Die feste Hülle der Erde – die Erdkruste – macht nur 1,5 % des Gesamtvolumens der Erde aus. Dennoch ist es die Erdkruste bzw. deren obere Schicht, die für uns von größtem Interesse ist, da sie eine Quelle mineralischer Rohstoffe ist.
Mineralien- Dabei handelt es sich um relativ homogene Naturkörper mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften. Der Name „Mineral“ kommt vom lateinischen Wort „minera“, was wörtlich Erz, Erz bedeutet. Die Wissenschaft, die die Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften von Mineralien, ihre Herkunft und Vorkommensbedingungen untersucht, wird Mineralogie genannt.
Es entstehen Mineralien als Folge physikalischer und chemischer Prozesse in der Erdkruste. Wie die gesamte Natur um uns herum bestehen sie aus chemische Elemente. Im übertragenen Sinne ist ein Mineral eine Art Gebäude aus Ziegeln – chemischen Elementen, das nach bestimmten Naturgesetzen gebaut ist. Und so wie der Mensch auf der Erde viele verschiedene Gebäude aus ungefähr der gleichen Anzahl an Ziegeln gebaut hat, hat die Natur aus einer relativ kleinen Anzahl chemischer Elemente mehr als dreitausend verschiedene Mineralien in der Erdkruste geschaffen.

Insgesamt gibt es unter Berücksichtigung der zahlreichen Sorten mehr als 7.000 ihrer Namen, die jedem Mineral nach einem bestimmten Merkmal zugeordnet werden.
In der Erdkruste kommen Mineralien häufiger nicht einzeln, sondern als Teil davon vor. Sie bestimmen maßgeblich die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Gesteinen und sind unter diesem Gesichtspunkt für die Steinbearbeitungstechnik von größtem Interesse.
Die meisten Mineralien kommen in der Natur in festem Zustand vor. Feste Mineralien können kristallin oder amorph sein und sich in der äußeren geometrischen Form unterscheiden – regelmäßig für kristalline und unbestimmt für amorphe.

Die Form der Mineralien hängt davon abüber die Anordnung der Atome in ihnen. In kristallinen Mineralien sind Atome in einer streng definierten Reihenfolge angeordnet und bilden ein räumliches Gitter, wodurch viele Mineralien (z. B. ein Quarzkristall) wie regelmäßige Polyeder aussehen. Kristalline Mineralien sind anisotrop, das heißt, ihre physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich in verschiedene Richtungen. In amorphen Mineralien (meist in Form von Perlen) sind die Atome zufällig angeordnet. Solche Mineralien sind isotrop, das heißt, ihre physikalischen Eigenschaften sind in alle Richtungen gleich.

Klassifizierung von Mineralien

Gemäß der derzeit allgemein anerkannten chemischen Klassifizierung können alle Mineralien in neun Klassen eingeteilt werden:
I. Silikate sind Salze von Kieselsäuren, unter denen es Untergruppen von Mineralien gibt, die eine gewisse gemeinsame Zusammensetzung und Struktur haben: Feldspäte, unterteilt nach chemische Zusammensetzung für Plagioklase und Orthoklase, Pyroxene, Amphibole, Glimmer, Olivin, Talk, Chlorite und Tonmineralien. Mit bis zu 800 Mineralien ist dies die zahlreichste Klasse.
II. Carbonate sind Salze der Kohlensäure, darunter bis zu 80 Mineralien, die häufigsten davon sind Calcit, Magnesit und Dolomit.

III. Oxide und Hydroxide – vereinen etwa 200 Mineralien, darunter Quarz, Opal, Limonit und Hamatit.
IV. Sulfide sind Verbindungen von Elementen mit Schwefel und umfassen bis zu 200 Mineralien. Typischer Vertreter- Pyrit.
V. Sulfate – Salze der Schwefelsäure, darunter etwa 260 Mineralien,
wobei Gips und Anhydrit am weitesten verbreitet sind.
VI. Halogenide sind Salze von Halogensäuren mit einer Zahl von etwa 100 min.
Ralov. Typische Vertreter von Halogenen sind Halit (Speisesalz) und
Fluorit
VII. Phosphate sind Salze der Phosphorsäure. Ein typischer Vertreter ist
Apatit.
VIII. Wolframate sind Wolframsäureverbindungen.
IX. Einheimische Elemente sind Diamant und Schwefel.

Mineralogie.

Mineralogie (von Mineral und ...), die Wissenschaft der natürlichen chemischen Verbindungen – Mineralien, ihrer Zusammensetzung, Eigenschaften, Merkmale und Muster der physikalischen Struktur (Struktur) sowie der Entstehungs- und Veränderungsbedingungen in der Natur. Die Hauptaufgabe der Mineralogie ist das Schaffen Wissenschaftliche Grundlagen zur Suche und Bewertung von Mineralvorkommen, deren Anreicherung für den praktischen Einsatz in der Volkswirtschaft.

Die Mineralogie ist eine der ältesten geologischen Wissenschaften, denn während sie sich entwickelt, trennen sich neue davon und wachsen unabhängige Wissenschaften. Also im 19. Jahrhundert. Kristallographie und Petrographie trennten sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts von der Mineralogie. - das Studium der Mineralien, der Geochemie und dann der Kristallchemie.

Hauptrichtungen der Mineralogie:

• Beschreibende Mineralogie- befasst sich mit dem Studium, der Sammlung und Klärung von Faktenmaterial sowie der Entwicklung systematischer Fragen; Verallgemeinerung morphologischer Daten, physikalische Eigenschaften Mineralien und ihre chemische Zusammensetzung.
• Genetische Mineralogie- klärt die Bedingungen, Muster und Prozesse, die zur Bildung bestimmter führen Mineralarten und Mineralverbände - Mineralvorkommen.
• Experimentelle Mineralogie- beschäftigt sich mit der Modellierung natürlicher Prozesse und der Untersuchung physikalisch-chemischer Systeme, um die Bedingungen für das Vorkommen von Mineralien in der Natur zu klären.
• Regionale Mineralogie- verallgemeinert die mineralogische Untersuchung bestimmter Gebiete und Erzprovinzen, um Verteilungsmuster von Mineralien und ihre Assoziationen im Zusammenhang mit der Geschichte der geologischen Entwicklung der Region zu ermitteln.
• Angewandte Mineralogie- entwickelt Probleme im Zusammenhang mit der Einbeziehung neuer Mineralarten in die industrielle Nutzung und führt mineralogische Forschungen durch, die auf eine umfassendere integrierte Nutzung mineralischer Rohstoffe und eine verstärkte Gewinnung ihrer nützlichen Bestandteile abzielen.
• Mineralogie kosmische Körper.

Mineralien sind in Zusammensetzung und Struktur homogene kristalline Stoffe, die durch natürliche physikalische und chemische Prozesse entstehen und Bestandteile von Gesteinen und Erzen sind.

Zu den Mineralien zählen nicht nur klar kristalline Stoffe, sondern auch einige kryptokristalline und amorphe Naturstoffe, die seit der Antike zum Reich der Mineralien zählen. Dabei handelt es sich um feste Stoffe, Produkte natürlicher Prozesse, Bestandteile von Gesteinen. (Beispiele: Chalcedon, Opal).

Zu den Mineralien zählen natürliche chemisch und strukturell homogene Formationen, die Bestandteile anderer kosmischer Körper sind – des Mondes, Planeten, Meteoriten.

Als künstliche Mineralien werden verschiedene synthetische Produkte bezeichnet, die in Eigenschaften, Zusammensetzung und Struktur Mineralien ähneln.

Mineralien werden nach ihren charakteristischen physikalischen Eigenschaften, ihrer chemischen Zusammensetzung oder dem Ort ihrer ersten Entdeckung benannt. Viele Mineralien sind nach den Wissenschaftlern benannt, die sie entdeckt oder beschrieben haben.

Die in der Natur am häufigsten vorkommende Mineralklasse sind Silikate (mindestens 75 %). Die häufigsten Mineralien in der Erdkruste sind Feldspat und Quarz mit einem Anteil von 55 % bzw. 12 %.

Als Mineralien werden Mineralien bezeichnet, deren Vorkommen in der Zusammensetzung von Gesteinen vorherrscht Gesteinsbildend.

Als Verunreinigungen werden im Gestein vorhandene Mineralien bezeichnet Zubehörteil.

Verwendung von Mineralien.

Heute wurden in der Erdkruste etwa 4.000 Mineralarten entdeckt. Ständig, jedes Jahr werden neue Arten oder Sorten entdeckt. In der Erdkruste kommen nur wenige hundert Arten von Mineralien am häufigsten vor, aber selbst von diesen Mineralien werden nicht alle genutzt. Mit der Entdeckung neuer Arten werden jedoch auch Technologien verbessert, die es ermöglichen, das Spektrum der in der Wirtschaft verwendeten Mineralien und deren Anwendungsbereich ständig zu erweitern. Industrielle Vorkommen von Mineralien sind nicht so häufig, wie es scheint, und machen keinen großen Prozentsatz der Mineralien aus Gesamtzahl erkundete Lagerstätten. Der größte Wert für die Industrie ist komplexe Einlagen Dazu können mehrere Mineralarten gehören, von denen einige Hauptmineralien und der Rest Nebenmineralien sein können.

Böden entstehen aus der Oberflächenschicht von Gesteinen, wenn sich darauf grüne Pflanzen und Mikroorganismen ansiedeln. Die Gesteine, aus denen Böden entstehen, werden als bodenbildende oder Muttergesteine ​​bezeichnet. Sie werden auch Böden und Unterböden genannt.

Die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Bodens hängt von der Zusammensetzung des Gesteins ab, aus dem er entstanden ist. Gesteine ​​bestehen aus Mineralien, die einen gemeinsamen Ursprung haben. Die meisten Gesteine ​​bestehen aus mehreren Mineralien; einfache Gesteine ​​bestehen aus einem einzigen Mineral.

Mineralien. Ein natürlicher Körper, der eine konstante chemische Zusammensetzung und bestimmte physikalische Eigenschaften aufweist, wird als Mineral bezeichnet.

Aufgrund ihrer Herkunft unterscheidet man zwischen primären Mineralien, aus denen magmatische Gesteine ​​bestehen, und sekundären Mineralien, die durch Verwitterung primärer Mineralien und Veränderungen ihrer chemischen Zusammensetzung entstehen.

Zu den primären Bodenmineralien zählen jene Mineralien, die Teil magmatischer Gesteine ​​waren und ohne Veränderung ihrer Zusammensetzung in andere Gesteine ​​und Böden übergingen. Somit stellen Primärminerale die Überreste magmatischer Gesteine ​​dar, die lediglich mechanischer Zerstörung unterzogen wurden, aber ihre chemische Zusammensetzung beibehalten haben. Primäre Mineralien werden normalerweise mit sekundären Mineralien vermischt, die den Großteil der Böden ausmachen. Nur sandige Gesteine ​​und Böden bestehen hauptsächlich aus dem Primärmineral Quarz. Die Zusammensetzung der Ausgangsgesteine ​​und Böden umfasst die folgenden Primärmineralien: Quarz, Feldspäte (Orthoklas, Mikrokline), Glimmer, Magnetit, Hämatit usw. Primärmineralien entstehen aus Magma im Erdinneren bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck. Wenn sie unter dem Einfluss von Wasser, Luft und lebenden Organismen an die Erdoberfläche gelangen, werden sie zerstört und in Sekundärmineralien umgewandelt, aus denen sedimentäre bodenbildende Gesteine ​​entstehen.

Es gibt verschiedene Klassifizierungen von Mineralien: chemische, genetische, praktische Anwendung. Die Klassifizierung von Mineralien nach chemischer Zusammensetzung wird nachstehend erläutert.

Alle Mineralien werden in folgende Klassen eingeteilt: native Elemente, Sulfide, Halogenide, Oxide, Salze von Sauerstoffsäuren (Carbonate, Sulfate, Phosphate, Nitrate), Silikate und Alumosilikate, Kohlenwasserstoffverbindungen.

Native Elemente bestehen aus einem chemischen Element. Dazu gehören Diamant, Graphit, Schwefel sowie Mineralien – Silber, Gold, Platin. Mineralien dieser Klasse machen weniger als 0,1 % der Masse aus Erdkruste und sind oft selten oder kostbar.

Diamant ist das härteste Mineral und entsteht unter enormem Druck im Erdinneren. Es wird häufig in der Technologie und in der Fertigung eingesetzt Schmuck.

Graphit ist ein sehr weiches Mineral, obwohl es die gleiche chemische Zusammensetzung wie Diamant hat. Es entsteht durch Metamorphoseprozesse aus Kohle und Bitumen. Seine Farbe reicht von dunkelgrau bis schwarz. Es kommt in Form dichter Massen zwischen metamorphen Gesteinen vor: Schiefer, Marmor, Gneise. Graphite werden zur Herstellung von Bleistiften, Elektroden in Kernreaktoren und elektrischen Schmelztiegeln verwendet.

Schwefel ist ein hellgelbes Mineral, das in Form von Kristallen und erdigen Massen vorkommt. Es entsteht durch Kristallisation aus heißen wässrigen Lösungen sowie bei Vulkanausbrüchen und Verwitterung von Sulfaten. Schwefel wird häufig verwendet Chemieindustrie, Landwirtschaft und Medizin. Es gehört zu den bodenbildenden Mineralien.

Sulfide sind Schwefelverbindungen Schwermetalle(Salze der Schwefelwasserstoffsäure). Am häufigsten in der Erdkruste sind Pyrit, Chalkopyrit, Bleiglanz, Zinnober usw. Viele Mineralien dieser Klasse sind Erze, aus denen Kupfer, Blei und Quecksilber gewonnen werden. Sulfidverwitterungsprodukte sind an der Bodenbildung beteiligt.

Pyrit FeS2 ist Eisen- oder Schwefelpyrit. Es entsteht am häufigsten aus geschmolzenem Magma sowie durch Kristallisation bei Einwirkung heißer Dämpfe auf Eisenverbindungen oder als Folge metamorpher Prozesse. Pyrit dient als Rohstoff für die Herstellung von Schwefelsäure, Eisenschlacken werden als Eisenerz verwendet. Unter dem Einfluss von Sauerstoff und Wasser wird Pyrit unter Bildung von Eisenhydroxiden, Sulfaten, Carbonaten und Schwefelsäure zerstört, die den Ablauf bodenbildender Prozesse beeinflussen. Bei erschlossenen Mineralvorkommen ist der Gehalt an Sulfiden im Gestein zu berücksichtigen. Sulfidhaltige Gesteine, die bei der Verwitterung an die Oberfläche gelangen, bilden Schwefelsäure. Nach der Rekultivierung einer durch den Bergbau gestörten Fläche kommt es zur Sättigung der oberflächlich aufgetragenen Humusschicht mit Schwefelsäure, was zu irreversibler Bodendegradation und Umweltverschmutzung führt.

Chalkopyrit FeCuS 2 ist Kupferpyrit von messinggelber Farbe. Es entsteht unter dem Einfluss hydrothermaler Prozesse sowie magmatisch. Chalkopyrit ist das Haupterz für die Kupferproduktion. Es oxidiert leicht zu Eisen und Kupfer. Aus Kupferpyrit wird Kupfersulfat CuS04 hergestellt, das in der Landwirtschaft zur Bekämpfung von Schädlingen an Gartenfrüchten eingesetzt wird.

Galena oder Bleiglanz, PbS ist das wichtigste bleihaltige Erz. Es wird zusammen mit Zinkblende aus heißen Minerallösungen freigesetzt, die entlang von Rissen aus der Magmakammer fließen. Blei wird aus Bleiglanz gewonnen, der in der Elektroindustrie sowie zur Herstellung von typografischen Schriftarten, Bleiweiß, Bleiweiß usw. verwendet wird.

Halogenide sind Salze von Halogenwasserstoffsäuren (HCl, HF usw.). Die wichtigsten Mineralien für die Bodenbildung und die Landwirtschaft sind Sylvit, Halit und Carnallit.

Silvin KCl ist das Hauptsalz zur Herstellung von Kalidünger. Es entsteht in austrocknenden Salzseen oder vom Meer isolierten Buchten, wenn Wasser verdunstet.

Halit NaCl – Steinsalz, Speisesalz. Es wird häufig in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. In der Natur kommt es in Form großer Salzansammlungen (Schichten, Lager, Kuppeln) zwischen Sedimentgesteinen vor. Wenn das Grundwasser mit Halit gesättigt ist, dient dieser als Quelle der Bodenversalzung, was zu einer deutlichen Verringerung der Bodenfruchtbarkeit führt.

Vorkommen von Sylvit und Halit befinden sich im Mittleren Ural, in Weißrussland, in der Karpatenregion, in Sibirien usw.

Carnallit MgCl 2 KCl 6H 2 O ist ein Mineral, das zusammen mit Sylvit und Halit vorkommt. Aus Carnallit werden Magnesiummetall- und Kalidünger gewonnen.

Oxide sind Verbindungen verschiedener chemischer Elemente mit Sauerstoff oder mit Sauerstoff und Wasser. Dies sind weit verbreitete gesteinsbildende Mineralien. Die Klasse der Oxide wird in Gruppen eingeteilt: Siliziumoxide, Eisenoxide, Aluminiumoxide, Manganoxide.

Zur Gruppe der Siliziumoxide gehören Quarz, Chalcedon und Opal.

Quarz SiO 2 ist das am häufigsten vorkommende kristalline gesteinsbildende Mineral (ca. 65 % der Erdkruste besteht aus Quarz). Quarz zeichnet sich durch hohe Härte, ungleichmäßigen Bruch und fehlende Spaltung aus. Dieses Mineral ist Teil magmatischer (Granit usw.) und metamorpher (Gneise, Quarzite usw.) Gesteine. Bei der Verwitterung von Quarz und quarzhaltigem Gestein entstehen Kieselsteine, Schotter, Kies und verschiedene Sande (äolischer, wässriger, glazialer) Sand.

Chalcedon SiO 2 ist ein amorphes Mineral mit Mattglanz, wird aus wässrigen Lösungen gebildet, hat die Form von Knötchen, Knötchen, Stalaktiten und verschiedenen Farben. Als Ziermaterial werden verschiedene Chalcedonsorten (Feuerstein, Jaspis, Achat, Karneol) verwendet.

Opales SiO 2 · nH 2 O – wasserhaltiges Siliziumoxid. Es entsteht bei der Verwitterung von Silikaten sowie bei der chemischen Fällung aus Lösungen.

Zur Gruppe der Eisenoxide gehören Hämatit, Magnetit und Limonit.

Hämatit Fe 2 O 3 – rotes Eisenerz. Enthält etwa 65 % Eisen. Es wird als Erz in der Hochofenproduktion verwendet. Bildet Ablagerungen verschiedener genetischer Ablagerungsarten (magmatisch, metamorph, hydrothermal). Es kommt in der Verwitterungskruste in trockenen und heißen Klimazonen vor.

Magnetit oder magnetisches Eisenerz Fe 3 O 4 – eine Verbindung unterschiedlichen Ursprungs – magmatisch, hydrothermisch usw. Rohstoffe für die Verhüttung von Eisen und Stahl. Magnetit zeichnet sich durch Magnetismus, schwarze Farbe, metallischen Glanz und fehlende Spaltung aus.

Limonit 2Fe 2 O 3 ZN 2 O ist ein braunes Eisenerz, das hauptsächlich in den oberen Schichten der Erdkruste verbreitet ist und bei der Verwitterung von Magnetit und Hämatit sowie am Grund von Seen, Sümpfen und in Böden entsteht. Die Farbe ist am häufigsten zitronengelb, es kommt aber auch Schwarz vor. Wird zum Schmelzen von Eisen und Stahl verwendet.

Zur Gruppe der Aluminiumoxide gehören Bauxit und Hydrargillit (Gibbsit).

Bauxit Al 2 O 3 nH 2 O ist ein Mineral, dessen Wassergehalt variieren kann. Bauxit selbst hat die Formel Al 2 O 3 2H 2 O. Enthält es drei Wassermoleküle (Al 2 O 3 3H 2 O), dann heißt das Mineral Hydrargillit. Bauxit und Hydrargillit kommen zusammen mit Ton als erdige Masse vor. Mineralien haben eine weiße oder leicht gräuliche, rötliche, grünliche Farbe; entstehen bei der Hydrolyse von Alumosilikaten während der Bewitterung. Diese Mineralien sind das Haupterz für die Herstellung von Aluminiummetall.

Pyrolusit MnO 2 gehört zur Gruppe der Manganoxide. Dies ist das wichtigste Manganerz. Pyrolusit wird bei der Herstellung von Farben sowie zur Herstellung von Chlor und Sauerstoff verwendet. Mangan, das von Pflanzen als Spurenelement benötigt wird, gelangt über Pyrolusit in den Boden.

Salze von Sauerstoffsäuren werden in folgende Gruppen eingeteilt: Carbonate, Sulfate, Phosphate, Nitrate. Alle Mineralien dieser Klasse haben sehr wichtig an der Bodenbildung beteiligt und dienen als Rohstoffe für die Herstellung von Düngemitteln.

Carbonate sind Salze der Kohlensäure: Calcit, Magnesit, Dolomit, Siderit.

Calcit CaCO 3 ist Kalkerz, das nach dem Mahlen zur Kalkung saurer Böden verwendet wird. Sie werden auch in der Metallurgie, im Bauwesen, in der Optik usw. verwendet. Reine Calcitkristalle sind farblos, transparent und doppelbrechend (Islandspat). In Sedimentgesteinen hat Calcit eine weiße Farbe und kommt in Form von Kalk- und Kreideablagerungen vor. Es kann unterschiedlichen Ursprungs sein (hydrothermal, metamorph), entsteht aber am häufigsten bei der Ausfällung aus heißen und kalten Lösungen.

Magnesit MgCO 3 kommt in Form marmorartiger Massen von weißer, grauer oder brauner Farbe vor. Entsteht unter hydrothermalen Bedingungen oder bei der Verwitterung ultramafischer Gesteine. Sie werden bei der Herstellung von Zement und feuerfesten Steinen sowie in gemahlener Form zur chemischen Sanierung saurer Böden verwendet.

Dolomit CaMg(CO 3) 2 ist ein Doppelcarbonat aus Calcium und Magnesium sedimentären oder hydrothermalen Ursprungs. Es liegt in dichten körnigen Massen unterschiedlicher Farbe (weiß, gelb, grau und sogar schwarz). Es wird als feuerbeständiges Material in der Metallurgie und in der Landwirtschaft zur Kalkung saurer Böden verwendet.

Siderit FeCO 3 – Eisenspat, entsteht hydrothermisch durch die Wechselwirkung von Eisenlösungen mit Kalkgestein. Wird als Rohstoff für die Eisenproduktion verwendet.

Sulfate sind Salze der Schwefelsäure: Gips, Mirabilit usw.

Gips CaSO 4 2H 2 O ist ein Mineral sedimentären Ursprungs. Es hat eine weiße Farbe, kann aber bei Vorhandensein von Verunreinigungen grau, rosa oder blau sein. Gemahlener Gips wird zur Rekultivierung von Solonetzen und zur Reduzierung der Bodenalkalität verwendet. Gebrannter Gips (Alabaster) wird als Baumaterial und in der Medizin verwendet. Eine schöne Sorte faseriger Gips – Selenit – wird als verwendet Zierstein.

Mirabilit Na 2 SO 4 10H 2 O – Glaubersalz. Entsteht in Salzseen, wenn Wasser verdunstet. Bei Temperaturen über 33 °C entsteht wasserfreies Natriumsulfat – Thenardit. In der Medizin verwendet als medizinisches Produkt, wurde zur Herstellung von Limonade verwendet.

Phosphate sind Salze der Phosphorsäure: Apatit, Phosphorit, Vivianit.

Apatit gibt es in zwei Varianten: Fluorapatit – Ca 5 (PO 4) 3 F und Chlorapatit – Ca 5 (PO 4) 3 Cl. Es entsteht am häufigsten magmatisch, kann aber auch metamorphen Ursprungs sein. Kommt in Form einer kontinuierlichen körnigen Masse von grünlich-grauer, grüner, bläulicher und violetter Farbe vor. Große Ansammlungen sind mit alkalischen Gesteinen verbunden. Die wichtigste Apatitlagerstätte wird auf der Kola-Halbinsel (Apatity) erschlossen. Sie werden zur Herstellung des wichtigsten Phosphordüngers – Superphosphat – sowie zur Herstellung von Phosphorsäure und Phosphor verwendet.

Phosphorit Ca 3 (PO 4) 2 ist ein Mineral, das in Form von knötchenförmigen Ablagerungen und Platten zwischen Sedimentgesteinen vorkommt, aber auch magmatischen Ursprungs sein kann. Es zeichnet sich durch das Vorhandensein von Verunreinigungen aus Quarz, Feldspat, Glaukonit usw. aus. Enthält 12 bis 24 % P 2 O 5. Nach dem Mahlen kann es direkt als Phosphatdünger oder zur Herstellung von konzentrierten Düngemitteln verwendet werden.

Vivianit Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O ist ein weißes Mineral, das an der Luft blau oder blau wird und zwischen braunen Eisenerzen und in Form von Zwischenschichten in tiefliegenden Sümpfen vorkommt. Verunreinigungen dieses Minerals reichern Torf mit Phosphorverbindungen an, was den Wert von auf Torfbasis hergestellten Düngemitteln erhöht.

Nitrate sind Salze der Salpetersäure: Natriumnitrat, Kaliumnitrat.

Natriumnitrat NaNO 3 ist organischen Ursprungs und wird als Stickstoffdünger sowie zur Herstellung von Salpetersäure und Schießpulver verwendet.

Kaliumnitrat KNO 3 wird als Stickstoff-Kalium-Dünger verwendet.

Silikate und Alumosilikate machen 95 % der Masse der Erdkruste aus. Ein Drittel der Mineralien gehört zu dieser Klasse. Ihr Ursprung ist überwiegend magmatisch. Diese Mineralien zeichnen sich durch einen nichtmetallischen Glanz und eine geringe Dichte (leicht) aus. Silikate und Alumosilikate bestimmen alle Eigenschaften von Böden: physikalische, chemische und biologische.

Olivin (Mg, Fe)2SiO 4 ist ein gesteinsbildendes Magnesium-Eisen-Mineral. In Basalten und Duniten kommt es in Form dunkelgrünlich-gelber Körner vor. Bei chemischer Verwitterung entsteht Kieselsäure, Magnesiumcarbonat und Eisenhydroxid. Wird zur Herstellung von feuerfesten Steinen und Schmuck verwendet.

Feldspäte machen etwa 50 % der Masse der Erdkruste aus und gehören zu den häufigsten Mineralien. Ihre Entstehung ist mit der Kristallisation von Magma verbunden, daher kommen sie am häufigsten in magmatischen Gesteinen vor, seltener in Schiefer, Konglomeraten und Sandsteinen. Bei der Verwitterung entstehen aus Feldspäten Sekundärmineralien (u. a. Ton), Kieselsäure und Karbonate. Von der chemischen Zusammensetzung her handelt es sich um Alumosilikate aus Kalium, Natrium und Calcium. Sie werden in Kalium-Natrium-Feldspat (Orthoklas, Mikroklin) und Kalk-Natrium-Feldspat (Plagioklas) unterteilt. Orthoklas K(AlSi 3 O 8) kommt häufig in sauren magmatischen Gesteinen vor. Bei der chemischen Verwitterung entstehen aus Orthoklas Kaolintone. Mikroklin hat die gleiche chemische Zusammensetzung wie Orthoklas, unterscheidet sich jedoch in der Struktur des Kristallgitters. Plagioklase sind in ihrer chemischen Zusammensetzung isomorphe Mischungen aus Albit Na(AlSi 3 O 10) und Anorthit Ca(Al 2 Si 2 O 8). Feldspäte haben normalerweise eine weiße Farbe.

Glimmer sind weit verbreitete schichtförmige Alumosilikate. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden sie zwischen Kaliumglimmern, zum Beispiel Muskovit KAl 2 (AlSi 3 O 10), und Magnesium-Eisen-Glimmern, zum Beispiel Biotit K(Mg, Fe) 3 (OH) 2. Muskovit ist farbloser Glimmer, Biotit ist schwarzer Glimmer. Bei der Verwitterung und Zersetzung dieser Mineralien entstehen Seifen, die bei Erosionsvorgängen durch Wasser in Vertiefungen im Relief transportiert werden. Glimmer wird zur Herstellung feuerfester Baustoffe und in der Elektroindustrie verwendet.

Kohlenwasserstoffverbindungen: Öl, Ozokerit, Torf, fossile Kohlen. Diese Verbindungen werden aus abgestorbenen Pflanzen und Tieren gebildet.

Sekundärmineralien entstehen bei der Verwitterung von Primärmineralien. Sekundärmineralien sind in der Natur weit verbreitet und Hauptbestandteil vieler Sedimentgesteine ​​– Moränen, Löss und Böden. Die wichtigsten Eigenschaften von Böden hängen mit ihrem Inhalt zusammen: Aufnahmefähigkeit, physikalische und mechanische Eigenschaften (Quellung, Viskosität, Härte usw.). In den meisten Böden wird der Tonanteil von kristallisierten Tonmineralien dominiert, die zur Unterklasse der Schichtsilikate gehören. Zu den häufigsten Tonmineralien gehören: Montmorillonit, Kaolinit, Hydromicas, Beidellit, Nontronit usw.

Montmorillonit liegt in einem fein zerkleinerten Zustand vor und nimmt bei Befeuchtung stark an Volumen zu. Bei einem hohen Anteil im Boden bewirkt es ein hohes Absorptionsvermögen sowie eine hohe Viskosität im nassen Zustand und eine hohe Härte im trockenen Zustand. Aus Montmorillonit bestehende Tone werden in der Industrie zur Reinigung von Flüssigkeiten von suspendierten Verunreinigungen verwendet.

Kaolinit bildet dichte Kaolinit-Tonmassen, die weiß, gelblich oder grau gefärbt sind. Es unterscheidet sich vom Montmorillonit dadurch, dass es bei Befeuchtung nicht aufquillt und eine geringe Absorptionsfähigkeit aufweist. Kaolinit-Tone werden in der Porzellan- und Steingutindustrie verwendet.

Hydromicas entstehen bei der Verwitterung von Glimmer und sind in Böden weit verbreitet. Man findet sie meist gemischt mit Kaolinit und anderen Tonmineralien. Die Struktur ähnelt Montmorillonit.

Andere Sekundärmineralien (Beidellit, Nontronit) kommen neben Montmorillonit in Sedimentgesteinen und Böden vor.

Felsen. Der Boden besteht aus festen Partikeln, Bodenlösung (Wasser mit darin gelösten Stoffen), Bodenluft und lebenden Organismen. Die feste Phase des Bodens umfasst Mineralien, die 90 bis 99 % oder mehr seiner Masse ausmachen. Der mineralische Teil des Bodens besteht aus Gesteinen.

Gesteine ​​bestehen aus Mineralien in einer bestimmten Kombination. Abhängig von den Bildungsbedingungen, alles Felsen werden in drei Gruppen eingeteilt: magmatische, metamorphe und sedimentäre. Jeder Stein hat seine eigenen charakteristischen Merkmale. Äußere Eigenschaften werden durch Struktur und Textur bestimmt. Sie werden zur Identifizierung von Gesteinen verwendet.

Die Struktur eines Gesteins hängt von der Form, Größe und der Art der Verschmelzung seiner Mineralbestandteile ab. Magmatisches Tiefengestein besteht aus kristallinen Mineralkörnern und hat eine körnige Struktur. Die ausgebrochenen magmatischen Gesteine ​​sind eine einheitliche (nichtkristalline) glasartige Masse mit einem Muschelbruch.

Die Textur (Zusammensetzung) charakterisiert seine Lage im Gestein Komponenten. Texturen, die aus homogenen Mineralien ohne bestimmte räumliche Ausrichtung bestehen, werden als homogen bezeichnet. Eine heterogene Textur ist charakteristisch für Schiefergesteine, die aus dünnen Platten bestehen.

Die Farbe von Gesteinen wird durch die chemische Zusammensetzung und die Farbe der darin enthaltenen Mineralien bestimmt.

Magmatisches Gestein entsteht aus geschmolzenem Magma. Wenn die Abkühlung des Magmas langsam und in großen Tiefen erfolgte, bildeten sich tief liegende oder intrusive Gesteine, die sich durch eine kristalline Struktur und mangelnde Porosität auszeichnen (Granit, Syenit, Diorit, Gabbro, Labradorit, Peridotit, Dunit). . Wenn Magma an die Oberfläche strömte und schnell abkühlte, bildeten sich Erguss- oder Ergussgesteine. Sie haben keine kristalline Struktur, da die schnelle Abkühlung des Magmas nicht zur Bildung von Kristallen (Basalt, Diabas, Andesit, Liparit) führt.

Alle magmatischen Gesteine ​​werden je nach Gehalt an Siliciumdioxid SiO 2 in saure (über 65 %), mittlere (52...65 %), basische (40...52 %) und ultrabasische (weniger als 40) unterteilt %).

Die häufigsten magmatischen Gesteine ​​sind Granite, Syenite, Diorite, Andesite, Gabbros, Diabas und Basalte.

Granite sind saure Tiefengesteine, die aus Kalium-Natrium-Feldspäten, Quarz, Glimmer und Hornblende bestehen. Granite haben eine vollkristalline Struktur, graue, rosa, rote Farbe. Weit verbreitet in allen Gebirgssystemen sowie im Bereich des baltischen Kristallschildes (Kola-Halbinsel, Karelien) und der ukrainischen Kristallplatte (Wolyn-Podolsk- und Asowsches Hochland).

Syenite sind tiefliegende Mittelgesteine, in denen Feldspäte vorherrschen. Im Gegensatz zu Granit fehlt ihnen Quarz, sie enthalten aber mehr Hornblende und Augit.

Diorite sind tief liegende mittlere Gesteine. Sie unterscheiden sich von Syeniten durch ihren höheren Gehalt (ca. 35 %) an farbigen Mineralien (Hornblende, Augit, Biotit).

Andesit ist ein effusives Zwischengestein bestehend aus Plagioklas, Pyroxenen und Hornblende.

Gabbro ist ein tief liegendes Grundgestein mit kristalliner körniger Struktur, oft mit sehr großen Kristallen. Sie haben eine dunkle oder dunkelgraue Farbe. Diabasen ähneln in ihrer mineralogischen Zusammensetzung Gabbro.

Basalte sind ergiebige mafische Gesteine, die aus Plagioklas, Magnetit und Apatit bestehen. Basalte sind im Fernen Osten und in Sibirien weit verbreitet. Sie haben eine schwarze Farbe und ähneln in ihrer chemischen Zusammensetzung Gabbro.

Metamorphe Gesteine ​​entstehen aus magmatischen oder sedimentären Gesteinen tief im Erdinneren Bluthochdruck und hohe Temperatur. Wenn sich die Erdkruste verformt, sinken Gesteine. Unter dem Einfluss einseitiger Kompression und erhöhter Temperatur können Gesteine ​​​​durch Rekristallisation eine Schieferung, also eine lamellare Zusammensetzung (Schiefer), annehmen.

Zu den metamorphen Gesteinen gehören Gneise, Schiefer, Marmor, Hornfels usw.

Gneise zeichnen sich durch Schieferung und kristalline Struktur aus. Kommt häufig in Gebieten mit Granitverbreitung vor, die mit Übergangsgesteinen – Granitgneisen – verbunden sind. Gneise werden sowohl aus magmatischen als auch aus Sedimentgesteinen gebildet.

Schiefer haben eine lamellare Struktur und lassen sich leicht in paralleler Richtung spalten. Sie sind lehmig, brennbar, Glimmer usw.

Schiefer sind umgewandelte, schieferartige Tone von dunkelgrauer Farbe.

Murmeln sind dichte kristalline Gesteine, die aus lockerem Kalkstein gebildet werden. Beim Eintauchen in das Erdinnere schmelzen Kalksteine, beim Aufstieg an die Oberfläche kühlen sie ab und kristallisieren. Weißer Marmor besteht aus reinem Kalkstein oder Kreide. Verunreinigungen durch Eisenoxide verleihen dem Marmor eine rote Farbe, kohlenstoffhaltige Stoffe verleihen ihm eine dunkelgraue Farbe.

Sedimentgesteine ​​entstanden durch Wiederablagerung von Verwitterungsprodukten magmatischer Gesteine. In den meisten Teilen der Welt wurden Böden auf Sedimentgesteinen gebildet.

Je nach Entstehungsmethode werden alle Sedimentgesteine ​​in drei Gruppen eingeteilt: mechanische, chemische und organogene.

Mechanische oder klastische Gesteine ​​entstanden beim mechanischen Mahlen (Zerkleinern) verschiedener Gesteine ​​unter dem Einfluss thermischer Verwitterung sowie bei deren Zerstörung durch Gletscher und Schneewasser.

Eluvium sind Verwitterungsprodukte, die am Ort ihrer Entstehung verbleiben. Dieses Material besteht aus Fragmenten unterschiedlicher Größe. In bergigem Gelände kommt Eluvium in Höhenlagen vor. Auf Eluvium gebildete Böden zeichnen sich durch geringe Fruchtbarkeit, geringe Mächtigkeit sowie Kies- und Felsigkeit aus.

Bei Kolluvium handelt es sich um lockere Verwitterungsprodukte, die bei Regen und Schneeschmelze im Frühling von vorübergehenden kleinen Wasserströmen getragen werden, die die Hänge hinunterfließen. Dieses feine Erdmaterial wird am Fuß und an der Unterseite von Böschungen abgelagert. Auf kolluvialen Ablagerungen bilden sich fruchtbare Böden. In den Bergen sind temporäre Strömungen sehr stark und tragen zusammen mit Feinerde große Trümmer mit sich. Dabei entstehen unsortierte Sedimente, sogenannte Proluvium.

Alluvium sind Ablagerungen permanenter Wasserströme von Flüssen. Diese Ablagerungen entstehen in Flusstälern und zeichnen sich durch Schichtung und Sortierung aus.

Seesedimente - Sapropel, Schluff, Mergel. Sie zeichnen sich durch eine dünne Schichtung aus.

Moorablagerungen bestehen aus Torf und Moorschlamm.

Meeressedimente finden sich im kaspischen Tiefland an der Küste nördliche Meere. Diese Gesteine ​​sind sortiert, geschichtet und enthalten Salze. Auf Meeressedimenten bilden sich salzhaltige Böden.

Äolische Ablagerungen entstehen, wenn sandiges Material durch den Wind transportiert und abgelagert wird. Sandablagerungen nehmen große Gebiete in Wüsten ein und bilden Landformen wie Dünen, Dünen und Hügel.

Auf den weiten Ebenen sind vor allem Sedimente des Quartärs – glaziale Ablagerungen – verbreitet. Sie entstanden durch antike Vereisungen des Quartärs. Am häufigsten sind Moränen, fluvioglaziale Sande und Decklehme.

Moräne – unsortierte, heterogene Ablagerungen, die nach dem Rückzug des kontinentalen Eises zurückbleiben. Die Farbe der Moränen ist rotbraun, seltener gelbbraun. Bei ständiger Staunässe vergilbt die Moräne und die Farbe wird graugrau. Diese Felsen enthalten Felsbrocken. Es gibt fennoskandische Nicht-Karbonat-Aluminosilikat-Moränen mit Granitblöcken und Karbonat-Moränen. Auf Nichtkarbonatmoränen bilden sich podzolische, geröllige, saure Böden mit geringer Fruchtbarkeit. Karbonatmoränen (oder lokale Moränen) kommen an Orten in den nordwestlichen Regionen der Nicht-Schwarzerde-Zone Russlands (Leningrad, Pskow, Nowgorod, Wologda usw.) vor. Diese Gesteine ​​ergeben ziemlich nährstoffreiche Böden mit einer neutralen oder leicht alkalischen Reaktion.

Fluvioglaziale oder fluvioglaziale Sande wurden durch schnell fließendes Gletscherschmelzwasser transportiert und hinter dem Gletschergebiet abgelagert. Diese sandigen und sandig-kiesigen Ablagerungen enthalten weder Geröll noch Karbonate. Besonders verbreitet sind solche Ablagerungen im Polesie- und Meshchera-Tiefland. Auf fluvioglazialen Sanden bilden sich Böden mit geringer Fruchtbarkeit, die arm an Humus und Nährstoffen sind. Wenn diese Sande von Ton unterlegt sind, kommt es zu einer Bodenüberschwemmung, die häufig in geschlossenen Senken in Polesie und Meshchera beobachtet wird.

Decklehm wurde in flachen periglazialen Bereichen aus langsam fließenden Gewässern abgelagert. Sie bedecken die Moräne, was sich auch in ihrem Namen widerspiegelt. Decklehme sind bräunlich-gelb sortierte Gesteine; sie enthalten keine Gerölle und bestehen aus schluffigen Lehmen einheitlicher Zusammensetzung. Decklehm quillt bei Befeuchtung auf und platzt beim Trocknen in prismatische und nussige Stücke. Sie zeichnen sich durch eine geringe Wasserdurchlässigkeit, eine hohe Feuchtigkeitskapazität und die Fähigkeit aus, Wasser durch Kapillaren in große Höhen (3...4 m) zu heben. Auf den Decklehmen bildeten sich podzolische und sod-podzolische Böden.

Löss ist ein Gestein, das südlich von glazialen und fluvio-glazialen Ablagerungen vorkommt. Es zeichnet sich durch eine homogene schlammig-lehmige Zusammensetzung (mit überwiegend Partikeln von 0,05 bis 0,01 mm), Karbonatgehalt und Porosität aus.

Die Mächtigkeit des Lösses beträgt 10...11m. Löss ist das beste bodenbildende Gestein. Allerdings werden sie vom Wasser leicht weggespült und bilden steile Wände, was bei der Entwicklung von Erosionsschutzmaßnahmen berücksichtigt werden muss.

Lössartige Lehme nehmen sowohl geographisch als auch flächenmäßig eine Zwischenstellung zwischen Löss und Decklehmen ein. Sie enthalten weniger Karbonate als Löss und die Porosität ist weniger ausgeprägt. Auf lössartigen Lehmen bilden sich graue Waldböden und Schwarzerde.

Chemische Gesteine ​​entstehen durch die Ablagerung von Stoffen am Boden von Reservoirs aus Lösungen infolge chemischer Reaktionen oder Änderungen der Wassertemperatur. Karbonatgesteine ​​entstehen auf dem Meeresboden teilweise durch die damit verbundene Ausfällung von Kalziumkarbonat aus dem Wasser Flusswasser. Der größte Teil des Kalziumkarbonats lagert sich ab Meeresboden ist ein Produkt der Aktivität bestimmter Mikroorganismen. So kam es in der Kreidezeit des Mesozoikums zu Kalkablagerungen durch mikroskopisch kleine Testamöben (Foraminiferen etc.). Bei der Beschreibung der Mineralien werden Chlorid- (Halit, Sylvit usw.) und Sulfatvorkommen berücksichtigt.

Organogene Gesteine ​​bestehen aus Abfallprodukten von Tieren und Pflanzen sowie deren unzersetzten Überresten (Torf). Viele Karbonatgesteine ​​(Korallenkalk, Muschelkalk usw.) entstehen unter Beteiligung von Organismen, deren Skelett oder Schutzhülle Kalziumkarbonat enthält.

Natürliche und künstliche Mineralien. Primäre und sekundäre Mineralien.

Mineral (von lat. minerala – Erz)- Dies ist ein natürlicher Körper mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur, der durch natürliche physikalische und chemische Prozesse entsteht, die auf der Oberfläche und in den Tiefen der Erde, des Mondes und anderer Planeten ablaufen und bestimmte physikalische, mechanische und mechanische Eigenschaften besitzen chemische Eigenschaften; normalerweise ein Bestandteil von Gesteinen, Erzen und Meteoriten. Ein Mineral ist normalerweise eine natürliche chemische Verbindung von Elementen oder ein natives Element, das unter bestimmten physikalischen und chemischen Umweltbedingungen entsteht.

Mineralogie ist die Lehre von Mineralien. Die Mineralogie untersucht die Zusammensetzung, die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Mineralien, ihren Ursprung, Veränderungs- und Umwandlungsprozesse in andere Mineralien sowie die Beziehungen einiger Mineralien zu anderen in Mineralvorkommen oder Gesteinen.

Der Begriff „Mineral“ bezeichnet eine feste natürliche anorganische kristalline Substanz. Aber manchmal wird es in einem breiteren Kontext betrachtet und einige organische, amorphe und andere natürliche Produkte als Mineralien klassifiziert.

Einige Naturstoffe, die unter normalen Bedingungen flüssig sind, gelten ebenfalls als Mineralien (z. B. natives Quecksilber, das bei niedrigeren Temperaturen in einen kristallinen Zustand übergeht). Wasser hingegen wird nicht als Mineral eingestuft, da es sich um einen flüssigen Zustand (Schmelze) des Mineraleises handelt.

Einige organische Stoffe – Öl, Asphalt, Bitumen – werden oft fälschlicherweise als Mineralien eingestuft oder in eine spezielle Klasse „organischer Mineralien“ eingeordnet, deren Machbarkeit höchst umstritten ist.

Einige Mineralien liegen in einem amorphen Zustand vor und haben keine kristalline Struktur. Mineralien, die äußerlich die Form von Kristallen haben, sich aber in einem amorphen, glasartigen Zustand befinden, werden als Metamikt bezeichnet. Beispielsweise ist Speisesalz eindeutig kristallin, während Opal amorph ist. In Mineralien mit kristalliner Struktur befinden sich Elementarteilchen (Atome, Moleküle) in einer bestimmten Richtung und in einem bestimmten Abstand voneinander und bilden ein Kristallgitter. In einer amorphen Substanz sind diese Partikel chaotisch angeordnet. Seine grundlegenden physikalischen Eigenschaften (Härte, Spaltbarkeit, Sprödigkeit, kristallographische äußere Form usw.) hängen von der inneren Struktur eines Minerals (kristallin oder amorph) ab. Und sie wiederum gehören zu den wichtigsten diagnostischen Merkmalen von Mineralien.

Die Zusammensetzung der Mineralien wird durch ihre ausgedrückt chemische Formel- empirisch, semiempirisch, kristallchemisch. Die empirische Formel spiegelt nur die Beziehung zwischen einzelnen Elementen in Mineralien wider. Darin sind die Elemente von links nach rechts angeordnet, wenn die Anzahl ihrer Gruppen im Periodensystem zunimmt, und für Elemente einer Gruppe – wenn ihre Seriennummern abnehmen, d.h. wenn ihre Festigkeitseigenschaften zunehmen.

Derzeit wurden mehr als 3.000 Mineralien in der Natur gefunden und untersucht, sie sind jedoch nicht gleichmäßig verteilt. Jedes Jahr werden etwa 30 Arten von ihnen entdeckt, von denen nur wenige Dutzend weit verbreitet sind, der Rest ist selten. Am weitesten verbreitet sind sauerstoff-, silizium- und aluminiumhaltige Mineralien, da diese Elemente mit 82,58 % in der Erdkruste überwiegen.

Mineralien werden nach dem Ort ihrer ersten Entdeckung benannt, zu Ehren bedeutender Mineralogen, Geologen und Wissenschaftler anderer Fachgebiete, berühmter Mineraliensammler, Reisender, Astronauten, öffentlicher und politischer Persönlichkeiten der Vergangenheit und Gegenwart, entsprechend einigen charakteristischen physikalischen Eigenschaften oder chemische Zusammensetzung. Das letztgenannte chemische Prinzip wird besonders empfohlen, und die meisten in den letzten Jahrzehnten entdeckten Mineralien enthalten bereits im Namen Informationen über ihre chemische Zusammensetzung.

Versuche, Mineralien auf verschiedenen Grundlagen zu systematisieren, wurden bereits in der Antike unternommen. In der modernen Mineralogie gibt es viele verschiedene Varianten der mineralogischen Taxonomie. Die meisten von ihnen basieren auf einem strukturchemischen Prinzip. Die am weitesten verbreitete Klassifizierung basiert auf der chemischen Zusammensetzung und der Kristallstruktur. Stoffe desselben chemischen Typs haben oft eine ähnliche Struktur, daher werden Mineralien zunächst anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in Klassen und dann anhand ihrer strukturellen Eigenschaften in Unterklassen eingeteilt.

Mineralien werden nach ihrer Herkunft klassifiziert. primär und sekundär.

Zu den Primärmineralien zählen solche, die erstmals in der Erdkruste oder an ihrer Oberfläche bei der Kristallisation von Magma entstehen. Zu den häufigsten Mineralien gehören Quarz, Feldspat und Glimmer, die in Vulkankratern Granit oder Schwefel bilden.

Sekundärmineralien entstehen unter normalen Bedingungen aus den Produkten der Zerstörung primärer Mineralien durch Witterungseinflüsse, bei der Ausfällung und Kristallisation von Salzen aus wässrigen Lösungen oder als Folge der lebenswichtigen Aktivität lebender Organismen. Dies sind Kochsalz, Gips, Sylvit, Brauneisenerz und andere.

So reich und vielfältig die Welt der Mineralien auch ist, sie ist es nicht immer Du kannst sie bekommen in ausreichender Menge und erforderlicher Qualität. Die Menschen benötigen oft nicht irgendwelche Mineralien, sondern nur solche, die den ständig wachsenden Anforderungen der Metallurgie, der Elektro- und Funktechnik, der optisch-mechanischen Industrie, des Präzisionsinstrumentenbaus und anderer Industrien gerecht werden. Die Anforderungen, die die Volkswirtschaft an Mineralien stellt, sind oft sehr hoch: ein hoher Grad an chemischer Reinheit, Transparenz, perfekter Schnitt usw. Und natürlich ist die Natur nicht immer in der Lage, diese Anforderungen zu erfüllen. Daher beschränkt sich der Mensch nicht nur auf die Gewinnung natürlicher Mineralien, sondern sucht ständig nach Wegen und Mitteln, um künstliche Mineralien zu gewinnen, die den natürlichen Mineralien in ihren Eigenschaften nicht nur nicht unterlegen, sondern sogar überlegen sind. Die Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie ermöglicht es uns jedes Jahr, tiefer in die Geheimnisse der Mineralienwelt einzudringen. Der Mensch hat gelernt, einzigartige Geräte zu schaffen, die es ermöglichen, Mineralien zu gewinnen, deren Qualität nicht nur den in den Tiefen der Erde geborenen Mineralien in nichts nachsteht, sondern auch neue, bisher unbekannte Mineralien zu produzieren, oft mit sehr wertvollen und originellen Eigenschaften.

Durch künstliche Mittel (Synthesemethode) ist es möglich, Mineralien zu gewinnen, die unter natürlichen Bedingungen vorkommen (Diamant, Korund, Quarz usw.), und Mineralien, die unter natürlichen Bedingungen nicht unabhängig voneinander vorkommen (Alit, Belit usw.), aber sind in verschiedenen technischen Produkten wie Zementen, feuerfesten Materialien usw. enthalten. Derzeit werden für industrielle Zwecke eine Reihe von Mineralien gewonnen, die in der Natur selten vorkommen, aber wertvolle Eigenschaften aufweisen (Fluorit, Korund usw.).

Methoden zur Synthese natürlicher Mineralien lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

1) Synthese unter Normaldruckbedingungen durchgeführt.

2) Synthese bei erhöhten Drücken durchgeführt.

Derzeit läuft die Herstellung künstlicher Mineralien auf folgende Prozesse hinaus:

1) Schmelzkristallisation;

2) Reaktionen, an denen Gaskomponenten beteiligt sind;

3) Gewinnung von Mineralien in Gegenwart wässriger Lösungen;

4) Gewinnung von Mineralien durch Reaktion in einem festen Medium.

Die praktische Bedeutung der Mineralsynthese hat in den letzten Jahren dramatisch zugenommen. Dennoch ist die Bedeutung künstlicher Mineralien noch relativ gering. Die Hauptrolle spielen natürliche Mineralien – die Hauptlieferanten vieler Metalle für die Industrie

Mineralien sind weit verbreitet Anwendung V moderne Welt. Etwa 15 % aller bekannten Mineralarten werden in Technik und Industrie genutzt. Mineralien sind als Quellen aller Metalle und anderer chemischer Elemente (Eisen- und Nichteisenmetallerze, seltene Elemente und Spurenelemente, landwirtschaftliche Erze, Rohstoffe für die chemische Industrie) von praktischem Wert. Die technischen Anwendungen vieler Mineralien basieren auf ihren physikalischen Eigenschaften.

Als Schleifmittel und Anti-Schleifmittel werden harte Mineralien (Diamant, Korund, Granat, Achat usw.) verwendet; Mineralien mit piezoelektrischen Eigenschaften (Quarz usw.) – in der Funkelektronik; Glimmer (Muskowit, Phlogopit) – in der Elektro- und Funktechnik (aufgrund ihrer elektrischen Isoliereigenschaften);

Asbest – als Wärmeisolator;

Talk – in der Medizin und in Gleitmitteln;

Quarz, Fluorit, Islandspat – in der Optik;

Quarz, Kaolinit, Kalium Feldspat, Pyrophyllit – in Keramik;

Magnesit, Forsterit – als feuerfeste Magnesiamaterialien usw.

Eine Reihe von Mineralien sind Edel- und Ziersteine. In der Praxis der geologischen Erkundung werden häufig mineralogische Prospektionen und die Bewertung von Mineralvorkommen eingesetzt.

Über die Unterschiede zwischen physischen und chemische Eigenschaften Mineralien (Dichte, magnetische, elektrische, Oberflächen-, radioaktive, lumineszierende und andere Eigenschaften) sowie Farbkontraste werden als Grundlage für Methoden der Erzanreicherung und Mineraltrennung sowie geophysikalische und geochemische Methoden der Prospektion und Exploration von Mineralvorkommen verwendet .

Die industrielle Synthese von Einkristallen künstlicher Analoga einer Reihe von Mineralien für die Radioelektronik-, Optik-, Schleif- und Schmuckindustrie wird in großem Maßstab durchgeführt.

Bis heute sind mehr als 4.000 Mineralien bekannt. Jedes Jahr werden mehrere Dutzend neue Mineralarten entdeckt und mehrere „geschlossen“ – sie beweisen, dass ein solches Mineral nicht existiert.

Viertausend Mineralien sind nicht viel im Vergleich zur Zahl der bekannten anorganischen Verbindungen (mehr als eine Million).

Alle Entstehungsprozesse von Mineralien und Gesteinen lassen sich in drei Gruppen einteilen:

A. Endogene (interne) oder, wie sie oft genannt werden, hypogene (tiefe) Prozesse, die aufgrund der inneren Wärmeenergie des Globus ablaufen.

B. Exogene (äußere) oder hypergene (Oberflächen-)Prozesse, die auf der Erdoberfläche hauptsächlich unter dem Einfluss von Sonnenenergie ablaufen.

B. Metamorphe (metamorphogene) Prozesse, die mit der Degeneration zuvor gebildeter Mineralverbände (sowohl exogener als auch endogener) infolge sich ändernder physikalisch-chemischer Bedingungen verbunden sind, wobei Druck- und Temperaturänderungen den Hauptplatz einnehmen.

Der Begriff „Mineral“ bezeichnet eine feste natürliche anorganische kristalline Substanz. Manchmal wird es jedoch in einem ungerechtfertigt erweiterten Kontext betrachtet und bezieht sich auf Mineralien, einige organische, amorphe und andere Naturprodukte, insbesondere auf einige Gesteine, die im strengen Sinne nicht als Mineralien klassifiziert werden können.

• Einige Naturstoffe, die unter normalen Bedingungen flüssig sind (z. B. bei niedrigerer Temperatur in einen kristallinen Zustand übergehen), gelten ebenfalls als Mineralien. Wasser hingegen wird nicht als Mineral eingestuft, da es sich um einen flüssigen Zustand (Schmelze) des Mineraleises handelt.
• Einige organische Stoffe – Öl, Asphalt, Bitumen – werden oft fälschlicherweise als Mineralien eingestuft oder in eine Sonderklasse „organische Mineralien“ eingeordnet, deren Durchführbarkeit höchst umstritten ist.
• Einige Mineralien liegen in einem amorphen Zustand vor und haben keine kristalline Struktur. Dies gilt vor allem für die sogenannten. metamikte Mineralien, die die äußere Form von Kristallen haben, aber aufgrund der Zerstörung ihres ursprünglichen Kristallgitters unter dem Einfluss harter radioaktiver Strahlung der in ihrer Zusammensetzung enthaltenen radioaktiven Elemente (U, Th, usw.). Es gibt eindeutig kristalline Mineralien, amorphe Metakolloide (z. B. Opal, Lechatelierit usw.) und metamische Mineralien, die die äußere Form von Kristallen haben, sich jedoch in einem amorphen, glasartigen Zustand befinden.

„Ein Mineral ist ein chemisch und physikalisch individualisiertes Naturprodukt physikalisch-chemische Reaktion, befindet sich in einem kristallinen Zustand“ (Godovikov A. A., „Mineralogy“, M., „Nedra“, 1983).

Klassifizierung von Mineralien

Es gibt viele Klassifizierungen von Mineralien. Die meisten von ihnen basieren auf einem strukturchemischen Prinzip.

Entsprechend ihrer Häufigkeit lassen sich Mineralien in gesteinsbildende Mineralien – die die Grundlage der meisten Gesteine ​​bilden, und akzessorische Mineralien –, die häufig in Gesteinen vorkommen, aber selten mehr als 5 % des Gesteins ausmachen, einteilen, deren Vorkommen selten ist seltene oder wenige Erzmineralien, die in Erzvorkommen weit verbreitet sind.

Die am weitesten verbreitete Klassifizierung basiert auf der chemischen Zusammensetzung und der Kristallstruktur. Stoffe desselben chemischen Typs haben oft eine ähnliche Struktur, daher werden Mineralien zunächst anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in Klassen und dann anhand ihrer strukturellen Eigenschaften in Unterklassen eingeteilt.
Die derzeit allgemein anerkannte kristallchemische Klassifizierung von Mineralien unterteilt sie alle in KLASSEN und sieht so aus:

I. Abschnitt Native Elemente und intermetallische Verbindungen

II. Kapitel Sulfide, Sulfosalze und ähnliche Verbindungen

• 1 Klasse Sulfide und ähnliche Verbindungen
• 2. Klasse Sulfosalze

III. Kapitel Halogenidverbindungen (Halogenide)

• 1 Klasse Fluoride
• 2. Klasse Chloride, Bromide und Jodide

IV. Kapitel Oxide (Oxide)

• 1 Klasse Einfache und komplexe Oxide
• 2. Klasse Hydroxide oder hydroxylhaltige Oxide

V. Abschnitt Sauerstoffsalze (Oxysalze)

• 1 Klasse Nitrate
• 2. Klasse Karbonate
• 3. Klasse Sulfate
• 4. Klasse Chromate
• 5. Klasse Wolframate und Molybdate
• 6. Klasse Phosphate, Arsenate und Vanadate
• 7. Klasse Borate
• 8. Klasse Silikate
  • A. Inselsilikate.
  • B. Kettensilikate.
  • B. Bandsilikate.
  • D. Schichtsilikate.
  • D. Gerüstsilikate.

VI. Kapitel Organische Verbindungen

Eigenschaften von Mineralien

Die wichtigsten Eigenschaften von Mineralien sind ihre kristallchemische Struktur und Zusammensetzung. Alle weiteren Eigenschaften von Mineralien ergeben sich daraus oder sind mit ihnen verbunden. Die wichtigsten Eigenschaften von Mineralien, die diagnostische Anzeichen sind und deren Bestimmung ermöglichen, sind folgende:

• Kristallgewohnheit. Wird durch visuelle Inspektion bestimmt; kleine Proben werden mit einer Lupe untersucht
• Glanz ist ein Lichteffekt, der durch die Reflexion eines Teils des auf ein Mineral fallenden Lichtstroms entsteht. Hängt vom Reflexionsvermögen des Minerals ab.
• Spaltung ist die Fähigkeit eines Minerals, sich entlang bestimmter kristallographischer Richtungen zu spalten.
• Bruch ist die Spezifität der Oberfläche eines Minerals auf einem frischen, nicht geschmolzenen Splitter.
• Farbe ist ein Zeichen, das einige Mineralien eindeutig charakterisiert (grüner Malachit, blauer Lapislazuli, roter Zinnober) und bei einer Reihe anderer Mineralien sehr trügerisch ist, deren Farbe je nach Vorhandensein von chromophoren Verunreinigungen in einem weiten Bereich variieren kann Elemente oder spezifische Defekte in der Kristallstruktur (Fluorite, Quarz, Turmaline).
• Die Merkmalsfarbe ist die Farbe eines Minerals in einem feinen Pulver, die normalerweise durch Kratzen der rauen Oberfläche eines Porzellanbiskuits bestimmt wird.
• Magnetität – hängt vom Gehalt an hauptsächlich zweiwertigem Eisen ab, der mit einem herkömmlichen Magneten erfasst wird.
• Anlauffarben ist ein dünner farbiger oder mehrfarbiger Film, der sich aufgrund von Oxidation auf der verwitterten Oberfläche einiger Mineralien bildet.
• Unter Zerbrechlichkeit versteht man die Festigkeit von Mineralkörnern (Kristallen), die bei der mechanischen Spaltung zum Vorschein kommt. Zerbrechlichkeit wird manchmal mit Härte in Verbindung gebracht oder verwechselt, was nicht stimmt. Andere sehr harte Mineralien können sich leicht spalten, d.h. zerbrechlich sein (wie Diamant)

Diese Eigenschaften von Mineralien lassen sich vor Ort leicht bestimmen.

Vielzahl von Mineralien

Bis heute sind mehr als 4.000 Mineralien bekannt. Jedes Jahr werden mehrere Dutzend neue Mineralarten entdeckt und mehrere „geschlossen“ – sie beweisen, dass ein solches Mineral nicht existiert.

Viertausend Mineralien sind nicht viel im Vergleich zur Zahl der bekannten anorganischen Verbindungen (mehr als eine Million). Geologen erklären die geringe Menge an Mineralien mit folgenden Gründen:

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