Мінерали можуть знаходитись у наступних станах. Мінерали та мінералогія

Незважаючи на те, що багато людей приблизно уявляють, що це таке, деякі не можуть дати визначення поняттю «мінерал». Класифікація мінералів включає велику кількість найрізноманітніших елементів, кожен з яких знайшов застосування в тій чи іншій сфері діяльності завдяки своїм перевагам і особливостям. Тому важливо знати про те, які властивості вони мають і як можуть бути використані.

Мінерали є продуктами штучних або природних хімічних реакцій, які відбуваються як усередині земної кори, так і на її поверхні, і при цьому є однорідними хімічно і фізично.

Класифікація

На сьогоднішній день відомо понад 4000 різних порід, що входять до категорії «мінерал». Класифікація мінералів здійснюється за такими ознаками:

• генетичні (залежно від походження);
• практичні (сировина, руда, дорогоцінне каміння, пальне тощо);
• хімічні.

Хімічна

На даний момент найбільш поширеною є класифікація мінералів за хімічним складом, яка застосовується сучасними мінералогами та геологами. Вона базується на характері сполук, між різними структурами елементами, типами упаковки та ще безлічі інших особливостей, які може мати мінерал. Класифікація мінералів такого роду передбачає поділ їх у п'ять типів, кожен із яких характеризується переважанням певного характеру зв'язок між певними структурними одиницями.

• самородні елементи;
• сульфіди;
• оксиди та гідроокисли;
• солі кисневих кислот;
• галогеніди.

Далі за характером аніонів вони поділяються на кілька класів (у кожному типі свій поділ), усередині яких вже розбиваються на підкласи, з яких можна виділити: каркасний, ланцюжковий, острівний, координаційний та шаруватий мінерал. Класифікація мінералів, які близькі між собою за складом і мають подібну структуру, передбачає їхнє об'єднання у різні групи.

Характеристика типів мінералів

• Самородні елементи. Сюди входять самородні металоїди та метали, такі як залізо, платина чи золото, а також неметали на кшталт алмазу, сірки та графіту.
• Сульфіти, а також різні їх аналоги. Хімічна класифікація мінералів включає цю групу солі такі як пірит, галеніт та інші.
• Окисли, гідроокисли та інші їх аналоги, що є сполукою металу з киснем. Магнетит, хроміт, гематит, гетит – це основні представники цієї категорії, які виділяє хімічна класифікація мінералів.
• Солі кисневих кислот.
• Галогеніди.

Також варто зазначити, що у групі "солі кисневих кислот" існує ще й класифікація мінералів за класами:

• карбонати;
• сульфати;
• вольфрамати та молібдати;
• фосфати;
• силікати.

Також бувають поділяються на три групи:

• магматичні;
• осадові;
• метаморфічні.

За походженням

Класифікація мінералів за походженням включає три основні групи:

• Ендогенні. Такі процеси мінералоутворення у переважній більшості випадків передбачають впровадження в кору землі та подальше застигання підземних розпечених сплавів, які прийнято називати магмами. При цьому саме утворення мінералів здійснюється у три кроки: магматичний, пегматитовий та постмагматичний.
• Екзогенні. У разі утворення мінералів здійснюється в інших умовах проти ендогенним. Екзогенне мінералоутворення передбачає хімічне та фізичне розкладання речовин та одночасне формування новоутворень, що мають стійкість до іншого середовища. Кристали утворюються внаслідок вивітрювання ендогенних мінералів.
• Метаморфічні. Незалежно від шляхів утворення гірських порід, їх міцності чи стійкості вони завжди будуть змінюватися під впливом певних умов. Породи, які формуються через зміну властивостей або складу початкових зразків, прийнято називати метаморфічними.

За Ферсманом та Бауером

Класифікація мінералів за Ферсманом і Бауером включає кілька порід, призначених в основному для виготовлення різних виробів. До неї входять:

• самоцвіти;
• кольорове каміння;
• органогенні камені.

Фізичні властивості

Класифікація мінералів і гірських порід за походженням і складом включає безліч найменувань, і при цьому кожен елемент має унікальні фізичні властивості. Залежно від цих параметрів визначається цінність тієї чи іншої породи, а також можливість застосування в різних сферах діяльності людини.

Твердість

Дана характеристика є опір певного твердого тіла дряпаючим впливом іншого. Таким чином, якщо аналізований мінерал м'якший від того, яким дряпають його поверхню, на ньому залишатимуться сліди.

Принципи класифікації мінералів за твердістю ґрунтуються на використанні шкали Моосу, представленої спеціально підібраними породами, кожна з яких здатна дряпати своїм гострим кінцем попередні найменування. Вона включає список з десяти найменувань, який починається з тальку і гіпсу, а закінчується, як багатьом відомо, алмазом - найбільш твердою речовиною.

Спочатку породою прийнято проводити за склом. Якщо на ньому залишатиметься подряпина, то в такому разі класифікація мінералів за твердістю вже передбачає присвоєння йому понад 5 клас. Після цього твердість вже уточнюється відповідно. Якщо на склі залишилася подряпина, то в такому випадку далі береться зразок з 6-го класу (польовий шпат), після чого намагаються креслити їм по потрібному мінералу. Таким чином, якщо, наприклад, залишив на зразку подряпину, а апатит, що знаходиться під номером 5, не залишив, йому надається клас 5.5.

Не варто забувати про те, що в залежності від значення кристалографічного спрямування у деяких мінералів може відрізнятись твердість. Наприклад, у дистена на площині спайності твердість вздовж довгої осі кристала має значення 4, тоді як поперек на цій же площині воно збільшується до 6. Дуже тверді мінерали можна зустріти виключно в групі з неметалічний блиск.

Блиск

Формування блиску у мінералів здійснюється за рахунок відбиття від поверхні променів світла. У будь-якому посібнику про мінерали класифікація передбачає розподіл на дві великі групи:

• з металевим блиском;
• з неметалевим блиском.

До перших відносяться ті породи, які дають чорну межу і є непрозорими навіть у досить тонких уламках. Сюди відноситься магнетит, графіт та вугілля. Як виняток тут розглядаються також мінерали з неметалевим блиском, що мають кольорову межу. Це стосується золота із зеленою рисою, міді зі своєрідною червоною, срібла із срібно-білою, а також ряду інших.

Металевий за своєю природою схожий з блиском свіжого зламу різних металів, і його досить добре можна побачити на свіжій поверхні зразка, навіть якщо розглядаються Класифікація виробів з таким блиском також включає непрозорі зразки, які є більш важкими в порівнянні з першою категорією.

Металевий блиск є характерним для мінералів, які є рудою різних металів.

Колір

Варто зазначити, що колір є постійною ознакою лише для деяких мінералів. Таким чином, малахіт завжди залишається зеленим, золото не втрачає свого золотисто-жовтого кольору і т. д., тоді як для багатьох інших він є непостійним. Для визначення кольору необхідно заздалегідь отримати свіжий скол.

Окрему увагу слід приділити тому, що класифікація властивостей мінералів передбачає також поняття, як колір риси (молотого порошку), який часто не відрізняється від стандартного. Але при цьому існують і такі породи, у яких колір порошку значно відрізняється від їхнього власного. Наприклад, до них входить кальцит, який може бути жовтим, білим, блакитним, синім і ще в багатьох інших варіаціях, але при цьому порошок у будь-якому випадку залишатиметься білим.

Порошок, або риса мінералу, виходить на порцеляні, яка не повинна покриватися ніякою глазур'ю і серед професіоналів називається просто бісквіт. По його поверхні проводиться характеристика мінералом, що визначається, після чого вона трохи розмазується пальцем. Не слід забувати про те, що тверді, а також сильно тверді мінерали не залишають за собою жодного сліду через те, що цей «бісквіт» вони просто дряпатимуть, тому попередньо потрібно зіскребти певну частину з них на білий папір, і потім уже розтерти до необхідного стану.

Спайність

Дане поняття має на увазі властивість мінералу розколюватися або розщеплюватися в деякому напрямку, залишаючи при цьому блискучу гладку поверхню. Варто відзначити той факт, що Еразм Бартолін, який відкрив дану властивість, відправив результати проведених досліджень досить авторитетної комісії, що включає таких відомих учених, як Бойль, Гук, Ньютон і ще безліч інших, але вони визнали виявлені явища випадковими, а закони недійсними Хоча вже буквально через сторіччя виявилося, що всі результати були вірними.

Таким чином, передбачається п'ять основних градацій спайності:

• дуже досконала - мінерал можна легко розщепити на невеликі платівки;
• досконала - за будь-яких ударів молотком зразок розколюватиметься на уламки, які обмежуються площинами спайності;
• ясна чи середня - при спробі розколювання мінералу формуються уламками, які обмежуються не лише площинами спайності, а й нерівними поверхнями у випадкових напрямках;
• недосконала - виявляється з певними складнощами;
• вельми недосконала - спайність практично відсутня.

Певні мінерали мають відразу кілька напрямів спайності, що найчастіше стає їм основним діагностичним ознакою.

Злам

Під цим поняттям мається на увазі поверхня розколу, яка пройшла в мінералі не по спайності. На сьогоднішній день прийнято розрізняти основні п'ять типів зламів:

• рівний - на поверхні відсутні якісь помітні вигини, але при цьому вона не дзеркально рівна, як у випадку зі спайністю;
• ступінчастий - характерний для кристалів, що мають більш-менш ясну та досконалу спайність;
• нерівний - проявляється, наприклад, у апатиту, і навіть інших мінералів, мають недосконалу спайность;
• занозистий - характерний для мінералів волокнистого додавання і чимось схожий із зламом деревини поперек волокнистості;
• раковистий - за формою своєї поверхні схожий на раковину;

Інші властивості

Досить велика кількість мінералів має таку діагностичну чи відмітну ознаку, як магнітність. Для її визначення прийнято використовувати стандартний компас або спеціальний нож. Проведення випробувань в даному випадку здійснюється наступним чином: береться невеликий шматочок або мала кількість порошку випробуваного матеріалу, після чого до нього торкаються намагніченим ножем або підковкою. Якщо після цієї процедури частинки мінералу починають притягуватись, це говорить про наявність у нього певної магнітності. При використанні компаса його кладуть на якусь рівну поверхню, після чого чекають вирівнювання стрілки і підносять до неї мінерал, не торкаючись при цьому самого пристрою. Якщо стрілка починає зміщуватись, це говорить про те, що він магнітний.

Певні мінерали, у складі яких містяться вуглекислі солі, під впливом соляної кислоти починають виділяти вуглекислий газ, який проявляється у візі бульбашок, тому багато хто називає це «кипінням». Серед таких мінералів виділяються: малахіт, кальцит, крейда, мармур та вапняк.

Також деякі речовини можна добре розчиняти у воді. Таку здатність мінералів нескладно визначити на смак, і, зокрема, це стосується і інших.

Якщо потрібно проведення досліджень мінералів на плавкість і горіння, потрібно попередньо відколоти невеликий шматочок від зразка, після чого за допомогою пінцета внести його безпосередньо в полум'я від газового пальника, спиртування або свічки.

Форми їх знаходження у природі

У переважній більшості випадків у природі різні мінерали зустрічаються у вигляді зростків або одиночних кристалів, а також можуть з'являтися у вигляді скупчень. Останні складаються з великої кількості зерен, що мають внутрішню кристалічну будову. Таким чином, виділяється три основні групи, що мають характерний зовнішній вигляд:

• ізометричні, однаково розвинені у всіх трьох напрямках;
• подовжені, що мають більш витягнуті форми в одному з напрямків;
• витягнуті у двох напрямках за збереження третього у короткому вигляді.

При цьому варто відзначити, що деякі мінерали можуть утворювати кристали, що закономірно зрослися, які потім називають двійниками, трійниками та іншими найменуваннями. Такі зразки найчастіше являють собою результат зрощення або взаємного проростання кристалів.

Види

Не варто плутати закономірні зростки і незакономірні агрегати кристалів, наприклад, зі «щітками» або друзями, які наростають на стінах печер та різних порожнин у гірських породах. Друзи є зростками, що утворюються з декількох більш-менш правильних кристалів і при цьому приростають одним кінцем до якої-небудь породи. Для формування потрібно відкрита порожнина, яка передбачає можливість вільного зростання мінералів.

Крім іншого, багато кристалічних мінералів відрізняються досить складними неправильними формами, що призводить до утворення дендритів, натічних форм та інших. Формування дендритів здійснюється через занадто швидку кристалізацію мінералів, розташованих у тонких тріщинах і порах, причому породи в даному випадку починають нагадувати досить химерні гілки рослин.

Нерідко бувають і такі ситуації, коли мінерали практично повністю заповнюють невеликий порожній простір, що призводить до утворення секреції. У них використовується концентрична будова, а мінеральна речовина заповнює її до центру від периферії. Досить великі секреції, у яких всередині залишається порожній простір, прийнято називати жеодами, тоді як невеликі утворення називають мигдаликами.

Конкреції - це придбання некоректної округлої або кулястої форми, формування яких виникає через активне відкладення мінеральних речовин навколо певного центру. Досить часто їм характерна радіально-промениста внутрішня конструкція, а на відміну від секрецій зростання здійснюється, навпаки, до периферії від центру.

Природа дає людині можливість користуватися нею благами. Тому люди живуть цілком комфортно та мають все необхідне. Адже вода, сіль, метали, паливо, електрика та багато іншого – все створюється природним шляхом і надалі перетворюється на потрібну для людини форму.

Те саме стосується і таких продуктів природи, як мінерали. Ці численні різноманітні кристалічні структури є важливою сировиною для величезної кількості різноманітних промислових процесів у господарську діяльність людей. Тому розглянемо, які бувають види мінералів і що взагалі є цими сполуками.

Мінерали: загальна характеристика

У загальноприйнятому в мінералогії сенсі під терміном "мінерал" розуміється тверде тіло, що складається з хімічних елементів і має низку індивідуальних фізико-хімічних властивостей. Крім того, утворено воно має бути лише природним шляхом, під впливом тих чи інших природних процесів.

Мінерали можуть бути утворені як простими речовинами (саморідні), і складними. Шляхи формування також різні. Існують такі процеси, що сприяють їх освіті:

Великі агрегати мінералів, зібрані в єдині системи, називаються гірськими породами. Тому плутати ці два поняття не слід. Гірські мінерали видобуваються саме шляхом дроблення та обробки цілих шматків порід.

Хімічний склад цих сполук може бути різним і містити велику кількість різних речовин-домішок. Однак завжди є одне головне, яке домінує у складі. Тому саме воно і є визначальним, а домішки не враховуються.

Будова мінералів

Структура мінералів – кристалічна. Існують кілька варіантів решіток, якими вона може бути представлена:

• кубічна;
• гексагональна;
• ромбічна;
• тетрагональна;
• моноклінна;
• тригональна;
• триклінна.

Класифікують ці сполуки за хімічним складом визначальної речовини.

Види мінералів

Можна навести таку класифікацію, яка відбиває основну частину складу мінералу.

Крім вище зазначених груп, зустрічаються органічні сполуки, що формують цілі природні поклади. Наприклад, торф, вугілля, уркіт, оксолати кальцію, заліза та інші. А також кілька карбідів, силіцидів, фосфідів, нітридів.

Самородні елементи

Це такі мінерали (фото можна побачити нижче), утворені простими речовинами. Наприклад:

Часто ці речовини зустрічаються у вигляді великих агрегацій з іншими мінералами, шматками гірських порід та рудами. Видобуток та їх використання у промисловості мають важливе значення для людини. Вони - основа, сировина для отримання матеріалів, з яких згодом виготовляють різні предмети побуту, конструкції, прикраси, прилади та інше.

Фосфати, арсенати, ванати

У цю групу входять породи та мінерали, які мають переважно екзогенне походження, тобто зустрічаються у зовнішніх шарах земної кори. Усередині формуються лише фосфати. Солей фосфорної, миш'якової та ванадієвої кислот насправді досить багато. Однак, якщо розглядати загальну картину, то загалом відсотковий їх вміст у корі невеликий.

Можна виділити кілька найпоширеніших кристалів, які належать до цієї групи:

• апатит;
• вівіаніт;
• ліндакеріт;
• розеніт;
• карнотит;
• паскоїт.

Як зазначалося, дані мінерали формують гірські породи досить великої величини.

Оксиди та гідроксиди

До цієї групи мінералів входять всі оксиди, і прості, і складні, які утворені металами, неметалами, інтерметалідами та перехідними елементами. Загальний відсотковий вміст цих речовин у земній корі – 5%. Єдиний виняток, який відноситься до силікатів, а не до групи, що розглядається, - це оксид кремнію SiO 2 з усіма його різновидами.

Можна навести безліч прикладів подібних мінералів, проте позначимо найпоширеніші:

1. Граніт.
2. магнітет.
3. Гематит.
4. Ільменіт.
5. Колумбіт.
6. Шпинель.
7. Вапно.
8. Гіббсіт.
9. Романеш.
10. Холфертіт.
11. Корунд (рубін, сапфір).
12. Бокс.

Карбонати

Цей клас мінералів включає до свого складу досить велику різноманітність представників, які також мають важливе практичне значення для людини. Так, існують такі підкласи чи групи:

• кальцит;
• доломіт;
• арагоніт;
• малахіт;
• содові мінерали;
• бастнезіт.

Кожен підклас включає до свого складу від кількох одиниць до десятків представників. Усього налічується близько ста різноманітних мінеральних карбонатів. Найпоширеніші з них:

• мармур;
• вапняк;
• малахіт;
• апатит;
• сидерит;
• смітсоніт;
• магнезит;
• карбонатит та інші.

Деякі цінуються як дуже поширений та важливий будівельний матеріал, інші використовуються для створення ювелірних виробів, треті знаходять застосування у техніці. Проте всі є важливими і видобуток їх ведеться дуже активно.

Силікати

Найрізноманітніша за зовнішніми формами та кількістю представників група мінералів. Таке варіювання обумовлено тим, що атоми кремнію, що лежать в основі їхньої хімічної будови, здатні з'єднуватися в різного виду структури, координуючи навколо себе кілька атомів кисню. Так, можуть формуватися такі типи конструкцій:

• острівні;
• ланцюжкові;
• стрічкові;
• листові.

Дані мінерали, фото яких можна побачити у статті, відомі кожному. Принаймні, деякі з них. Адже до них належать такі як:

• топаз;
• гранат;
• хризопраз;
• Горний кришталь;
• опал;
• халцедон та інші.

Вони знаходять застосування у ювелірній справі, цінуються як міцні конструкції для використання у техніці.

Можна також навести приклад мінерали, назви яких не такі відомі для простих людей, не пов'язаних з мінералогією, але вони дуже важливі в промисловості:

1. Датон.
2. Олівін.
3. Мурманіт.
4. Хризокол.
5. Евдіаліт.
6. Берил.

Чим мінерали відрізняються від гірських порід і як вони використовуються людиною? У нашій статті ви знайдете відповіді на ці запитання.

Мінерал та гірська порода: у чому різниця?

Зовнішня оболонка нашої планети (земна кора) складається з багатьох порід та мінералів. Кожен із них - предмет детального вивчення особливої ​​касти вчених - геологів, мінерологів і петрографів. Що є ці природні освіти? І чим відрізняються мінерали від гірських порід? Спробуємо відповісти на ці питання дуже просто.

Мінерали та гірські породи відрізняються один від одного настільки, наскільки продукти харчування різні з готовими стравами. Якщо у вас є яйця, молоко, цукор і борошно, то ви зможете приготувати з цих інгредієнтів або млинці, або пампушки до супу. Все залежатиме від пропорцій та технології приготування.

Якою б грубою не була ця аналогія, але практично те саме відбувається з мінералами та гірськими породами. Приклад – кварц, один із найпоширеніших мінералів на нашій планеті. У поєднанні з одними речовинами він утворює граніт, а у поєднанні з іншими – базальт.

Однак повернемося до головного питання: чим мінерали від гірських порід? Ключова відмінність полягає в наступному: гірські породи складаються з мінералів. Ті, у свою чергу, є одноріднішими за своїм складом хімічними сполуками. Цікаво відзначити, що до початку XIX століття вчені ще не робили відмінностей між мінералами та гірськими породами. Цей поділ виник у науці відносно недавно.

Мінерал та гірська порода: визначення понять

Мінерал - це природна хімічна сполука з певним складом, що має, як правило, кристалічну структуру. Термін походить від пізньолатинського слова minerale, що означає «руда». Мінерали в земній корі найчастіше представлені у твердому агрегатному стані. Проте зустрічаються рідкі (самородна ртуть) та газоподібні мінерали (наприклад, сірководень).

У природі мінерали утворюються в результаті різних геологічних процесів. Їх вивченням займається окрема наукова дисципліна – мінералогія. До основних фізико-оптичних властивостей мінералів відносять твердість, крихкість, щільність, спайність, злам, колір та блиск.

Гірська порода – це природний агрегат, що складається з одного або кількох мінералів. Вона може бути твердою або м'якою, пухкою. Кожна з існуючих гірських порід відрізняється певним складом, текстурою, забарвленням та іншими характеристиками. Їхнім комплексним вивченням займається наука петрографія. Вперше термін «гірська порода» було вжито ще 1798 року російським геологом Василем Севергіним.

Тепер ви знаєте чим відрізняються мінерали від гірських порід. А ось які їхні види відомі сучасній науці? Про це далі.

Типи та приклади гірських порід та мінералів

Що таке кварц? Польовий шпат – це мінерал чи гірська порода? А як щодо граніту та базальту? Спробуємо розібратися у цьому питанні.

Мінералів у природі - безліч! В даний час людству відомо про 6 тисяч мінералів. Але лише 150 їх широко поширені у природі. Існує кілька різних класифікацій мінералів. Так, за ступенем поширеності у земній корі виділяють:

• Містоутворюючі (ті, які становлять основу більшої частини гірських порід).
• Акцесорні (присутні у складі порід, але складові трохи більше 5 % їх загальної массы).
• Рідкісні мінерали (їх прояви в природі вкрай нечисленні).

Генетична класифікація поділяє всі мінерали на ряд класів (карбіди, сульфіди, силікати, селеніди, фториди, хромати та інші).

Усі гірські породи Землі прийнято ділити втричі великі групи (з їх генези):

1. Магматичні (утворюються з розплавленої магми внаслідок її охолодження та подальшого затвердіння).
2. Осадові (формуються внаслідок переотложения продуктів вивітрювання лежить на поверхні земної кори).
3. Метаморфічні (породи, що сформувалися в товщі земної кори під впливом високого тиску і температури).

Відомі приклади мінералів: кварц, польовий шпат, слюда, олівін, піроксен, плагіоклаз, кальцит.

Найпоширеніші гірські породи: граніт, базальт, глина, кам'яна сіль, крейда, лабрадорит.

Кварц

Кварц - найпоширеніший мінерал у природі. Він входить до складу багатьох гірських порід. Частка кварцу загалом земної кори становить близько 60 %. Хімічна формула мінералу: SiO2.

Назва «кварц» походить від німецького слова та перекладається як «твердий». У чистому вигляді це досить твердий, безбарвний (або білястий) мінерал. Домішки інших речовин можуть надавати йому різноманітне забарвлення. Існує кілька десятків різновидів кварцу (кремінь, аметист, халцедон, онікс та інші).

Польові шпати

Польовий шпат – це мінерал чи гірська порода? Багато хто впевнений, що друге. Насправді, це мінерал, причому один із найпоширеніших. Належить він до класу силікатів.

Польові шпати – головні градоутворюючі мінерали багатьох порід магматичного походження (наприклад, гранітів). Сьогодні вони досить широко застосовуються людиною: у скляній, керамічній, хімічній промисловості. Їх також використовують як флюси в металургії і як наповнювачі в зубних пастах.

Граніт

Граніт – гірська порода магматичного походження. До її мінерального складу входить кварц, польовий шпат та слюда. Граніти надзвичайно поширені у земній корі континентального типу. У природі найчастіше зустрічаються червоні, рожеві та сірі граніти.

Дана порода, завдяки своїй винятковій щільності, міцності та морозостійкості, широко застосовується у будівництві. Її нерідко можна зустріти в обробці стін, облицювання сходів, камінів та вуличних фонтанів. З граніту також виготовлено більшість міських пам'яток, монументів і стел.

Сфери застосування гірських порід та мінералів

Сьогодні майже всі мінерали та гірські породи Землі використовуються людиною більшою чи меншою мірою. Більше того, тисячі геологів щодня працюють над тим, щоб відкривати нові і нові родовища різних корисних копалин по всьому світу. Отже, як людина використовує мінерали та гірські породи, здобуті з надр планети?

Почнемо, мабуть, із паливних мінеральних ресурсів. Природний газ, торф та кам'яне вугілля широко застосовується для опалення житлових будинків, роботи теплових електростанцій, котелень та інших промислових підприємств. Однак найзатребуванішою осадовою породою в сучасному світі є нафта. З так званого «чорного золота» одержують не тільки бензин, а й пластмаси, поліетилен та інші корисні матеріали.

Не можна не згадати і про залізисті кварцити, які після збагачення рудної маси використовуються у виробництві чавуну та сталі. Золото, срібло, платина - найцінніші метали, які застосовуються в ювелірній справі, точному машинобудуванні та електроніці.

Цілий ряд мінералів і гірських порід використовують у будівельній промисловості. Це вапняк, пісок, глина, крейда, гіпс, мармур та інші. Багато хто з них також застосовуються в медицині та косметології. З деяких мінералів одержують барвники. Окрім іншого, різні мінерали знайшли своє застосування в радіоелектроніці, оптиці, хімічній промисловості і навіть у космічній галузі.

Однією з важливих геологічних наук є мінералогія - вчення про мінерали, їх походження, будову, склад, умови знаходження в природі, класифікацію та практичну цінність для людини.
Предмет мінералогії нерозривно пов'язані з такими науками, як хімія, геохімія, стратиграфія, фізика, математика, петрографія та інші.

У зародковому стані мінералогія використовувалася ще в первісному людському суспільстві, коли людям знадобилися знання про ті чи інші мінерали, їх властивості та можливості використання цих властивостей на практиці - для виготовлення предметів побуту, примітивної зброї, знарядь праці і т. д. Мабуть, найперший мінерал, на який людина розумна звернула свій практичний погляд, був кремнем (тонкозернистий різновид кварцу). Це поширений у природі мінерал, завдяки своїм фізичним властивостям добре підходив на вирішення описаних вище завдань.
Трохи пізніше людина стала вивчати властивості інших мінералів, наприклад глини - виготовлення посуду та інших предметів, гематит, гетит, оксиди марганцю використовувалися виготовлення фарби і нанесення наскальних малюнків тощо.

З часом роль мінералів в еволюційному розвитку людського суспільства зростала в геометричній прогресії. Тому сучасна мінералогія зайняла гідне місце у низці найважливіших геологічних наук. Вивчення мінералів та його властивостей було і залишається важливим аспектом процвітання людського суспільства, запорукою подальшого динамічного розвитку багатьох наук та загального пізнання навколишнього Всесвіту.

Що таке мінерал та його відмінність від інших речовин

Мінерали – тверді природні утворення, що мають відносно однорідну внутрішню структуру та хімічний склад по всьому тілу. Структура мінералів, як правило, має вигляд кристалів різної геометричної форми, що зумовлено зв'язками між складовими мінерал хімічними елементами на молекулярному або атомарному рівні. Іншими словами - мінерал - тверда речовина, що утворюється природою, що має по всьому тілу однорідний хімічний склад та однакову внутрішню структуру.
Слово мінерал має латинське походження – “minerale” означає – “руда”.

Прикладом простого мінералу може бути кухонна сіль (хлорид натрію або галид). Кристали кухонної солі утворені мікроскопічними ґратами, в яких присутні атоми двох хімічних елементів - хлору та натрію, міцно пов'язані між собою іонним зв'язком.
Виходячи з такого визначення, можна зробити висновок, що до мінералів не належать суміші хімічних елементів (нехай навіть щільні та тверді, але не однорідні), газоподібні та рідкі речовини, а також тверді утворення хімічних елементів, зв'язок між атомами та молекулами в яких не має упорядкованої структури.
До мінералів також не відносять органічні утворення - вугілля і нафта в будь-якому агрегатному стані. Втім, у деяких вчених працях органічні тверді утворення виділяють у особливий клас – органічні мінерали, але така класифікація не має єдиної підтримки у геологічних наукових колах.

Щоб було простіше зрозуміти різницю між мінералами та іншими природними утвореннями, можна навести такі приклади: вода у звичайному стані - не мінерал, але в твердому (лід) є мінералом, зв'язки між хімічними елементами в якому (кисень і водень) підтримуються на атомарному рівні і мають виражену однорідну структуру з усього тілу.

До мінералів відносять також самородні речовини, утворені однорідними хімічними елементами. Найчастіше у природі зустрічаються самородки сірки, срібла, золота, міді, графіту та алмазів. Значно рідше - самородки заліза, восьмия, іридію, паладію та деяких інших елементів. Всі ці самородки є мінералами за визначенням, оскільки утворюють тверду речовину, що складається з єдиного хімічного елемента з внутрішньою впорядкованою кристалічною структурою.
Тим не менш, самородні речовини – рідкість у природі. Порівняно з мінералами, утвореними хімічними сполуками, самородки становлять трохи більше 1 % загальної маси мінералів нашої планети.

Не є мінералами, за визначенням, тверді речовини з однорідною внутрішньою структурою, створені руками людини, тобто штучним шляхом, як би вони не були схожі на натуральні природні речовини властивостями та характеристиками.

Суміш твердих речовин, кожна з яких утворена мінеральними частинками, теж не є мінералом, як, наприклад, граніт, габро, мармур і т.д. Природні катаклізми, зовнішні хімічні та фізичні фактори надали гірським породам певних структурних характеристик і твердості, проте зв'язки між окремими мінералами в породах не можна розглядати, як єдину структурну решітку цих речовин, тому гірські породи до мінералів не належать.

Деякі тверді речовини взагалі не утворюють внутрішньої кристалічної структурної решітки і знаходяться в аморфному (зазвичай склоподібному) стані. Такі речовини іноді називають метаміктними мінералами . Найчастіше в таких природних утвореннях є радіоактивні елементи, які впливом жорсткого випромінювання руйнують структурні грати цих мінералів.

В даний час відомо та описано майже 6000 різних мінералів, і щорічно відкриваються нові. Іноді вчені роблять і "антивідкриття", доводячи, що описаний раніше мінерал не є таким за визначенням або є близьким різновидом іншого відомого мінералу.

У 2006 році була утворена Комісія IMA з нових мінералів, номенклатури та класифікації (CNMNC), що складається з вчених різних країн, до кола завдань якої входить систематика відомих і знову відкриваються мінералів. В даний час повний перелік речовин, визнаних мінералами, включає близько 6000 назв, включаючи і ті, які вважаються дискредитованими, тобто виключеними з каталогу мінералів з будь-яких причин.
Зокрема, рогова обманка, яка нещодавно вважалася одним із найпоширеніших мінералів земної кори, нині дискредитована, і, на думку вчених, мінералом не є.

Розвиток науки і техніки дозволило людині здійснювати синтез та виробництво штучних речовин, які за своїми властивостями є аналогами деяких цінних мінералів. Але ці штучні речовини мінералами назвати не можна за визначенням, згідно з яким мінерал - тверда речовина, утворена в результаті впливу природних факторів, а чи не штучним шляхом. Тому справжній мінерал людськими руками створити не можна.

Приклади широко відомих мінералів: сіль, лід, кварц - найпоширеніший Землі мінерал, слюда, графіт, алмаз, корунд (окис алюмінію), малахіт, глина.

Систематика мінералів

У розвитку будь-якої науки дуже важливою є правильна систематизація предмета вивчення. Мінералогія – не виняток. Основою класифікації мінералів є хімічний склад, тобто. основний чи основні (утворюючі) хімічні елементи тієї чи іншої мінералу, і навіть внутрішню будову його кристалічних ґрат.
В даний час всі відомі мінерали об'єднані в 14 класів, кожен з яких об'єднує безліч видів, що складаються з подібних "батьків" - хімічних елементів і мають подібну внутрішню структуру.
Нижче наведено таблицю, яка описує ці класи. Слід зазначити, що у різних джерелах інформації систематика мінералів може дещо відрізнятися, оскільки багато питань щодо класифікації цих речовин не знаходять єдиної думки серед учених, але основні принципи, описані вище, дотримані.

Клас мінералу	Основний елемент або з'єднання	Приклади мінералів
Самородні елементи		Золото, мідь, залізо
Карбіди (включаючи нітриди та фосфіди)	вуглець (C)	Муасаніт, карборунд
Сульфіди та сульфосолі (включаючи арсеніди, селеніди та телуриди)		Пірит, кіновар, галеніт
Оксиди	кисень (O)	Гематит, корунд
Гідрооксиди	іони води (OH)
Галогеніди	*Галогени	Флюорит, сильвін
Карбонати (включаючи нітрати та борати)	вугільна кислота (H2CO3)	Кальцит, малахіт, доломіт, магнезит
Нітрати	азотна кислота (HNO3)	Калієва селітра, амоніт
Борати	борна кислота (H3BO3)
Фосфати (включаючи арсенати та ванати)	фосфорна кислота (P2O5·nH2O)
Сульфати	Ідеальні мінерали, визначення яких було наведено на початку статті, у природі зустрічаються дуже рідко. Зазвичай у складі багатьох мінералів присутні в невеликих кількостях частинки різних хімічних включень, часто аморфних (що не утворюють іонно-кристалічного зв'язку з основними гратами мінералу) і фізичні властивості, що їх змінюють. Наприклад, у рубіни та сапфіри, в основі яких лежить корунд, мають включення хімічних елементів, що надають їм різні кольори, від криваво-червоних до синіх, зелений колір малахіту та смарагду обумовлений вмістом у цих мінералах міді чи хрому тощо. Ще частіше у складі природних мінералів присутні неоднорідні включення, що не утворюють кристала атомарного зв'язку, попросту кажучи - ложка дьогтю в бочці меду. Значення мінералів для людини Практична цінність того чи іншого матеріалу для людини визначається її хімічним складом (наприклад, усі метали вилучаються з рудних мінералів), фізичними характеристиками (найчастіше - міцністю, твердістю та ковкістю) та зовнішньою природною красою (особливо це стосується мінералів, що утворюють дорогоцінні камені та оздоблювальні матеріали). Деякі мінерали мають специфічні, властиві лише їм фізичні властивості, які у господарську діяльність людини. Наприклад, деякі види слюди є чудовими електроізоляторами, азбест - утеплювач, магнезит - вогнетривка речовина, кварц володіє властивостями, що використовуються в радіоелектроніці, оптиці, кераміці тощо. присутніх аморфних включень. 

Мінерали- це природні тіла, приблизно однорідні за хімічним складом та фізичними властивостями, що утворюються в результаті фізико-хімічних процесів на поверхні або в глибинах Землі (або інших космічних тіл), головним чином як складова частина гірських порід, руд, метеоритів, без втручання людини у ці процеси.

У цьому відмінність мінералів від штучних продуктів, які у лабораторіях, на фабриках і заводах.

У природі знайдено та вивчено понад 3 тис. мінералів. Нині щорічно відкривається близько 30 їх видів, їх лише кілька десятків поширені, інші - рідкісні.

За фізичним станом розрізняють мінералитверді (кварц, польовий шпат, слюда), рідкі (вода, нафта, ртуть самородна) та газоподібні (водень, кисень, вуглекислий газ, сірководень та ін.). Деякі мінерали в залежності від умов можуть бути як у рідкому, так і у твердому стані (наприклад, вода).

За внутрішнім будовою мінерали ділятьсяна кристалічні (кухонна сіль) та аморфні (опал). У мінералах з кристалічною будовою елементарні частинки (атоми, молекули) розташовані у певному напрямку та на певній відстані між собою, утворюючи кристалічну решітку. У аморфній речовині зазначені частинки розташовані хаотично.

Від внутрішньої будови мінералу (кристалічного чи аморфного) залежать його основні фізичні властивості (твердість, спайність, кристалографічна зовнішня форма та ін.).

Залежно від походження розрізняють мінерали первинні та вторинні.

До первинних відносяться мінерали, що утворилися вперше в земній корі або її поверхні в процесі кристалізації магми. До первинних найпоширеніших мінералів відносяться кварц, польовий шпат, слюда, з яких складаються граніт або сірка у кратерах вулканів.

Вторинні мінерали утворилися за звичайних умов продуктів руйнування первинних мінералів внаслідок вивітрювання, при осадженні і кристалізації солей з водних розчинів чи результаті життєдіяльності живих організмів. Це - кухонна сіль, гіпс, сильвін, бурий залізняк та інші.

Процесів, у яких утворюються мінерали, у природі спостерігається багато. Розрізняють такі процеси: магматичні, гіпергенні, або кліматичні та метаморфічні.

Основним процесом є магматичний. Він пов'язаний з охолодженням, диференціацією та кристалізацією розплавленої магми при різних тисках та температурі. Магма складається переважно з таких хімічних компонентів: Si02, А120з, FeO, CaO, MgO, К2О, містить вона та інші хімічні сполуки, але у меншій кількості.

Мінерали при цьому утворюються переважно при температурі 1000-1500°З тиску в кілька тисяч атмосфер. З мінералів магматичного походження утворюються всі первинні кристалічні породи. Мінерали, походження яких пов'язане з магмою та внутрішнім теплом Землі, називають первинними. До них відносяться польові шпати – ортоклаз, альбіт, анортит, з ортосилікатів – олівін та інші.

Мінерали утворюються також із газів(Газова фаза магми). Найбільш поширені з них пегматити, або житлові мінерали, ортоклаз з кварцом, мікроклін, апатит, мусковіт, біотит та багато інших. Такі мінерали називаються пнеуматогенними.

З гарячої рідини магми(рідка фаза) утворюються гідротермальні мінерали - пірит, золото, срібло та багато інших.

Гіпергенні процесивідбуваються на поверхні Землі за звичайних умов під впливом води, температури та інших факторів. В результаті цього розчиняються і переміщуються різні хімічні сполуки, з'являються нові (вторинні) мінерали, наприклад, сільвін, кварц, кальцит, бурий залізняк і каолініт. Мінерали гіпергенного циклу утворюються при тиску до 1 атм та температурі нижче 100°С. Якісний склад цих мінералів лежить на поверхні Землі певною мірою залежить від географічних широт. Слід зазначити, що перетворення одного і того ж мінералу за різних умов може відбуватися неоднаково. Наприклад, гідрослюди утворюються не тільки зі слюд, а й штучним шляхом.

Основним матеріалом для утворення мінералів гіпергенного походження є первинні породи, що вивітрилися, або ті, які вже пройшли процес перетворення. У цьому процесі також беруть участь живі організми. Мінерали гіпергенного циклу, що утворюються при дії зовнішніх процесів, входять до складу осадових та ґрунтоутворюючих порід.

Екзогенні процеси мінералоутвореннявідбуваються як на поверхні Землі, так і в корі вивітрювання. Для утворення мінералів екзогенного походження важливе значення мають процеси фізичного, хімічного та біологічного вивітрювання.

При метаморфічному процесі мінерали утворюються великих глибинах від Землі за зміни фізико-хімічних умов (температура, тиск, концентрація хімічно активних компонентів). У умовах відбувається перетворення раніше освічених багатьох первинних і вторинних мінералів. Серед них найбільш поширеними є гематит, графіт, кварц, рогова обманка, тальк та багато інших.

Можливо, Вас так само зацікавить: