Твердая оболочка Земли - земная кора - составляет лишь 1,5% от общего объема земного шара. Но, несмотря на это, именно земная кора, а точнее ее верхний слой, представляет для нас наибольший интерес, так как он является источником минерального сырья.
Минералы - это относительно однородные природные тела, имеющие определенные химический состав и физические свойства. Название «минерал» происходит от латинского слова «минера», что в буквальном переводе означает - руда, рудный. Наука, изучающая состав, структуру и свойства минералов, их происхождение и условия залегания, называется минералогией.
Минералы образуются в результате физико-химических процессов, совершающихся в земной коре. Как и вся окружающая нас природа, они состоят из химических элементов. Образно говоря, минерал - это своего рода здание из кирпичиков - химических элементов, построенное по определенным законам природы. И подобно тому, как из примерно одинакового количества кирпичей человеком возведено на Земле множество различных зданий, из сравнительно небольшого числа химических элементов природой создано в земной коре более 3 тыс. разнообразных минералов.

Всего с учетом многочисленных разновидностей насчитывается более 7 тыс. их наименований, которые даются каждому минералу по какому-либо признаку.
В земной коре минералы чаще встречаются не самостоятельно, а в составе . Они во многом определяют физико-механические свойства горных пород и с этой точки зрения представляют наибольший интерес для технологии обработки камня.
Большинство минералов встречается в природе в твердом состоянии. Твердые минералы могут быть кристаллическими или аморфными, различаясь внешне геометрической формой - правильной у кристаллических и неопределенной у аморфных.

Форма минералов зависит от расположения в них атомов. В кристаллических минералах атомы располагаются в строго определенном порядке, образуя пространственную решетку, благодаря которой многие минералы (например, кристалл кварца) имеют вид правильных многогранников. Кристаллические минералы анизотропны, т. е. физические свойства их различны по разным направлениям. В аморфных минералах (обычно они имеют форму натеков) атомы расположены беспорядочно. Такие минералы изотропны, т. е. физические свойства их одинаковы по всем направлениям.

Классификация минералов

В соответствии с общепривятой в настоящее время химической классификацией все минералы могут быть разделены на девять классов:
I. Силикаты - соли кремневых кислот, среди которых выделяют подгруппы минералов, имеющих некоторую общность состава и строения: полевые шпаты, разделяющиеся по химическому составу на плагиоклазы и ортоклазы, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, тальк, хлориты и глинистые минералы. Это самый многочисленный класс, насчитывающий до 800 минералов.
II. Карбонаты - соли угольной кислоты, включающие до 80 минералов и в их числе наиболее распространенные кальцит, магнезит н доломит.

III. Окислы и гидроокислы - объединяют около 200 минералов, среди которых наиболее распространены кварц, опал, лимонит, гаматит.
IV. Сульфиды - соединения элементов с серой, насчитывающие до 200 минералов. Типичный представитель - пирит.
V. Сульфаты - соли серной кислоты, включающие около 260 минералов,
среди которых наибольшее распространение получили гипс и ангидрит.
VI. Галоиды - соли галоидных кислот, насчитывающие около 100 мине-
ралов. Типичные представители галоидов - галит (поваренная соль) и
флюорит.
VII. Фосфаты - соли фосфорной кислоты. Типичный представитель -
апатит.
VIII. Вольфраматы - вольфрамокислые соединения.
IX. Самородные элементы - алмаз и сера.

Вещество. Но иногда его рассматривают в неоправданно расширенном контексте, относя к минералам некоторые органические, аморфные и другие природные продукты, в частности некоторые горные породы , которые в строгом смысле не могут быть отнесены к минералам.

• Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие из себя в обычных условиях жидкости (например, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). Воду , напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд .
• Некоторые органические вещества - нефть , асфальты , битумы - часто ошибочно относят к минералам, либо выделяют их в особый класс "органические минералы ", целесообразность чего весьма спорна.
• Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры . Это относится главным образом к т. наз. метамиктным минералам , имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной кристаллической решетки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (U,Th, и тд.). Различают минералы явнокристаллические , аморфные - метаколлоиды (например, опал , лешательерит и др.) и метамиктные минералы , имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

«Минерал - это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии » (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

Классификация минералов

Существует много вариантов классификаций минералов. Большинство из них построено по структурно-химическому принципу.

По распространённости минералы можно разделить на породообразующие - составляющие основу большинства горных пород, акцессорные - часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы, редкие, случаи нахождения которых единичны или немногочисленны, и рудные, широко представленные в рудных месторождениях.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.
Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов подразделяет все их на КЛАССЫ и выглядит следующим образом:

I. Раздел Самородные элементы и интерметаллические соединения

II. Раздел Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения

• 1. класс Сульфиды и им подобные соединения
• 2. класс Сульфосоли

III. Раздел Галоидные соединения (Галогениды)

• 1. класс Фториды
• 2. класс Хлориды, бромиды и иодиды

IV. Раздел Окислы (оксиды)

• 1. класс Простые и сложные окислы
• 2. класс Гидроокислы или окислы, содержащие гидроксил

V. Раздел Кислородные соли (оксисоли)

• 1. класс Нитраты
• 2. класс Карбонаты
• 3. класс Сульфаты
• 4. класс Хроматы
• 5. Класс Вольфраматы и молибдаты
• 6. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты
• 7. Класс Бораты
• 8. Класс Силикаты
  • А. Островные силикаты.
  • Б. Цепочечные силикаты.
  • В. Ленточные силикаты.
  • Г. Слоистые силикаты.
  • Д. Каркасные силикаты.

VI. Раздел Органические соединения

Свойства минералов

Важнейшими характеристиками минералов являются кристаллохимическая структура и состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Важнейшие свойства минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:

• Габитус кристаллов . Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа
• Блеск - световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
• Спайность - способность минерала раскалываться по определенным кристалографическим направлениям.
• Излом - специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
• Цвет - признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит , синий лазурит , красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты , кварцы , турмалины).
• Цвет черты - цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
• Магнитность - зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита .
• Побежалость - тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
• Хрупкость - прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, т.е. быть хрупкими (например, алмаз)

Эти свойства минералов легко определяются в полевых условиях.

Разнообразие минералов

На сегодняшний день известно более 4 тысяч минералов. Ежегодно открывают несколько десятков новых минеральных видов и несколько «закрывают» - доказывают, что такой минерал не существует.

Четыре тысячи минералов - это очень не много по сравнению с числом известных неорганических соединений (более миллиона). Геологи объясняют небольшое количество минералов следующими причинами:

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Минералы" в других словарях:

Твердые или жидкие тела в составе земной коры; таковы металлы: глина, ртуть, нефть, вода и проч. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. МИНЕРАЛЫ твердые каменные породы и жидкие массы,… … Словарь иностранных слов русского языка

Роль М. в мифопоэтических и религиозных представлениях в целом невелика. В некоторых традициях М. более или менее отчётливо мифологизируются и приобретают большую сакральность. Особое значение имеют драгоценные и полудрагоценные камни. Редкость,… … Энциклопедия мифологии

Природные химические соединения, как правило, твёрдые тела, приблизительно однородные по составу и физическим свойствам; образуются при различных природных явлениях и процессах на поверхности и в глубине Земли. Минералы обычно представляют часть… … Энциклопедия техники

минералы - мед. минералы, микроэлементы, вода  Скелет человека обновляется каждые 7–10 лет.  Организм не вырабатывает минералы и микроэлементы. Поэтому их запас Вы можете пополнять только с пищей, с помощью пищевых добавок и трав.  Минеральные вещества… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

Минералы - Термины рубрики: Минералы Андезит Волластонит Грунты гравийные Грунты дресвяные Грунты засолеленные … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

минералы - pašarinės mineralinės medžiagos statusas Aprobuotas sritis pašarai apibrėžtis Neorganinės medžiagos, naudojamos gyvūnų pašarui. atitikmenys: angl. minerals vok. Mineralstoffe rus. минералы pranc. minéraux šaltinis Lietuvos Respublikos žemės ūkio… … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

минералы - mineralai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Gamtiniai cheminiai junginiai ir elementai, susidarę dėl Žemės plutoje vykstančių cheminių ir fizikinių procesų ir turintys beveik pastovią cheminę sudėtį, fizikines savybes ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

МИНЕРАЛЫ - Видеть во сне минералы означает, что постигшие вас неприятности обернутся радостным финалом и откроют перед вами светлую перспективу. Если снится, что вы занимаетесь поисками минералов, – значит, предпринимаемые вами усилия не дадут… … Сонник Мельникова

Палестина не была особенно богата минералами. Известковая кора, доломит, мел и мелообразный известковый камень представляют в ней господствующую горную почву. Только в Васане была преимущественно базальтовая горная порода, а в Ливане находилась… … Библия. Ветхий и Новый заветы. Синодальный перевод. Библейская энциклопедия арх. Никифора.



Одной из важных геологических наук является минералогия - учение о минералах, их происхождении, строении, составе, условиях нахождения в природе, классификации и практической ценности для человека.
Предмет минералогии неразрывно связан с такими науками, как химия, геохимия, стратиграфия, физика, математика, петрография и другими.

В зачаточном состоянии минералогия использовалась еще в первобытном человеческом обществе, когда людям потребовались познания о тех или иных минералах, их свойствах и возможности использования этих свойств на практике - для изготовления предметов быта, примитивного оружия, орудий труда и т. д. Пожалуй, самый первый минерал, на который человек разумный обратил свой практический взор, являлся кремнем (тонкозернистая разновидность кварца). Это широко распространенный в природе минерал, благодаря своим физическим свойствам хорошо подходил для решения описанных выше задач.
Чуть позже человек стал изучать свойства других минералов, например глины - для изготовления посуды и других предметов, гематит, гетит, оксиды марганца использовались для изготовления краски и нанесения наскальных рисунков и т. д.

С течением времени роль минералов в эволюционном развитии человеческого общества возрастала в геометрической прогрессии. Поэтому современная минералогия заняла достойное место в ряду важнейших геологических наук. Изучение минералов и их свойств было и остается важным аспектом процветания человеческого общества, залогом дальнейшего динамического развития многих наук и общего познания окружающей Вселенной.

Что такое минерал и его отличие от других веществ

Минералы - твердые природные образования, имеющие относительно однородную внутреннюю структуру и химический состав по всему телу. Структура минералов, в большинстве случаев, имеет вид кристаллов различной геометрической формы, что обусловлено связями между составляющими минерал химическими элементами на молекулярном или атомарном уровне. Иными словами - минерал - твердое вещество, образуемое природой, имеющее по всему телу однородный химический состав и одинаковую внутреннюю структуру .
Слово минерал имеет латинское происхождение - "minerale" означает - "руда".

Примером простого минерала может послужить поваренная соль (хлорид натрия или галид). Кристаллы поваренной соли образованы микроскопической решеткой, в которой присутствуют атомы двух химических элементов - хлора и натрия, прочно связанные между собой ионной связью.
Исходя из такого определения, можно сделать вывод, что к минералам не относятся смеси химических элементов (пусть даже плотные и твердые, но не однородные), газообразные и жидкие вещества, а также твердые образования химических элементов, связь между атомами и молекулами в которых не имеет упорядоченной структуры.
К минералам, также, не относят органические образования - уголь и нефть в любом агрегатном состоянии. Впрочем, в некоторых ученых трудах органические твердые образования выделяют в особый класс - органические минералы, но такая классификация не имеет единой поддержки в геологических научных кругах.

Чтобы было проще понять различие между минералами и другими природными образованиями, можно привести такие примеры: вода в обычном состоянии - не минерал, но в твердом (лед), является минералом, связи между химическими элементами в котором (кислород и водород) поддерживаются на атомарном уровне и имеют выраженную однородную структуру по всему телу.

К минералам относят, также, самородные вещества, образованные однородными химическими элементами. Наиболее часто в природе встречаются самородки серы, серебра, золота, меди, графита и алмазов. Значительно реже - самородки железа, осьмия, иридия, палладия и некоторых других элементов. Все эти самородки являются минералами по определению, поскольку образуют твердое вещество, состоящее из единственного химического элемента с упорядоченной внутренней кристаллической структурой.
Тем не менее, самородные вещества - редкость в природе. В сравнении с минералами, образованными химическими соединениями, самородки составляют не более 1 % от общей массы минералов нашей планеты.

Не являются минералами, по определению, твердые вещества с однородной внутренней структурой, созданные руками человека , т. е. искусственным путем, как бы они ни походили на натуральные природные вещества свойствами и характеристиками.

Смесь твердых веществ, каждое из которых образовано минеральными частицами, тоже не является минералом, как, например, гранит , габбро , мрамор и т. д. Эти вещества являются по определению горными породами , образованными смесью различных минералов, но сами они минералами не являются. Природные катаклизмы, внешние химические и физические факторы придали горным породам определенные структурные характеристики и твердость, тем не менее, связи между отдельными минералами в породах нельзя рассматривать, как единую структурную решетку этих веществ, поэтому горные породы к минералам не относятся.

Некоторые твердые вещества вообще не образуют внутренней кристаллической структурной решетки и находятся в аморфном (обычно, стекловидном) состоянии. Такие вещества иногда называют метамиктными минералами . Чаще всего в таких природных образованиях присутствуют радиоактивные элементы, которые воздействием жесткого излучения разрушают структурную решетку этих минералов.

В настоящее время известно и описано почти 6000 различных минералов, и ежегодно открываются новые. Иногда ученые делают и "антиоткрытия", доказывая, что описанный ранее минерал не является таковым по определению или является близкородственной разновидностью другого известного минерала.

В 2006 году была образована Комиссия IMA по новым минералам, номенклатуре и классификации (CNMNC), состоящая из ученых различных стран, в круг задач которой входит систематика известных и вновь открываемых минералов. В настоящее время полный перечень веществ, признанных минералами включает около 6000 названий, включая и те, которые считаются дискредитированными, т. е. исключенными из каталога минералов по каким-либо причинам.
В частности, роговая обманка, которая не так давно считалась одним из самых распространенных минералов земной коры, в настоящее время дискредитирована, и, по мнению ученых, минералом не является.

Развитие науки и техники позволило человеку осуществлять синтез и производство искусственных веществ, которые по своим свойствам являются аналогами некоторых ценных минералов. Но эти искусственные вещества минералами назвать нельзя по определению, согласно которому минерал - твердое вещество, образованное в результате воздействия природных факторов , а не искусственным путем. По этой причине настоящий минерал человеческими руками создать нельзя.

Примеры широко известных минералов: соль, лед, кварц - наиболее распространенный на Земле минерал, слюда, графит, алмаз, корунд (окисел алюминия), малахит, глина.



Систематика минералов

В развитии любой науки очень важна правильная систематизация предмета изучения. Минералогия - не исключение. Основой классификации минералов является их химический состав, т.е. основной или основные (образующие) химические элементы того или иного минерала, а также внутреннее строение его кристаллической решетки.
В настоящее время все известные минералы объединены в 14 классов, каждый из которых объединяет множество видов, слагаемых из сходных "родителей" - химических элементов и имеющих сходную внутреннюю структуру.
Ниже приведена таблица, описывающая эти классы. Следует отметить, что в различных источниках информации систематика минералов может несколько отличаться, поскольку многие вопросы по классификации этих веществ не находят единого мнения среди ученых, но основные принципы, описанные выше, соблюдены.

Класс минерала	Основной элемент или соединение	Примеры минералов
Самородные элементы		Золото, медь, железо
Карбиды (включая нитриды и фосфиды)	углерод (C)	Муассанит, карборунд
Сульфиды и сульфосоли (включая арсениды, селениды и теллуриды)		Пирит, киноварь, галенит
Оксиды	кислород (O)	Гематит, корунд
Гидрооксиды	ионы воды (OH)
Галогениды	*галогены	Флюорит, сильвин
Карбонаты (включая нитраты и бораты)	угольная кислота (H2CO3)	Кальцит, малахит, доломит, магнезит
Нитраты	азотная кислота (HNO3)	Калиевая селитра, аммонит
Бораты	борная кислота (H3BO3)
Фосфаты (включая арсенаты и ванадаты)	фосфорная кислота (P2O5·nH2O)
Сульфаты	Идеальные минералы, определение которых было приведено в начале статьи, в природе встречаются очень редко. Обычно в составе многих минералов присутствуют в небольших количествах частицы различных химических включений, часто аморфных (не образующих ионно-кристаллической связи с основной решеткой минерала) и изменяющих их физические свойства. Например, в рубины и сапфиры, в основе которых лежит корунд, имеют включения химических элементов, придающих им различные цвета, от кроваво-красных до синих, зеленый цвет малахита и изумруда обусловлен содержанием в этих минералах меди или хрома и т. д. Еще чаще в составе природных минералов присутствуют неоднородные включения, не образующие с кристаллом атомарной связи, попросту говоря - ложка дегтя в бочке меда. Значение минералов для человека Практическая ценность того или иного материала для человека определяется его химическим составом (например, все металлы извлекаются из рудных минералов), физическими характеристиками (чаще всего - прочностью, твердостью и ковкостью) и внешней природной красотой (особенно это относится к минералам, образующим драгоценные камни и отделочные материалы). Некоторые минералы имеют специфические, присущие только им физические свойства, используемые в хозяйственной деятельности человека. Например, некоторые виды слюды являются великолепными электроизоляторами, асбест - теплоизолятор, магнезит - огнеупорное вещество, кварц обладает свойствами, используемыми в радиоэлектронике, оптике, керамике и т. п. Физические характеристики минералов зависят от характера кристаллизации (структурная решетка), составляющих химических элементов и присутствующих аморфных включений. 

). , в отличие от , обычно не считают минералом. По мнению В. И. Вернадского, однако, минералами являются не только твердые прир. образования, но также и .

Понятие минерал употребляют для обозначения минеральных индивида, вида и разновидности. Минер. индивиды-отдельные или кристаллич. зерна. Их размеры варьируют от 1-100 нм (коллоидные минералы) до неск. м. Минер. вид-совокупность минер. индивидов однотипной структуры, хим. состав к-рых может изменяться в определенных пределах без изменения структуры. Минералы одинакового состава, но разной структуры-полиморфные модификации (напр., и , и арагонит) - относят к разным минер. видам. Непрерывные ряды твердых р-ров (изоморфные смеси) условно делят на неск. минер. видов. Так, в двухкомпонентных твердых р-рах выделяют обычно три минер. вида (с содержанием одного из компонентов 100-75, 75-25 и 25-0 мол. или ат. %), реже два (0-50 и 50-100 мол. или ат. %), а в трехкомпонентных-семь или три. Минер. разновидность выделяют внутри минер. вида по особенностям структуры, состава, морфологии и св-в. Известно ок. 3000 минер. видов и почти столько же разновидностей.

Называют минералы по составу, месту находки, особенностям морфологии, характерному св-ву, в честь ученых, путешественников, космонавтов, политич. деятелей и т.д.

Структура. Структурными единицами в узлах кристаллич. решетки м. б. (как, напр., в ), (напр., Na + , UO 2 2+ , NH + 4 , Н 3 О + , Cl - , CO 3 2- , PO 4 3-), а также (S 8 в , As 4 S 4 . в реальгаре). Они удерживаются в структуре благодаря ионной, ковалентной, металлич. и , а также . В т. наз. гомо(изо)десмич. структурах имеется только один тип связи (ковалентная в , ионная в галите, металлическая в ); но гораздо чаще встречаются гетеро(анизо)десмич. структуры с неск. типами связи. Пространств. расположение структурных единиц, связанных наиб. прочными связями, определяет геом. "мотив" структуры: островной (в т.ч. кольцевой), цепочечный, ленточный, слоистый, каркасный, координационный. В структуре каждого минерала выделяют элементарную ячейку с соответствующей и параметрами (см. ).

Реальная структура минералов отличается от идеальной наличием (вакансии в отдельных узлах кристаллич. решетки, примесные или в узлах или между узлами, изменение у части ) и . Упорядочение вакансий может приводить к увеличению одного из параметров элементарной ячейки. Для слоистых минералов ( , молибденит и др.) характерна , при к-рой происходит небольшой сдвиг слоев (пакетов) относительно друг друга с изменением периодичности в их чередовании. В результате разл. политипы одного минерала отличаются друг от друга параметрами вдоль одной из осей (причем эти параметры кратны одной и той же величине). При этом может происходить изменение вида элементарной ячейки вплоть до изменения сингонии. Однако существ. перестройки структуры, как при , не происходит.

Кроме того, или в нек-рых минералах могут распределяться по узлам кристаллич. решетки закономерно или статистически; соответственно различают упорядоченные и неупорядоченные структуры.

Химический состав и формулы. В состав минералов входят все стабильные и долгоживущие элементов периодич. системы, кроме (хотя Аr и Не могут накапливаться в минералах как продукты радиоактивного распада). Различают видообразующие элементы и элементы-примеси, содержание к-рых в минералах составляет соотв. единицы-десятки и единицы-доли процента по массе. К последним обычно относят редкие и : Rb, Cs, Ra, Sc, Ga, In, Tl, Ge, Hf, Th, РЗЭ, Re, I, Br и др., к-рые, как правило, не образуют самостоятельных минералов. Примеси м. б. структурными (изоморфными) или механическими (адсорбир. элементы и соед., газово-жидкие микровключения, микроскопич. и суб-микроскопич. включения др. минералов), что связано с условиями образования минерала и с особенностями его кристаллич. структуры.

По числу (один, два или больше) видообразующих элементов среди минералов выделяют соотв. простые в-ва, бинарные и более сложные соединения. Бинарные соед. преобладают среди (напр., Au 2 Bi, Pd 3 Sn, Pt 3 Fe), (Fe 3 C, FeSi, CrN), характерны для нек-рых халькогенидов (PbS, NiSe, Bi 2 Te 3 , NiAs, FeSb 2), простых (MgO, Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2), галогенидов (NaCl, KCl, MgF 2 , CaF 2). К более сложным соед. относятся нек-рые (Au 8 PbTe, CuPt 2 Fe), и (Fe 2 NiP, Fe 20 Ni 3 C), большая часть халькогенидов (Cu 5 FeS 4 , CoAsS, Ag 3 SbS 3), и сложные (АlOОН, FeCr 2 O 4), все кислородсодержащих к-т {Ca s 3 (F, Сl, ОН)}, часть галогенидов (NH 4 Cl, KMgCl 3 . 6H 2 O) и все т. наз. галогеносоли (Na, Na 3 ). Характерная особенность , и - наличие полимерных , В в строении анионного радикала принимают участие (кроме Si и О) Аl, В и Be.

Состав нек-рых минералов относительно постоянен ( , и др.), однако большинство минералов имеют переменный состав, как, напр., члены изоморфных рядов в двух-, трех- и .

Состав минералов выражается хим. ф-лой. Эмпирич. ф-ла отражает соотношения входящих в состав минерала элементов, к-рые располагаются в ней слева направо по мере увеличения номера группы в периодич. системе, а для элементов одной группы-по мере уменьшения их , напр. кобальтин CoAsS, сподумен Li 2 O Аl 2 О 3 4SiO 2 . К р и с т а л л о х и м. ф-ла отражает связь состава со структурой. Она записывается по определенным правилам: сначала ; затем , при этом комплексные заключают в квадратные скобки; после т. наз. дополнит. (F - , Cl - , ОН - , О 2-); обычно записываются в конце ф-лы; изоморфные элементы ставят в круглые скобки через запятую. Можно указать мотив полимерного : цепочечный или ленточный (), слоистый (), каркасный (). Напр., кристаллохим. ф-ла кобальтина имеет вид Co, сподумена- , талька-Mg 3 (OH) 2 , альбита- . указывают справа вверху от символа элемента, а координац. число-слева вверху в круглых скобках, напр.: магнетит Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 , андалузит (6) Al (5) Al О. Ф-лы минералов, для к-рых характерны разнообразные изоморфные замещения, записывают в обобщенном виде, напр. блеклые М + 10 М 2 2+ , где М + -Сu, Ag; M 2+ -Fe, Zn, Сu, Hg, Cd, Mn; Y-As, Sb, Bi, Те; X-S, Se.

В составе минералов может присутствовать : связанная, или конституционная, в ионизир. виде (ОН - , Н 3 О +); кристаллизационная в виде Н 2 О, кол-во к-рых в элементарной ячейке постоянно, и свободная (адсорбированная, капиллярная, межслоевая и др.), кол-во к-рой непостоянно, что обозначается n . Н 2 О или aq. Минерал может содержать одновременно неск. типов , что отражается в кристаллохим. ф-лах, напр.: Са 2Н 2 О, гидромусковит (К, Н 3 O +) Аl 2 (OH) 2 nН 2 O.

Реальный состав минерала всегда отличается от идеальной ф-лы минер. вида. Так, ф-ла минер. вида сфалерита-ZnS, а в результате хим. анализа конкретного образца сфалерита м. б. получена, напр., такая ф-ла: (Zn 0,70 Fe 0,15 Mn 0,10 Cd 0,03 In 0,02)S.

О п т и ч. с в-в а минералов включают преломление, отражение и поглощение света, блеск, цвет, . Они также связаны с составом и структурой минералов. Преломление света наблюдается у прозрачных минералов (кислородные и галогенные соед.) и характеризуется показателем преломления п. Отражение света наблюдается в большей степени у непрозрачных и полупрозрачных минералов ( , халько-гениды, и ) и характеризуется коэф. отражения R. По величинам п и R диагностируют минералы под микроскопом в проходящем или отраженном свете. Свето-поглощение (оптич. плотность) характеризует как прозрачные ( , горный хрусталь), так и полупрозрачные (сфалерит, ) и непрозрачные (магнетит, ) минералы. Блеск минералов, наблюдаемый визуально,-одна из форм светоотражения. Он бывает металлическим, полуметаллическим, алмазным, стеклянным, жирным, матовым и др. Цвет минералов объясняется частичным поглощением видимого света и обусловлен присутствием в структуре ионов-хромофоров в качестве видообразующих элементов или изоморфных примесей, а также структурными , газово-жидкими включениями и микроскопич. включениями окрашенных минералов. Нек-рые минералы способны люминесцировать при облучении, нагревании, раскалывании, в результате .

Э л е к т р и ч. с в-в а выявляются у минералов при воздействии на них электркч. поля, в нек-рых случаях-при нагр. или мех. . По величине электропроводности минералы делят на проводники ( , ), (мн.

Много сокровищ хранит в своих недрах Земля. Их выявляют геологи. Вся наша жизнь тесно связана с использованием природных богатств. Взгляните вокруг: дом, в котором мы живем, сложен из камней, кирпичей и бетона, а сырье для них получено из земли. Машины, необходимые на производстве и в быту, сделаны из , руды которых добывают в земных недрах. А уголь, нефть? Если вспомнить об энергетическом кризисе, поразившем многие страны, то станет особенно ясной зависимость жизни человечества от горючих ископаемых, запасы которых ограничены и распределены неравномерно. , которые содержатся в земной коре?

Рано начали добывать свинец и использовать его для пуль, теперь же он крайне нужен и для экранов, защищающих от радиоактивных излучений. Но вот постоянный спутник свинца – цинк долгое время не использовался, да и сейчас он вроде пасынка в цветной металлургии – не очень-то вроде он и нужен, разве что для оцинкования детских ванночек, ведер, производства цинковых белил. Однако стоимость содержащихся в сульфиде цинка примесей редких элементов – индия и кадмия – сопоставима со стоимостью самого цинка! Так что и цинковые руды представляют большую ценность.

Известно, что открытие радиоактивных, редкоземельных и редких элементов произвело большую революцию в технике. И сейчас практически все элементы из таблицы Менделеева используются человеком.

Минералы как красители

Минералы издавна употреблялись как красители . Самые древние художники каменного века рисовали на скалах охрой диких животных – носорогов, мамонтов, а также сцены жизни – охоту, войны. Задолго до нашей эры (в третьем тысячелетии) развивалась совершенная по технике живопись Северной Африки, достигшая расцвета в фаюмских портретах (Египет, I–III век нашей эры), удивляющих реалистичностью и чистотой красок. И сейчас минеральные краски самые яркие и стойкие, чистые, например синий аквамарин , зеленая изумрудная зелень и волконекоит , ярко-красная киноварь , оранжевый аурипегмент и др.

Пресная вода

Пресная вода – это тоже дар Земли, наша ценность, которую нужно беречь и всячески охранять. С годами, особенно при энергичной промышленной деятельности человечества, происходит загрязнение водоемов и рек. Порубка лесов вызывает обмеление рек, а сооружение некоторых водохранилищ – наоборот, заболачивание обширных площадей некогда плодородных земель. Проблема сохранения ресурсов пресной воды и выявления запасов пресных вод, которые можно было бы получить путем бурения глубоких скважин для водоснабжения населения, сейчас является очень острой. Встает также задача кругооборота воды при промышленном использовании с возвратом ее снова в употребление.

Большое значение имеют как средство лечения людей. Ресурсы минеральных вод огромны. Производятся разведки дополнительных запасов этих вод. Минеральные воды получают свои с компоненты – соли кислот, щелочи и т. д. – при взаимодействии их на глубине с горными породами и выщелачивании из них элементов. образуются за счет вод, поступающих с больших глубин, и особенно часто встречаются в областях недавней вулканической деятельности. Горячие (термальные) воды и пар этих источников используются для создания электростанций, обогрева домов и теплиц (Камчатка, Исландия и др.).

Нерудные полезные ископаемые

Нерудные полезные ископаемые тоже очень разнообразные и значение этих минеральных образований ничуть не меньше, чем металлов.

Интереснейшим является асбест . Особенностью асбеста – водного силиката магния – являются его длиннопризматические трубчатые кристаллы, которые можно расщеплять на тончайшие «каменные нити». Толщина «асбестовых нитей» иногда менее 0,0001 миллиметра! Эти нити можно прясть. Асбест – жаростойкий материал . Эти его особенности были известны еще в древности.

Самые длинноволокнистые разновидности этого минерала (длина волокна больше 8 сантиметров) используются для производства тканей в сочетании с хлопковой пряжей. Особенно идет пряжа с асбестовой нитью для производства блестящих, а также тяжелых тканей, например для занавесей в театры.

Асбест присоединяют к хлопку для придания тканям не только красивого блеска, но и большей прочности. Асбест используют в производстве трансмиссионных ремней. Коротковолокнистый асбест идет на производство теплоизоляционных материалов. Некоторые разновидности имеют кислотоупорные свойства, их применяют для изоляции подводных кабелей , для изготовления асбестоцементных труб и плит.

Важны для техники кристаллы разных минералов из гидротермальных жил: кварца, кальцита, плавикового шпата . Прозрачные разновидности этих кристаллов используются при производстве оптических приборов .

Кальцитовые прозрачные кристаллы (исландский шпат) обладают сильным двойным светопреломлением. Эту особенность легко проверить. Рассматривая через прозрачный кальцитовый кристалл какое-нибудь пятно или букву на бумаге, можно увидеть вместо одного пятна два, их создали два отклоняющихся под углом луча, обладающие различной скоростью прохождения света. Это свойство кальцита, его двойное лучепреломление , используется в производстве специальных пластин для поляризационных микроскопов.

В кристаллах кварца, также применяемых в оптическом производстве, наоборот, ценится низкое двупреломление света: их используют для производства кварцевых клиньев, употребляемых для определения оптических свойств минералов. Из прозрачных кристаллов кварца изготовляют оптические линзы .

Очень большое значение имеет пьезоэлектрический эффект кварцевых кристаллов : при ориентированном давлении в них возбуждаются электрические заряды. Идеальные и хорошо сохранившиеся кристаллы прозрачного кварца употребляются для изготовления пьезокварцевых пластинок, стабилизаторов радиоволн, резонаторов эхолотов. Кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовые лучи .

Красивые разновидности прозрачных кварцевых кристаллов применяются как поделочные камни и для украшений. Агаты – тоже минералы кремнезема – употребляются для подставок к точным приборам, для изготовления агатовых ступок и т. д. Словом, здесь используются разные свойства минерала: твердость, прозрачность, пьезоэлектрические свойства, особенности оптических свойств .

Третий минерал этой группы – плавиковый шпат , или флюорит , имеет уже более разнообразные сферы применения: в металлургии – для понижения температуры плавления металла, в химии – в производстве плавиковой кислоты, в оптической промышленности редкие в природе бесцветные и прозрачные кристаллы флюорита используются при производстве особо качественных оптических линз .

Кристаллы технически ценных оптических минералов выращиваются в специальных лабораториях и заводах, где люди создают очень совершенные и крупные кристаллы. Это техническое производство минералов позволяет лучше понять и условия их природного образования.

Строительные материалы

Большое значение имеют разнообразные традиционные строительные материалы , в основном горные породы: песчаники, граниты, туфы, известняки .

Горючие ископаемые

Горючие ископаемые – уголь, нефть, горючие сланцы используются не только в энергетике, но и для получения ценных органических соединений, широко используются в производстве синтетических материалов – тканей, а также пластмасс, которые во