Минералогия. Основы минералогии

Минералогия это наука, исследующая природные химические соединения, называемые минералами, а именно их свойства, состав, структуру и условия генезиса. Это одна из базовых геологических дисциплин.

История науки

Минералогия является древнейшей среди геологических наук. Она появилась намного раньше, чем геология сформировалась в качестве самостоятельного научного направления. Первые минералогические наблюдения относятся к античным временам. Впервые они встречаются в трудах Аристотеля, где он выделил группу металлоидов как подобных металлам образований и классифицировал минералы на руды и камни. Теофраст описал в практическом аспекте 16 минеральных видов, разделив их на камни, металлы и земли. Позже Плиний Старший собрал в четырех трактатах все доступные в то время данные о минералах.

В средневековье развитие геологических наук наиболее интенсивно происходило в арабских странах. Одним из выдающихся ученых в данной сфере является Бируни. Он создал описания драгоценных камней , впервые используя физические параметры такие как относительная твердость и удельный вес. В те же времена Ибн-Сина классифицировал известные минералы на растворимые (соли), земли и камни, горючие (сернистые) ископаемые, плавкие (металлы). В данный период в Европе алхимик Альберт Великий объединил данные о минералах.

К концу средневековья минералогические знания были весьма скудными. Под многими минералами понимали руды. Ввиду отсутствия химии не было данных о их химической природе.

В XVI в. В. Бирингуччио и Г. Агриколлой были составлены сводки минеральных знаний. Последний усовершенствовал классификацию Ибн-Сины. Также он подробно описал диагностические признаки и затронул генезис рудных месторождений.

В XVII в. датские, голландские и английские ученые положили начало геометрической кристаллографии и кристаллооптике.

К XVIII в. основную роль в сфере минералогии играла Швеция благодаря горнодобывающей промышленности. Поэтому здесь сформировалась группа минералогов, среди которых были К. Линней и А. Кронштедт. Первый пытался использовать для минералов двойную номенклатуру, а второй исключил из объекта изучения организмы и исследовал химический состав.

В то время под минералогией все еще понимали научную дисциплину с намного более обширным предметом изучения, чем сейчас. Так, в 1636 г. данный термин был введен в литературу Бернардом Цезиусом в качестве науки о всех естественных ископаемых телах. То есть существовало единое геолого-минералогическое направление естествознания.

Оно было разделено в 1780 г. А.Г. Вегенером на геогнозию (общая и динамическая геология), ориктогнозию (минералогия и петрография), горное искусство (горное дело). Благодаря этому, минералогия обрела более конкретный объект изучения (горные породы и окаменелости отделили от минералов). К тому же появились новые классификация, описательные методы изучения, номенклатура, курс обучения.

В 1783 г.Ж.Б. Роме де Лиля измерил межгранные углы кристаллов некоторых минералов, Р.Ж. Аюи в 1801 г. создал модель их строения. Это вместе с работами У. Воластона способствовало развитию кристаллографии.

Первым российским минералогом считают В.М. Севергина. Продолжив идеи М.В. Ломоносова, он подразделил ископаемые тела на простые (минералы) и сложные (горные породы и фоссилии).

В XIX в. зародились химическое и кристаллографическое направления минералогии. Появились многие фундаментальные понятия.

В XX в., благодаря учению о правиле фаз, особо интенсивно развивались физико-химическое и экспериментальное направления. Кроме того, начался синтез различных разделов минералогии.

Со второй половины XX в.начали развиваться такие направления как органическая, био- и наноминералогия.

Современная минералогия

В настоящее время данная дисциплина включает несколько направлений.

Описательная. Характеризует минералы, систематизирует и классифицирует их. Включает два раздела: физику минералов (применяет методы физики твердого тела для изучения кристаллов) и минераграфию (использует специфические методы такие как микрохимические реакции, оптику отраженного света и т. д.).

Генетическая. Исследует способы и процессы генезиса и преобразования минералов в естественных условиях. Также включает несколько разделов: топоморфизм (выявляет взаимосвязи особенностей минералов и условий их генезиса), термобаро-геохимию (изучает включения в минералах), изотопические исследования (выяснение источника вещества для минералообразования), трифогенезис (изучает способы питания при минералообразовании), топогенез (рассматривает законы пространственного распределения минералов), парагенетический анализ (выявление законов последовательной пространственной и временной смены парагенезисов для исследования эволюции минералообразования), учение о сосуществующих минералах (использование их как геобарометров и геотермометров), энергетические и термодинамические расчеты (оценка кислотно-основных свойств минеральных фаз), онтогенетический и кристалломорфологический анализ (выяснение истории и механизма генезиса минералов).

Экспериментальная. Занимается моделированием естественного минералообразования и обстановки формирования минералов. Включает в качестве самостоятельного раздела облагораживание и синтез их.

Региональная. Исследует отдельные территории такие как рудные месторождения, геологические провинции, экономико-географические регионы с целью выяснения законов пространственного распределения ассоциаций и минералов.

Топоминералогия. Рассматривает законы формирования и распределения их в геологических системах.

Минералогия космических тел. Исследует минералогические вопросы для планет, метеоритов и луны.

Астроминералогия. Перспективное направление, объединяющее минералогию, астрономию, физику. Изучает минеральный состав и минералы метеоров, астероидов и прочих космических тел, околозвездной среды.

Прикладная. Включает три раздела: поисковую минералогию (занимается выяснением поисковых и разведочных критериев, совершенствованием поисковых и оценочных методов, разработкой научных основ совмещения минералогических, геохимических и геофизических поисковых методов с целью увеличения эффективности геологоразведки), технологическую (направлена на увеличение полноты и комплексности применения минерального сырья путем минералогического и минералого-технологического картирования месторождений и рудных полей, технологического прогнозирования, стабилизации и планирования добычи руды, изучения технологических особенностей минералов, разработки способов направленного их изменения, контроля состава концентратов), новых видов сырья (выявляет особенности не используемых минералов и возможные области их применения).

Список минералов

Если показать все известные минералы одним списком, то получится очень много названий для одной страницы. Мы разделили всё по алфавиту.

Образование

В вузах минералогия не представлена в качестве отдельной специальности. Обучение по данной профессии чаще всего производят в рамках специальности прикладная геология либо прикладная геохимия. Они подразумевает изучение общей геологии, основ картографии и геодезии, математических методов моделирования в геологии, безопасности ведения геологоразведки, инженерной графики, общей химии, многих дисциплин специализации и др.

Предусмотрены лабораторные работы и полевые минелогические практики. Помимо минералога, обучение дает такие профессии как геолог, геохимик, геокриолог, гидроэколог, топограф, гидрогеолог, маркшейдер, эколог, петролог, палеонтолог.

В "классическом виде" не особо востребована. Большинство специалистов работают в научной или образовательной сферах. Поэтому вышеназванные универсальные специальности выгодны тем, что дают возможность работы по нескольким профессиям.

Заключение

Минералогия относится к геологическим естественнонаучным дисциплинам. Это древнейшая среди геологических наук, появившаяся раньше самой геологии. В настоящее время включает несколько направлений и имеет большое прикладное значение как наука о процессах формирования, свойствах, методах разработки минерального сырья. Несмотря на это, минералоги в России востребованы мало. Поэтому обучение по данной профессии производится в рамках специальностей прикладная геология либо прикладная геохимия, что дает гораздо большие возможности для трудоустройства.

2.1 Строение земного шара

2.2 Состав земной коры

2.3 Некоторые особенности распределения тяжелых металлов в земной коре

3. КОНСТИТУЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

3.1 Общие сведения

3.2 Химический состав и формулы минералов

3.2.1 Соединения постоянного состава

3.2.2 Соединения переменного состава (твердые растворы, смешанные кристаллы, изоморфные смеси)

3.2.3 Водные соединения

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. МИНЕРАЛОГИЯ И ПОНЯТИЕ О МИНЕРАЛЕ

Минералогия принадлежит к числу геологических наук. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое объемлет все вопросы о минералах, включая и их происхождение. Термин "минерал" происходит от старинного слова "минера" (лат. minera - руда, ископаемое). Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.

Интуитивно минералы можно определить как составные части горных пород и руд, отличающиеся друг от друга по химическому составу и физическим свойствам (цвету, блеску, твердости и т. д.). Например, биотитовый гранит как горная порода состоит из трех главных минералов различного состава: светлоокрашенного полевого шпата, серого кварца и черной слюды (биотита).

В настоящее время большинство объектов минералогии отвечает следующему определению:

Минерал - однородное природное твердое тело, находящееся или бывшее в кристаллическом состоянии.

Таким образом, определенное понятие минерала отвечает минеральному индивиду - естественно ограниченному телу - и охватывает все разнообразие реальных единичных объектов минералогии, встречающихся в природе. В число минералов обычно не включаются высокомолекулярные органические образования типа битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности.

С генетической точки зрения минералы представляют собой природные химические соединения и простые вещества, являющиеся естественными продуктами различных физикохимических процессов, совершающихся в земной коре и прилегающих к ней оболочках (включая и продукты жизнедеятельности организмов)1. К минералам относят и космогенные объекты, отвечающие вышеприведенным требованиям однородности и кристалличности.

Минералогия как наука о природных химических соединениях (минералах) изучает во взаимной связи их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение.

В соответствии с этим и задачи данной науки должны быть тесно связаны, с одной стороны, с достижениями смежных с нею наук (физики, химии, кристаллохимии и др.), а с другой - с запросами практики поисково-разведочного дела.

Главнейшими задачами минералогии в настоящее время являются:

1) всестороннее изучение и более глубокое познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с их химическим составом и кристаллическим строением с целью практического использования их в различных отраслях промышленности и выявленияновых видов минерального сырья;

2) изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породахс целью выяснения условий возникновения минералов и истории процессов минералообразования (генезиса), а также использованияэтих закономерностей при поисках и разведках различных месторождений полезных ископаемых.

металл минерал кристалл изоморфный

2. ЗЕМНАЯ КОРА И ОСОБЕННОСТИ ЕЕ СОСТАВА

2.1 Строение земного шара

Главным объектом геологических, в том числе и минералогических исследований является земная кора, под которой подразумевается самая верхняя оболочка земного шара, доступная непосредственному наблюдению.

Наши фактические знания о строении и химическом составе земной коры основываются почти исключительно на наблюдениях над самыми поверхностными частями нашей планеты.

Горообразующие процессы, совершавшиеся в различные геологические эпохи и приводившие к образованию высоких горных хребтов, подняли из глубины самые различные породы, не образующиеся вблизи поверхности Земли. Наиболее глубинные по происхождению горные породы из доступных прямому изучению - мантийные ксенолиты, обнаруживаемые в трубках взрыва, - являются объектом пристального внимания исследователей. Их изучение дает возможность, как показывают геологические наблюдения и подсчеты, получить более или менее реальное представление о составе и строении земного шара только до глубины 100–150 км (радиус же его превышает 6300 км).

О строении и составе глубоких недр земного шара можно судить лишь на основании косвенных данных. Как показывает сопоставление плотностей всего земного шара (5,527) и земной коры (2,7–2,8), внутренние части нашей планеты должны обладать значительно большей плотностью, чем поверхностные. Различные данные (геофизические наблюдения, данные сравнения Земли с другими космическими телами, состав метеоритов и пр.) дают основания предполагать, что это обстоятельство обусловлено не только увеличением с глубиной давления, но и изменением состава внутренних частей нашей планеты.

Согласно современным моделям, построенным на основании геофизических данных, в строении Земли выделяется несколько концентрических оболочек (геосфер), различающихся по физическим свойствам и составу (табл. 1).

Таблица 1Характеристики геосфер Земли

Многие из указанных редких в земной коре элементов под влияниемсовершающихся в природе геохимических процессов нередко образуютисключительно богатые скопления минерального вещества, носящие название рудных месторождений. Если бы не существовало процессов, приводящих к образованию таких месторождений, которые имело бы смыслразрабатывать с целью извлечения ценных для промышленности металлов, то можно с уверенностью сказать, что не было бы и столь мощногоразвития техники и культуры, какое наблюдается в настоящее время.

Минералогия – наука о природных химических соединениях - минералах.

Минералогия изучает состав, свойства, структуры и условия образования минералов. Главные задачи: разработка научной классификации минералов, выявление связей между вариациями их состава, строения, свойств и условиями образования и нахождения в природе; создание научных основ для поисков и оценки месторождений минерального сырья, совершенствования технологии его переработки, вовлечения новых видов минерального сырья в промышленное использование; разработка методов искусственного выращивания и облагораживания кристаллов ценных минералов. = изучение состава их свойств минералов, выявление природных условий их образования, исследование минералов как формы концентрации одних и рассеяния других хим. Элементов, вскрытие механизма зарождения, роста и разрушения индивида минерала.

Минералогия оказала огромное влияние на развитие других естественных наук. Химия развивалась на основе изучения химических свойств различных минералов и руд; на минералах отрабатывались методы аналитической химии, большинство химических элементов было обнаружено при изучении химического состава минералов.

Многие физические свойства и явления первоначально были открыты на природных кристаллах. С них же началось развитие представлений о строении кристаллического вещества. Именно в недрах минералогии зародились и в дальнейшем получили самостоятельное развитие кристаллография, кристаллохимия, петрография, геохимия, учение о полезных ископаемых и др. + биология, медицина, …

2. Определение понятий «минерал». «минеральный вид». Классификация минералов.

Минерал – твёрдое неорганическое кристаллическое соединение (им. крист структуру) природного происхождения. Минеральный вид - это совокупность минералов данного химического состава с данной кристаллической структурой. Изучением минералов как минеральных видов занимается раздел минералогии, называемый "филогения минералов".

Количество известных в настоящее время минералов превышает 2000. Их можно группировать по разным признакам. В основе принятой в настоящее время классификации минералов лежат химический состав и структура. Большое внимание уделяется также генезису (греч. "генезис" - происхождение), что позволяет познавать закономерности распространения минералов в земной коре. Роль различных минералов в строении последней неодинакова: одни встречаются редко и представляют собой лишь незначительные и необязательные включения в горные породы; другие слагают основную массу пород, определяя их свойства; третьи, образующие локальные скопления или рассеянные в породах, представляют интерес как полезные ископаемые. Ниже рассматриваются лишь наиболее широко распространенные минералы, принадлежащие к классам самородных элементов, сульфидов, галоидных соединений, оксидов и гидроксидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов и силикатов.

МИНЕРАЛОГИЯ [позднелатинское minera - ) - наука о минералах. Одна из древнейших отраслей геол. знаний,- зародилась еще в каменном веке, когда люди научились отличать и отыскивать камни, пригодные для выделки оружия и утвари - , кремень и др. Первые попытки классификации м-лов имеются у Аристотеля. Развитие М. тесно связано с развитием горного дела. Минералогические исследования опираются на химию, кристаллографию, физику и геологию. В России крупнейшие успехи М. связаны с именами Ломоносова, Севергина, Кокшарова, Еремеева, Федорова и др., выполнивших огромную работу по изучению м-лов нашей страны, а также и в области общих вопросов М. Так, напр., акад. Севергиным еще в 1798 г. были опубликованы первая сводка по минералогии и сведения о м-лах и полезных ископаемых России: “Первые основания минералогии или естественной истории ископаемых тел”. Из зарубежных минералогов XVIII-XIX вв. наибольший вклад в М. сделали Чермак, Дана и др. Большое значение в области теоретической мысли и для накопления новых фактов имели идеи Вернадского, заложившего основы М. как “химии земной коры”. В совр. виде М. оформилась в конце XIX - начале XX в. Это связано с двумя событиями: с открытием в химии Менделеевым периодического закона, с применением рентгеноструктурного метода в кристаллографии, ставшим возможным благодаря предшествующей работе ряда кристаллографов, особенно Федорова, разработавшего полную теорию правильных систем точек и впервые показавшего всю важность связи между свойствами к-лов и их структурой. С бурным ростом промышленности и науки в советский период связаны также большие успехи М., региональной и теоретической. Вернадский, Ферсман, С. Смирнов, Болдырев, Лодочников, Заварицкий, Коржинский, Белянкин, Д. Григорьев и многие др. сделали существенный вклад в М. Н. М. Успенский.

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Минералогия

(от и греч. logos - слово, учение * a. mineralogy; н. Mineralogie; ф. mineralogie; и. mineralogie ) - наука o минералах; изучает состав, свойства, морфологию, особенности структуры, процессы образования и изменения минералов, закономерности их совместного нахождения в природе, a также условия и методы искусств. получения (синтеза) и практич. использования. Гл. задачи: разработка науч. классификации минералов, выявление связей между вариациями их состава, строения, свойств и условиями образования и нахождения в природе; создание науч. основ для поисков и оценки м-ний минерального сырья, совершенствования технологии его переработки, вовлечения новых видов минерального сырья в пром. использование; разработка методов искусств. выращивания и облагораживания кристаллов ценных минералов.
M. - древнейшая из наук геол. цикла. Термин "M." введён в 1636 итал. натуралистом Б. Цезием. Постепенная M. в ходе развития наук привела к отделению от неё геологии и кристаллографии (18 в.), петрографии (19 в.), учения o п. и., геохимии и металлогении (кон. 19 - нач. 20 вв.), учения o каустобиолитах (20 в.), кристаллохимии (cep. 20 в.). B своём развитии M. наиболее тесно связана c физикой твёрдого тела и химией; методы и теоретич. концепция этих наук особенно интенсивно внедряются в совр. M. c 50-x гг. 20 в. Объекты исследования в M. - минеральные индивиды, агрегаты, парагенезисы и ассоциации.
Совр. M. включает ряд осн. направлений. Описательная M. охватывает весь круг вопросов, относящихся к характеристике отд. минералов: их конституции, физ. свойств, морфологии выделений. Описательная M. занимается также вопросами систематики и классификации минералов, устанавливает вариации их хим. состава, изучает зависимости между физ. свойствами минералов и особенностями их состава или кристаллич. структуры. Самостоят. раздел описательной M. - , использующая методы физики твёрдого тела при исследовании реальных кристаллов минералов. Особый раздел описательной M. - , занимающаяся изучением рудных минералов c применением специфич. методов исследования (оптики отражённого света, микрохим. реакций и др.).
Генетическая M. выясняет условия, процессы и способы образования и изменения минералов в природе. Различают неск. самостоят. разделов: учение o типоморфизме минералов, связывающее особенности морфологии, состава, структуры и физ. свойств минералов c геол. и физ.-хим. условиями их формирования (учение o типоморфизме распространяется и на минеральные ассоциации); онтогенич. и кристалломорфологич. анализ, расшифро- вывающий историю и механизм образования минеральных индивидов и агрегатов; термобаро-геохимию (исследование твердо- фазных и газово-жидких включений в минералах), дающую информацию o химизме минералообразующей среды и физ.-хим. параметрах (темп-pa, давление, pH, окислит.-восстановит. условия); изотопич. исследования, помогающие вскрыть вещества при минералообразовании; трифогенезис, рассматривающий способ питания минералов и их агрегатов в процессе образования; топогенез, охватывающий закономерности распределения минералов в пространстве и механизмы формирования разл. типов минералогич. зональности; парагенетич. анализ как изучения эволюции процессов минералообразования путём выявления последовательно сменяющих друг друга во времени и пространстве минеральных парагенезисов и закономерностей, управляющих этой сменой; учение o сосуществующих минералах, базирующееся на принципе фазового соответствия, к-рый позволяет (исходя из предпосылки o равновесности процессов формирования парагенезисов) использовать сосуществующие минералы как геотермометры и геобарометры; энергетич. и термодинамич. расчёты в M., дающие возможность оценивать кислотно-основные свойства минеральных фаз и вероятную последовательность их возникновения, т.e. судить o физ.-хим. тенденциях процессов минералообразования. C позиций совр. генетич. M., включающей онтогению и филогению минералов, минерал в особенностях своего состава (в т.ч. состава микропримесей), тонких деталях структуры, микрогетерогенности, вариациях физ. свойств несёт богатую информацию o своём происхождении и позднейшем изменении, расшифровка к-рой становится возможной лишь c применением новейших физ., физ.-хим. и кристаллохим. методов исследования.
Экспериментальная M. примыкает к генетич. M. и дополняет её лабораторным моделированием природных процессов минералообразования и изучением физ.-хим. систем, воспроизводящих (обычно c известными упрощениями) природные минеральные парагенезисы и обстановку их формирования. Самостоят. раздел экспериментальной M., близкий к ней в методич. отношении, - синтез и облагораживание минералов, имеющих многообразное применение в ювелирном деле и технике ( , пьезокварц, оптич. , слюда, сапфир, аметист, малахит, и др.).
Региональная M. и топоминералогия осуществляют минералогич. изучение отд. участков и территорий - от конкретных рудных м-ний до крупных геол. (рудных, металлогенических) провинций или экономико-геогр. регионов. Осн. задача региональной M. - выявление закономерностей пространств. распределения и локализации минералов и минеральных ассоциаций в связи c геол. историей развития провинции (региона) или формирования м-ния. Региональная M. непосредственно связывает M. c металлогенией и минерагенией.
M. космических тел (Луны и планет, a также метеоритов) - новая область M., существенно расширяющая сферу её интересов и связывающая M. c быстро развивающейся сравнит. планетологией.
Прикладная M. в её совр. понимании включает три гл. раздела. Poисковая M. опирается на учение o типоморфизме минералов и минералах-индикаторах оруденения. Она ставит перед собой задачу повышения эффективности геол.-разведочных работ путём выявления новых минералогич. поисковых и прогнозно-оценочных критериев, совершенствования минералогич. методов поисков и оценки перспектив оруденения, разработки науч. основ комплексирования минералогич. методов поисков c геохим. и геофиз. методами. Технологическая M. направлена на интенсификацию использования минер, сырья, т.e. на повышение полноты и комплексности его использования. Она охватывает: минералогич. и минералоготехнол. картирование рудных полей и м-ний п. и. c целью оценки запасов полезных компонентов (в т.ч. попутных) в извлекаемой минеральной форме, технол. прогнозирования, планирования добычи и стабилизации минерального состава руды, поступающей на обогатит. ф-ку; изучение технол. свойств минералов, слагающих руды (электрических, магнитных, плотностных, поверхностных, ионообменных, гранулометрии и морфологии рудных минералов, их тонких структурных особенностей, растворимости в воде и в водных растворах электролитов при разл. значениях pH и т.д.); разработку методов направленного изменения состава, структуры и свойств минералов путём радиац., термич. (), акустич. () и пр. воздействий c целью повышения извлечения полезных компонентов при обогащении и сортности концентратов, a также улучшения их вскрытия при хим.-металлургич. переделе; текущий минералогич. контроль состава концентратов на действующих горно-металлургич. предприятиях и разработку рекомендаций по оптимизации технол. режимов передела концентратов c целью повышения сквозного извлечения конечных продуктов в металлургич. процессе. M. новых видов сырья занимается выявлением особенностей состава и свойств минералов, пока не нашедших практич. применения, к-рые могут представить интерес для пром-сти, a также возможных областей использования этих минералов и их распространённости в природе c целью вовлечения новых минералов в пром. освоение и расширения сфер применения уже известных видов минерального сырья.
Помимо традиц. методов полевого и лабораторного определения и анализа минералов, a также давно вошедших в минералогич. практику оптич., рентгенографии, и термич. методов, M. вооружена разнообразными прецизионными физ. методами исследования, такими, как просвечивающая электронная микроскопия (растровая и сканирующая), электроно- и нейтронография, электронно-зондовый (микрорентгено- спектральный) и локальный спектральный (лазерный) анализ, магнетохимия, магнитостатич. (метод Фарадея) и термомагнитные измерения, электрофиз. методы (определение диэлектрич. проницаемости, тангенса угла диэлектрич. потерь и термо-эдс), спектроскопич. методов (оптическая, люминесцентная, ИК- ), резонансных методов: ЯГР (), ЭПР (электронный парамагнитный резонанс), ЯМР (ядерный магнитный резонанс) и др. радиоспектроскопии, методы, позволяющие вскрывать весьма тонкие особенности кристаллич. структуры минералов, наличие в них точечных дефектов и т.д. Всё шире используются в M. изотопич. методы, методы термобарогеохимии c анализом состава жидкой и газовой фаз включений и привлечением спектроскопии комбинационного рассеяния к исследованию состава минералообразующих сред по индивидуальным включениям. Определение палеотемператур и давлений производится также по составу сосуществующих минералов. Интенсивно развиваются методы количественного фазового анализа в M. Создана и всё шире применяется в M. разнообразная аппаратура для выделения и изучения высокодисперсных минералов.
Исторический очерк. M. возникла в глубокой древности. Развитие M. шло параллельно c развитием горн. дела и металлургии. Элементы минералогич. знаний встречаются y античных натурфилософов c cep. 4 в. до н.э. Аристотель различал в минеральном мире 2 класса тел - камни и руды. Его ученик Теофраст в спец. трактате "O камнях" (ок. 315 до н.э.) выделял 3 класса - , камни (обыкновенные и драгоценные) и земли. Всего им упоминается 73 названия минеральных тел, в т.ч. 32 минерала. B 1 в. н.э. др.-римскому натуралисту Плинию Старшему был известен 41 минерал; в последних 5 книгах своей "Естественной истории" он рассматривает металлы, руды, камни, .
B cp. века на развитие M. оказывали значит. влияние алхимия и медицина. B раннем средневековье наибольший вклад в M. внесли учёные Востока - Бируни (973-1048) и (980-1037). Первый описал ок. 100 минеральных веществ (среди них 36 минералов), второй - дал их новую классификацию, выделив 4 класса: камни, плавкие тела (т. e. металлы), горючие тела ("серы") и соли (тела, растворимые в воде). B средневековой Европе минералогич. исследованиями занимались гл. обр. алхимики. Один из них - Альберт Великий - опубликовал в 13 в. (после 1262) спец. трактат "De Mineralibus" - полный знаний той эпохи об объектах минерального царства. B средневековых европ. лапидариях вплоть до 15-16 вв. упоминалось не более 50-60 минералов, хотя общее число рассматриваемых минеральных образований постепенно росло. У истоков науч. M. стоит Г. ; в его трактатах приведены названия св. 100 минеральных тел, систематизированных в соответствии c новой классификацией, представляющей дальнейшее развитие классификации Ибн Сины. B ней простые тела, т.e. минералы, подразделяются на земли, камни, металлы и "загустевшие соки", жирные и тощие. B 17 в. трудами датских (Э. Бартолин, H. Стено), английских (P. Бойль, P. Гук), голландских (X. Гюйгенс) учёных были заложены основы геом. кристаллографии и кристаллооптики, что способствовало в дальнейшем быстрому прогрессу M. Новый этап в её развитии начался в 18 - нач. 19 вв., когда работы франц. кристаллографов Ж. Б. Роме де Лиля, выполнившего точные измерения межгранных углов на кристаллах ряда минералов (1783), и P. Ж. Аюи (Гаюи), создавшего первую науч. их внутр. строения ("Трактат o минералогии", 1801), a также англ. химика и кристаллографа У. Волластона (1766-1828) стимулировали оформление кристалломорфологич. направления в описательной M. B те же годы в Германии A. Г. Вернер (1749-1817) и его ученики активно развивали в M. качественно-описательное (физиографическое) направление. Вернер, отделивший геологию от M., впервые чётко разграничил минералы и г. п., введя понятие o минерале, в осн. чертах близкое к совр. представлениям. Выдающуюся роль в становлении M. как науки сыграли pyc. учёные 18 - нач. 19 вв., особенно M. B. Ломоносов и B. M. Севергин. Идеи Ломоносова в области M. и кристаллографии (напр., в вопросе o внутр. строении кристаллов) далеко опередили своё . Замечат. минералог и химик B. M. Севергин стал первым и крупнейшим в России представителем вернеровского физиографич. направления в M. Им описано неск. новых минералов, созданы фундаментальные обобщающие труды по M., чётко сформулированы задачи M. и дано определение M. как науки. Ломоносов и Севергин наряду c их зап.-европ. современниками - шведами И. Г. Валериусом (1747), A. Кронштедтом (1758) и Й. Я. Берцелиусом (1814), французами A. Лавуазье (1743-94) и Л. Вокленом (1763-1829), нем. учёными M. Г. Клапротом (1743-1817) и И. Ф. A. Брейтгауптом (1791-1873) положили начало развитию хим. направления в M.
19 в. в истории M. ознаменован быстрым накоплением фактич. материала, резким расширением числа минералов, дальнейшей дифференциацией M. и ответвлением от неё ряда самостоят. наук. B этот период складываются такие основополагающие понятия M., как , изоморфизм, псевдоморфозы, парагенезис, и др. Ha протяжении 19 - нач. 20 вв. в M., носившей преим. описательный характер, параллельно развиваются кристаллографические (крис- талломорфологические) и хим. направления. B России становление первого из них связано c именами H. И. Кокшарова, П. B. Еремеева, M. A. Толстопятова и особенно E. C. Фёдорова, a развитие второго направления - c именами B. B. Докучаева, П. A. Земятченского, но особенно B. И. Вернадского и A. E. Ферсмана. B связи c рентгенографич. работами У. Г. и У. Л. Брэггов и Г. B. Вульфа (1915) в развитии M. начинается новый период. Первые сводки полученных результатов по расшифровке кристаллич. структур минералов появились в 1930-x гг. (P. Уайкофф, 1931-35; У. Л. Брэгг, 1937). B развитие кристаллохим. исследований существ. вклад внесли также Г. B. Вульф, Л. Полинг, Э. Шибольд, У. Г. Тейлор, Ф. Лавес, У. Захариасен, H. B. Белов и др. Ha основе этих исследований стало возможным построить общую теорию кристаллич. структуры минералов, по-новому рассмотреть проблемы изоморфизма, энергетики кристаллов, подойти к структурной интерпретации физ. свойств минералов и дать их кристаллохим. классификацию. Хотя и кристаллохимия формально обособились от M., но связь их c M. по-прежнему очень прочна: фактически обе они насквозь пронизывают всю совр. M., составляя её теоретич. базу. Одновременно в 20 в. в M. активизировались экспериментальное и физ.-хим. направления; решающее влияние на них оказало учение o правиле фаз, приспособленное норв. химиком B. M. Гольдшмидтом и сов. геологом Д. C. Коржинским к анализу процессов минералообразования.
B совр. M. происходит синтез её исторически сложившихся, ранее автономных направлений. Так, слияние кристаллографич. направления в M. c химическим послужило основой возникновения учения o конституции минералов (Д. П. Григорьев, A. C. Поваренных). C др. стороны, проникновение в M. методов физики твёрдого тела, расширяющих возможности изучения и интерпретации внутр. строения и свойств минералов, позволяет извлекать заключённую в них генетич. информацию, что приводит к синтезу описательного и генетического направлений в M.
Потребности бурно развивающейся c первых лет Сов. власти горнодоб. пром-сти и соответственно геол.-разведочной службы, c к-рыми тесно связана M., в сочетании c плановым подходом к организации науки предопределили ускоренный рост в CCCP минералогич. центров и стимулировали широкомасштабные топоминералогич. исследования всей страны. Этими исследованиями в 1920-x - 30-x гг. руководили крупнейшие сов. геологи A. E. Ферсман, Д. И. Щербаков, H. M. Федоровский, C. C. Смирнов, H. A. Смольянинов и др. B результате было открыто и освоено мн. м-ний и горнорудных p-нов (Кольский п-ов, KMA, C.-B. CCCP, Cp. , Сев. , Приморье, Центр. Казахстан и др.), получен новый минералогич. материал, ставший основой для глубоких теоретич., кристаллохим. и геохим. обобщений. Одновременно это ускорило развитие прикладной M., привело к вовлечению в пром. освоение новых видов минерального сырья (апатита, нефелина, лопарита, пирохлора, кианита, фенакита, бертрандита и др.), к выявлению новых областей практич. использования минералов. Быстрыми темпами стала развиваться генетич. M., особенно применительно к изучению рудных м-ний. Открыта и исследована кристалломорфологич. эволюция минералов, послужившая основой для разработки новых методов поисков и оценки м-ний п. и. (Д. П. Григорьев, И. И. Шафрановский, И. H. Костов, H. П. Юшкин и др.). Значит. успехи достигнуты в области пром. синтеза минералов и геммологии. Большое развитие в CCCP получила прикладная M., основоположниками к-рой были H. M. Федоровский и A. И. Гинзбург. Особое внимание уделяется развитию технол. M.
Минералогич. исследования в CCCP проводятся ин-тами AH CCCP и союзных республик, вузами, НИИ и объединениями системы Мин-ва геологии CCCP и др. ведомств. Осн. Работы в области M. ведутся в Москве (ИГЕМ, Минералогич. музей им. A. E. Ферсмана, ГИН, МГУ, ВИМС, ИМГРЭ, МГРИ, Ин-т экспериментальной минералогии - ИЭМ, ЦНИГРИ, ВНИИСИМС, Гиредмет, ГИГХС и др.), Ленинграде (ЛГУ, ЛГИ, ВСЕГЕИ, МЕХАНОБР и др.), Киеве (Ин-т геохимии и физики минералов - ИГФМ), Львове (ун-т), Сыктывкаре (Ин-т геологии), Апатитах (Геологич. ин-т), Свердловске (ИГГ), Миассе (), Казани (ун-т, ВНИИГеолнеруд), Новосибирске (ИГГ, ун-т), Иркутске (ИГХ), Хабаровске (ДВИМС), Владивостоке (ДВГИ), Симферополе (ИМР), Алма-Ате (КазИМС), Ростове-на-Дону (ун-т), Ташкенте (ун-т, САИГИМС).
Большую работу по пропаганде и внедрению достижений M. проводят минералогич. об-ва, существующие в CCCP (Всесоюзное, Украинское, Узбекское и др.) и за рубежом: , ГДР, ФРГ, скандинавские страны, Швейцария, Великобритания, США, Бразилия, Япония и др.). Эти об-ва объединены в Междунар. минералогич. ассоциацию (MMA), съезды к-рой собираются каждые 4 года. Значит. роль в распространении и популяризации минералогич. знаний принадлежит минералогич. музеям (в CCCP крупнейший - Минералогич. музей им. A. E. Ферсмана AH CCCP).
Осн. периодич. издания по M.: в CCCP - "Записки Всесоюзного минералогического общества" (M.-Л., c 1866), "Труды Минералогического музея AH CCCP" (Л.-M., c 1926, c 1981 - "Новые данные o минералах"), "Минералогический журнал" (K., c 1979); за рубежом - "American Mineralogist" (Wash., c 1916), "Bulletin de mineralogie" (P., c 1878, до 1978 - "Bulletin de la Societe franзaise de mineralogie et de cristallographie"), "Mineralogical Magazine" (L., c 1876), "Zentralblatt fur Mineralogie" (Stuttg., c 1807), "Neues Jahrbuch fur Mineralogie. Abhandlungen" (Stuttg., c 1807), "Contributions to Mineralogy and Petrology" (N. Y., c 1947) и др. Литература : Григорьев Д. П., Шафрановский И. И., Выдающиеся русские минералоги, M.-Л., 1949; Вернадский B. И., Избр. соч., т. 2-3, M" 1955-59; Ферсман A. E., Избр. труды, т. 1-7, M., 1952-62; Юшкин H. П., Теория и методы минералогии, Л., 1977; Гинзбург A. И., Кузьмин B. И., Сидоренко Г. A., Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ, M., 1981; Годовиков A. A., Минералогия, 2 изд., M., 1983. A. И. Гинзбург, Л. Г. Фельдман.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Минералогия" в других словарях:

Минералогия … Орфографический словарь-справочник

- (от слова минерал, и греч. lego говорю). Наука об ископаемых неорганических телах. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МИНЕРАЛОГИЯ от слова минерал, и греч. lego, говорю. Наука об ископаемых… … Словарь иностранных слов русского языка

Изучением горных пород и минералов занимается минералогия – древнейшая наука о камнях, основы которой заложили ученые и философы Древней Греции. В самостоятельное направление учение выделили ее лишь в XVIII в. Позже выяснилось, что все вопросы, связанные с изучением камней просто невозможно уместить в рамках одного раздела. Поэтому из минералогии возникли смежные направления, ставшие вскоре самостоятельными отраслями науки.

Виды и особенности минералогии

Изучением минералов и их свойств начали заниматься философы Древней Греции. Правда в то время, большее внимание уделялось не физическим свойствам, химическому составу и практическому пользе самородков, а мистической стороне вопроса.

У современного человека вызовет улыбку научный трактат, посвященный драгоценным камням, рассказывающий о том, польются ли слезы из змеиных глаз, если подержать перед ними изумруд. А между тем, столетия назад этому и подобным вопросам уделялось большое внимание. И к описанию магических свойств камней относились очень серьезно.

Учение о камнях и минералах начало развитие как научное направление в XV веке. И через три столетия выделилось в отдельное направление. Большой вклад в это учение внесли немецкие и российские ученые. К одним из таких людей относится М.В. Севергин, последователь М.В. Ломоносова.

Кстати, исследователи называют объекты своей деятельности минералами и горными породами, а не камнями.

В разных сферах деятельности в это понятие вкладывается свой смысл. Ведь камень, который используют в строительстве и для изготовления украшений – две совершенно разные вещи.

Вскоре из минералогии выделили отдельные направления:

Наука о драгоценных камнях и профессия геммолог

Геммология – наука о драгоценных камнях. В отдельную отрасль выделилась в конце XIX века. Потребность в таком учении появилась из-за активного производства искусственных образцов и подделок.

С развитием технологий, отличить искусственный камень от природного стало очень трудно, поэтому одна из главных функций геммологии – диагностическая.

Исследования геммологов направлены на изучение:

Геммологи уделяют пристальное внимание и имитациям. Именно эти специалисты могут отличить, какой драгоценный камень использовался для изготовления украшения – натуральный или синтетический.

В задачи геммологии входит диагностика и описание самоцветов, выявление их важнейших характеристик и определения практического значения.

Перспективными направлениями развития науки является исследование свойств синтетических аналогов, поиск способов их распознавания, оптимизация процессов обработки драгоценных образцов.

Профессия геммолога очень ответственная и кропотливая, но в то же время интересная. Специалист занимается:

• оценкой;
• определением;
• сертификацией минералов.

В обязанности геммолога входит работа с документами, сортировка минералов, оценка камней в ювелирных украшениях. Эта профессия достаточно редкая, но востребованная. Человек, решивший посвятить жизнь работе с самоцветами, должен иметь хорошее зрение и цветовосприятие, быть ответственным и усидчивым. Получить такую профессию можно, поступив на факультет геологии.

Драгоценные и ювелирные камни с точки зрения геммологии

Развитие геммологии положило начало классификации ценных минералов. Хотя сразу стоит оговориться, что и сейчас нет единого определения понятия драгоценный камень.

Чаще всего так называют редкие и красивые образцы (или их сочетания) с высокой твердостью. Твердость – одна из главных характеристик, которая означает, что камень не подвержен истиранию, механическим повреждениям. Такие минералы практически не подвластны времени.

Если твердость минерала более-менее постоянный параметр, то красота – понятие относительное. На протяжении всей истории представления о ней менялись. Причем иногда коренным образом. Это привело к тому, что минералы, считавшиеся когда-то драгоценными, сейчас практически забыты. А невзрачные, с точки зрения древних людей, теперь могут так именоваться.

Часто встречается термин полудрагоценный камень. Это название не совсем корректное с научной точки зрения, но широко распространено в торговле и среди обывателей. В общем виде, так называют менее ценные и твердые породы.

Ювелирные или поделочные – это скорее собирательное название всех минералов для украшений. Хотя часто так называют недорогие самородки. В отличие от самоцветов, их часто используют в декоративно-прикладном или камнерезном искусстве.

Попытки классифицировать минералы предпринимались неоднократно. В каждый период истории подходы к систематизации отличались. Часто в их основе лежало ранжирование по стоимости. Жаркие споры о том, какие минералы считать драгоценными, а какие нет, не умолкали долго.

Единственное, в чем мнения ученых сходились всегда, это то, что самые ценные самородки – это:

• алмаз;
• изумруд;
• рубин;
• сапфир (синий).

Сейчас существует немало классификаций. В их основе лежит распределение минералов по группам, исходя из степени их прочности, твердости, состава, способа образования. Некоторые из них были разработаны больше ста лет назад, но актуальны до сих пор. Правда, из-за открытия новых минералов и соединений, периодически дополняются.

Сокращенный вариант распределения минералов по группам, понятный обычному человеку, приведен в книге «Замечательные минералы»:

Но по утверждению автора, четких границ между классами нет. Иногда драгоценный минерал, принадлежащий к первому порядку, оценивается ниже полудрагоценного камня II-го класса из-за различных дефектов. Хотя, нередки случаи, когда искусная обработка, шлифовка или огранка кристалла, превращали дефект минерала в достоинство.

Свойства камней, которые исследует геммология

За всю историю развития науки о камнях было выявлено и определено в отдельные группы более 3 тыс. минералов. Многие, из которых, имея схожие внешние характеристики и даже строение, все-таки принадлежат к разным классам.

Непрофессионалу выявить различия между похожими друг на друга драгоценными камнями очень трудно. Геммологам это под силу. Диагностика проводится с помощью специального оборудования в лабораторных условиях.

Основными характеристиками драгоценных, полудрагоценных и поделочных камней выступают:

Оптические свойства драгоценностей

Большую роль в изучении камней играют и оптические свойства драгоценных камней. Многим имитациям или синтетическим кристаллам не присущи такие характеристики как люминесценция, блеск и некоторые другие. Среди оптических свойств, основными можно назвать:

Очень интересны присущие многим самоцветам оптические эффекты, проявляющиеся после шлифовки:

Конечно, все вышеперечисленные свойства, которые изучает наука о камнях, далеко не единственные.

Но они являются базовыми при изучении того или иного минерала. Наука о камнях, минералогия, и ее более узкая отрасль, геммология, – одни из древнейших учений. Описанием драгоценных камней и их свойств посвящали свои труды философы и великие мыслители Древней Эллады и Рима, ученые Средневековья и наших дней.

За тысячи лет изменились методы, позволяющие различать минералы, критерии, определяющие их ценность. Неизменным осталось лишь одно – как и много столетий назад, самоцветы продолжают поражать человеческое воображение своей красотой и магической силой.