъгълна
Ромбичен
Тетрагонален
Моноклинна
Тригонална
Триклиника

Тези съединения се класифицират според химичен съставопределящо вещество.

Видове минерали
Класификация, която отразява основната част от състава на минерала.

Природни или прости вещества. Това също са минерали. Например: злато, желязо, въглерод под формата на диамант, въглища, антрацит, сяра, сребро, селен, кобалт, мед, арсен, бисмут и много други.

Халогениди, които включват хлориди, флуориди, бромиди. Например: каменна сол (натриев хлорид) или халит, силвит, флуорит.

Оксиди и хидроксиди. Те се образуват от оксиди на метали и неметали, тоест чрез свързването им с кислород. Към тази група спадат минералите – халцедон, корунд (рубин, сапфир), магнетит, кварц, хематит, рутил, касематит и др.

Нитрати. Например: калиев и натриев нитрат.

Борати: оптичен калцит, еремиевит.

Карбонатите са соли на въглеродната киселина. Тази група включва следните минерали: малахит, арагонит, магнезит, варовик, креда, мрамор и др.

Сулфати: гипс, барит, селенит.

Волфрамати, молибдати, хромати, ванадати, арсенати, фосфати - всички те са соли на съответните киселини, които образуват минерали с различни структури. Имена - нефелин, апатит и др.

Силикати. Соли на силициева киселина, съдържащи групата SiO4. Например: берил, фелдшпат, топаз, гранати, каолинит, талк, турмалин, жадеит, лапис лазули и др.

Има и органични съединения, които образуват цели природни находища. Например торф, въглища, уркит, калциеви и железни оксолати и др. Както и няколко карбиди, силициди, фосфиди и нитриди.

Родни елементи

Това са минерали, които се образуват от прости вещества.
Например:
Злато под формата на пясък и късове, кюлчета
Диамантът и графитът са алотропни модификации на въглеродната кристална решетка
Мед
Сребро
Желязо
Сяра
Група платинени метали

Често тези вещества се срещат под формата на големи агрегати с други минерали, скални късове и руди. Добивът и използването им в промишлеността са важни. Те са основата, суровината за получаване на материали, от които в последствие се изработват разнообразни битови предмети, конструкции, декорации, уреди и много други.

Фосфати, арсенати, ванадати
Тази група включва скали и минерали, които са предимно екзогенни по произход, тоест открити във външните слоеве на земната кора. Вътре се образуват само фосфати. Всъщност има доста соли на фосфорната, арсеновата и ванадовата киселина. Но като цяло процентът им в кората е малък.

Често срещани кристали, които принадлежат към тази група:

апатит
Вивианит
Линдакерит
Росенит
Карнотит
паскоит

Както вече беше отбелязано, тези минерали образуват скалиДоста впечатляващ размер.

Оксиди и хидроксиди

Тази група минерали включва всички оксиди, прости и сложни, които са образувани от метали, неметали, интерметални съединения и преходни елементи. Общият процент на тези вещества в земната кора- 5%. Единственото изключение, което се отнася за силикатите, а не за разглежданата група, е силициевият оксид SiO2 с всичките му разновидности.

Най-често:
Гранит
Магнетит
Хематит
Илменит
Колумбит
Шпинел
Лайм
Гибсайт
Романешит
Холфертит
Корунд (рубин, сапфир)
Боксит

Карбонати
Този клас минерали включва доста голямо разнообразие от представители, които също имат важно практическо значение за хората.
Подкласове или групи:
калцит
доломит
арагонит
малахит
сода минерали
bastnäsite

Всеки подклас включва от няколко единици до десетки представители. Общо има около сто различни минерални карбонати.

Най-често срещаните от тях:

мрамор
варовик
малахит
апатит
сидерит
смитсонит
магнезит
карбонатит и др

Някои се оценяват като много често срещан и важен строителен материал, други се използват за създаване бижута, трети намират приложение в техниката. Всички обаче са важни.

Силикати

Най-разнообразната група минерали по външни форми и брой представители. Тази вариация се дължи на факта, че силициевите атоми, които са в основата на тяхната химична структура, могат да се комбинират в различни видовеструктура, координираща няколко кислородни атома около себе си.

По този начин могат да се формират следните видове структури:

остров
верига
лента
листен

Те включват:
топаз
нар
хризопраз
страз
опал
халцедон и др.
Те се използват в бижутата и се оценяват като издръжливи структури за използване в технологиите.

Важни минерали в промишлеността:
Датонит
Оливин
Мурманите
Хризокол
Евдиалит
Берил