Недра нашей планеты таят несметные сокровища – минералы. Их неописуемое разнообразие и красота всегда покоряли человеческие сердца. Предлагаем полюбоваться подборкой этих прекрасных образцов застывшей природной гармонии.
1. Окаменелое дерево с опаловыми прожилками
При определенных условиях фрагменты поваленного дерева не истлевают, а минерализуются, превращаясь в настоящие камни причудливой формы. Для этого требуются сотни лет и отсутствие доступа воздуха к материалу, в результате чего получается уникальный минерал, напоминающий осколки обледеневшего дерева, испещренные сверкающими вкраплениями опала или халцедона.
2. Уваровит
Обнаруженный в 19-м веке в Сибири камень, относящийся к гранатам, прозвали в народе «уральский изумруд». Завораживающий зеленый цвет придает минералу хром. В природе он встречается крайне редко, а немногочисленные находки имеют весьма скромные размеры. Кстати, именно этот минерал подразумевал Александр Куприн в своем произведении «Гранатовый браслет».
3. Флюорит
Этот минерал, издавна используемый в декоративных целях и услаждавший взгляды высшего общества грациозными полупрозрачными вазочками и статуэтками, светящимися в темноте, в настоящее время нашел себе и более прикладное применение в оптике, став отличным материалом для создания линз.
4. Кеммерерит
Весьма хрупкий камень цвета фуксии – кеммерерит – считается коллекционным. Чтобы сделать из него ювелирное украшение, мастеру нужно приложить всю свою щепетильность и точность. По этой причине стоимость обработанного минерала крайне высока.
5. Гематит, рутил и полевой шпат
Способность черного минерала гематита при обработке окрашивать воду в кроваво-красный цвет стала причиной многих неискоренимых суеверий относительно этого камня. Но популярен он не только поэтому – гематит очень распространен в природе и используется помимо декоративных во многих прикладных сферах.
6. Торбернит
Сколь завораживающе красив этот минерал, столь же он и смертельно опасен. Призмы кристаллов торбернита содержат уран и способны вызвать у человека рак. Кроме того, при нагревании эти камни начинают медленно испускать опаснейший для здоровья газ радон.
7. Клиноклаз
Редкий кристалл клиноклаз имеет один небольшой секрет – при нагревании этот изысканно красивый минерал выделяет чесночный запах.
8. Белый барит, усыпанный кристаллами ванадинита
Свое имя ванадинит получил в честь скандинавской богини красоты Ванадис. Этот минерал – один из самых тяжелых на планете, поскольку он отличается высоким содержанием свинца. Хранить кристаллы ванадинита стоит подальше от солнечных лучей, так как они склонны темнеть под их воздействием.
9. Ископаемое яйцо? Нет – жеода с опаловой сердцевиной
В местах, богатых полезными ископаемыми, можно найти жеоды – геологические образования, представляющие собой полости, таящие внутри разнообразные минералы. На срезах и сколах жеоды могут выглядеть крайне диковинно и привлекательно.
10. Серебристый стибнит с баритом
Стибнит является сульфидом сурьмы, однако кажется, что он состоит из серебра высокой пробы. Благодаря этому сходству однажды кто-то решил делать из этого материала элитные столовые приборы. И это была очень плохая идея… Кристаллы сурьмы вызывают сильнейшее отравление, даже после контакта с кожей необходимо тщательно промыть ее с мылом.
11. Халькантит
Очаровывающая красота этих кристаллов скрывает смертельную опасность: оказавшись в жидкой среде, медь, содержащаяся в этом минерале, начинает стремительно растворяться, грозя всему живому, оказавшемуся на ее пути. Всего один небольшой синий камешек способен погубить целый пруд со всей его флорой и фауной, так что стоит относиться к нему крайне осторожно.
12. Какоксенит
Выполняя роль включения, этот редкий минерал способен придать кварцу и аметисту неповторимую расцветку и более высокую стоимость. Как представитель игольчатых кристаллов, какоксенит невероятно хрупок.
13. Лабрадорит
Добываемый в северных регионах минерал своим видом будто бы отражает небо, под которым он был найден: цветные переливы на фоне испещренной искристыми звездами темноты камня напоминают северное сияние, полыхающее долгой полярной ночью.
14. Черный опал
Самая ценная разновидность опалов. Несмотря на слово «черный» в названии, наибольшую стоимость этот минерал получает, если обладает разноцветной искристостью на темном фоне. Чем разнообразней оттенки его сияния – тем выше цена.
15. Купросклодовскит
Игольчатые кристаллы купросклодовскита привлекают восхищенное внимание глубиной и разнообразием своей зеленой расцветки, а также занятной формой. Однако этот минерал добывается в урановых месторождениях и отличается высокой радиоактивностью и его следует держать подальше не только от живых существ, но и даже от других минералов.
16. Синий галит и сильвит
Молочно-белый или беловатый сильвит часто обнаруживают в вулканах, а синий галит (хлорид натрия) – в осадочных породах.
17. Висмут
Искусственно выращиваемые кристаллы имеют узнаваемый радужный блеск на своей темной поверхности. Такой эффект возникает из-за покрывающей ее оксидной пленки. Кстати, оксид-хлорид висмута применяется при создании лаков для ногтей как средство для придания им блеска
18. Опал
Благородный драгоценный камень опал требователен к окружающей его влажности: при долгом пребывании в излишне засушливых условиях он может потускнеть и даже растрескаться. По этой причине опалы стоит изредка «купать» в чистой воде, а также почаще носить, если они представлены в виде ювелирного украшения, чтобы камни насыщались влагой, исходящей от человеческого тела.
19. Турмалин
Сочные красные и розовые цвета, плавные переходы оттенков с самыми неожиданными диапазонами делают турмалин одним из популярнейших коллекционных минералов. По данным историков именно такие камни венчали многие украшения и аксессуары членов королевских семей и именитых особ: от Екатерины Второй до Тамерлана.
20. Байлдонит
Своим цветом редкий кристалл байлдонит обязан содержащейся в его составе меди, а блеском – высокому проценту свинца.
21. Осмий
Имея статус самого плотного натурального вещества, осмий крайне трудно поддается какой-либо обработке. Широкое применение этого металла в медицине, производстве и оборонной промышленности делает спрос на него невероятно высоким. А при условии редкости осмия в природе стоимость одного грамма его изотопа в настоящее время равняется двадцати тысячам долларов.
22. Малахит
Причудливость расположения медных наслоений в пустотах карстовых пещер, где зарождается малахит, определяет будущую структуру его узоров. Они могут быть представлены концентрическими кругами, звездчатыми россыпями или хаотичными ленточными рисунками. Возраст бус из малахита, найденных в древнем городе Иерихоне, археологи определяют в 9 тысяч лет.
23. Эммонсит
Довольно редкий минерал эммонсит, представленный в виде небольших игольчатых кристаллов со стеклянным блеском, встречается на рудниках Северной и Южной Америки.
24. Аквамарин на калиевой слюде
За подобие граней чистейшим морским волнам римский мыслитель Плиний Старший дал этому благородному камню название «аквамарин». Более синие аквамарины ценятся дороже, чем зеленоватые. Этот минерал пользуется большой популярностью у дизайнеров и любителей украшений, а его высочайшая прочность как нельзя кстати помогает создавать ювелирные изделия любой конфигурации.
25. Метеорит палласит
Немецкий ученый Паллас в 1777 году доставил в музей Кунсткамера образцы редкого металла, обнаруженного в Красноярске на месте падения метеорита. Вскоре в Петербург была переправлена вся глыба внеземного происхождения весом 687 кг. Этот материал получил название «палласово железо» или палласит. Аналогичного ему вещества из тех, что добываются на нашей планете, не найдено. По оценкам специалистов этот метеорит представляет собой железно-никелевую основу с многочисленными вкраплениями кристаллов оливина.
26. Болеит
Небольшие кубические кристаллы синего цвета – болеиты – особенно ценятся в странах Южной и Северной Америки. В России пока что этот редкий минерал в ходу замечен не был.
27. Крокоит
Название «крокоит» происходит от древнегреческого слова, означающего «шафран», поскольку сходство поверхности кристалла с этой пряностью заметна невооруженным взглядом. Красная свинцовая руда, коей является этот минерал, представляет особую ценность для коллекционеров и знатоков.
Если у Вас есть желание добавить или откорректировать информацию на нашем сайте мы так же будем рады помощи!
В переводе со средневекового латинского языка minera означает руда. Минерал - это химически и физически самостоятельное твёрдое тело, которое имеет относительно однородный состав. Он возник в результате протекающих в недрах Земли и иных планет физико-химических процессов природного происхождения. Обычно он относится к составной части горных пород, метеоритов или руд. Свои названия большинство широко известных камней получило еще в древности — в те времена, когда науки минералогии , еще не существовало, но люди уже активно использовали многие виды минералов.
История использования минерального сырья насчитывает много веков: каменный век наступил задолго до бронзового и железного. В это время основные хозяйственные орудия и оружие изготавливались именно из камня. Да, люди использовали ещё были дерево и кость, но век всё равно назвали каменным и это не случайно, именно он позволил сделать, так необходимый, скачок в развитии.
С древнейших времен людей притягивали минералы, их чарующая красота и таинственная сила никого не оставляют равнодушным и сейчас. Разнообразие форм и цветов, великолепие оттенков, созданных природой, завораживает. Древние люди преклонялись перед драгоценными камнями, считая их символами бессмертия. И это неудивительно, ведь человеческие поколения уходят в небытие одно за другим, все течет и меняется, лишь камни остаются вечно. Эти вещи для современного человека - это не только предметы роскоши и отличный способ вложения капитала. Они - источник вдохновения для поэтов и украшение для женщин, предмет исследования для ученых и рабочий материал для ювелиров.
Люди верят в магическую силу, которую таят в себе минералы. Ученые знают, как много нераскрытых наукой тайн скрыто в толщах горных пород и в глубинах земной коры. Для одних это источник исцеления и внутренней силы, для других - предмет любования и восхищения. Но равнодушными они не оставляют никого. Погрузитесь в мир этих ослепительно прекрасных даров природы, столь разнообразных и восхитительных, что любоваться ими можно бесконечно. Узнайте больше о тех сокровищах, что лежат прямо у нас под ногами!
Так что же такое минерал?
Минералами называют однородные природные тела, представляющие собой химические соединения определенного состава, имеющие кристаллическую структуру и образовавшиеся в результате геологических процессов. Являются компонентами горных пород.
Горные породы — массы или агрегаты из одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, сформировавшиеся в результате природных процессов.
Это материалы, слагающие земную кору. Бывают твердые, рыхлые, мягкие и консолидированные породы.
Существуют и некоторые другие понятия, связанные с приведенными выше. Минеральной разновидностью называют группу минералов, имеющих небольшие различия в химическом составе и физических свойствах. Под минеральным индивидом понимают минеральное тело, обособленное поверхностью раздела.
Происхождение минералов
Генезис это процесс минералообразования. Такие процессы подразделяют на три группы, в зависимости от источника энергии.
1. Магматогенные (гипогенные) процессы
Формирование происходит путем застывания и кристаллизации магмы.
Данный раствор-расплав, состоящий преимущественно из силикатов (соединений кремния) и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. В соответствии с этим продукты классифицируют на эффузивные и интрузивные соответственно.
Так как любая магма имеет преимущественно кремнистый состав, там происходит формирование силикатов (кремнистых минералов). Многие из них — породообразующие минералы, которые формируют граниты, сиениты, диориты и прочие кристаллические породы. В значительной степени они представлены полевыми шпатами, гранитами, слюдами, роговыми обманками, оливином и др. В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав.
При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200°С. К концу кристаллизации она снижается до 500 — 600°С, и при данной температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы.
Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды.
При дальнейшем снижении температуры выделяются гидротермальные растворы. Из них формируются месторождения золота, цинка, меди, серебра, урана, свинца, сурьмы, ртути, олова, мышьяка.
2. Метаморфические процессы (эндогенные)
Подразумевают изменения минералов в недрах под воздействием давления и температуры. Эти явления происходят в связи со сменой геологической обстановки и изначального залегания пород.
Выделяют региональный и контактовый метаморфизм. Процессы первого типа затрагивают значительные площади и происходят на значительных глубинах. При этом формируются сланцы, гнейсы. Контактовый метаморфизм состоит в воздействии магмы (особенно гранитной) при внедрении в толщи мергеля и известняков. В результате они переходят в мраморы и скарны. С ними иногда связаны месторождения железа, вольфрама, молибдена, олова, кобальта.
3. Экзогенные процессы
Данные явления обусловлены связанными с энергией Солнца внешними факторами. Они происходят при обычном давлении и невысокой температуре у земной поверхности. Состоят в том, что обнажившиеся и залегающие на малых глубинах породы и минералы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др. Часть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита, производных вольфрама и др. Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, а в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.
То есть экзогенное минералообразование происходит в результате взаимного действия факторов атмосферы, биосферы, гидросферы на минералы на поверхности Земли. Новые минералы, сформировавшиеся таким путем из исходных, называют гипергенными.
К тому же существует биохимический подтип экзогенного минералообразования. Он состоит в преобразовании остатков организмов и их жизнедеятельности. В результате образуются горючие ископаемые, мел, известняки, самородная сера, некоторые бурые железняки, фосфориты. Очень распространены полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.
Классификация
Основными, как правило, считают структурно-химические классификацию.
Так, кристаллохимическая включает 9 типов:
- Силикаты. Соли кремниевых кислот. Представлены наиболее распространенными в земной коре породообразующими минералами (более 90% ее массы), входящими в состав всех типов горных пород. Включают около 800 видов, разделенных на основе структуры кристаллической решетки на 6 подтипов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоевые, каркасные. Это полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.
- Карбонаты. Около 80 наименований, представленных солями угольной кислоты. Наиболее распространены среди них магнезит, кальцит, доломит.
- Оксиды и гидроксиды. Сюда входит около 200 минералов-соединений с кислородом и гидроксильной группой. Подразделяются на соединения с кремнием (кварц и др.) и соединения с металлами (гематит, лимонит и др.). Составляют около 17% массы земной коры.
- Сульфиды. Около 200 соединений с серой (пирит, борнит, киноварь и др.).
- Сульфаты. Примерно 260 минеральных видов, представленных солями серной кислоты (гипс, барит, ангидрит и др.).
- Галоиды. Соли галоидных кислот. Включают около 100 наименований (галит, сильвин, флюорит и др.).
- Фосфаты. Соли фосфорной кислоты, в том числе апатит и фосфорит.
- Вольфраматы. Соли вольфрамовой кислоты (вольфрамит, шеелит и др.).
- Самородные элементы. Включают 45 наименований, состоящих из одного элемента (золото, сера, алмаз и др.).
Структурно-химическая
Также существует близкая к этой структурно-химическая классификация. В соответствии с ней существует два типа: неорганические и органические минералы.
Первые включают следующие классы:
- самородные элементы и интерметаллические соединения;
- нитриды, карбиды, фосфиды;
- сульфиды, сульфосоли и подобные;
- галоидные соединения и галогеносоли;
- окислы;
- кислородные соли.
По распространенности минералы подразделяют на четыре типа:
- 1. Породообразующие. Составляют большинство горных пород.
- 2. Акцессорные. Часто присутствуют в них, но обычно составляют до 5%.
- 3. Рудные. Образуют значительные скопления в виде рудных месторождений и содержат промышленно ценные компоненты.
- 4. Редкие. Немногочисленны или единичны.
Существует три формы нахождения в природе:
- Минеральные индивиды. Это составные части агрегатов, представленные кристаллами, зернами и прочими выделениями, обособленные поверхностями раздела.
- Минеральные агрегаты. Срастания индивидов одного или различных минералов, не имеющие четких признаков симметричных фигур. Бывают одно- и многоэтапными.
- Минеральные тела — скопления агрегатов с естественными границами. По размерам могут быть от микроскопических до сопоставимых с геологическими объектами.
Кроме того, используется генетическая классификация, рассмотренная выше.
Минералы вторичные
Так называются минералы, образовавшиеся при метасоматизме, при выветривании других минералов и горных пород, то есть при процессах, преобразующих уже сформировавшиеся породы. Эскаля (финляндский петрограф) называл эти минералы постериорными (по-латыни — последующими).
К ним в изверженных породах относятся минералы: эпидот, цоизит, змеевик, мусковит, турмалин, тальк, кальцит... Другими словами, все гидрокислые и карбонатные соединения, которые не могут выделиться из огненно-жидкой магмы. Но многие минералы, вообще образующиеся непосредственно при застывании магмы, могут присутствовать в той или иной породе и как вторичный минерал (например, кварц, рудные минералы и другие).
Разграничение вторичных от первичных образований имеет существенное значение в петрографии. Первичные составные части освещают условия генезиса горной породы, а вторичные минералы дают возможность проследить ход тех или иных изменений и превращений, которые претерпела горная порода.
Наконец, минералы подразделяют по практическому значению, что приведено далее.
Свойства
Свойства делят на химические, физические, оптические, магнитные.
Химические свойства
определяются элементами, входящими в состав: химической формулой минерала. Так же именно эти свойстваопределяют растворимость минералов и кислотах.
Физические свойства определяются химическим составом и их кристаллической структурой. Некоторые из них проявляются в зависимости от кристаллографического направления. На основе этого параметра их подразделяют на скалярные и векторные (первые зависят, вторые — нет). К скалярным свойствам относится плотность, к векторным — твердость, и кристаллографические особенности.
Также физические свойства классифицируют на механические, оптические, магнитные, люминесцентные, термические, электрические, радиоактивность.
Многие параметры используют для определения минералов в полевых условиях (диагностические свойства). Помимо основных внешних характеристик, таких как форма и цвет, для этого применяют твердость, отдельность, спайность, хрупкость, блеск, излом. Некоторые минералы диагностируют по гибкости, ковкости и упругости.
По механическим свойствам можно встретить:
- хрупкие (основная часть);
- ковкие;
- негибкие (среди листоватых и чешуйчатых);
- ломкие и гибкие (волокнистые минералы).
Хрупкость — прочность минеральных зерен, проявляющаяся при механическом раскалывании.
Среди физических свойств очень важным показателем минералов является твердость . На ее основе создана 10-значная шкала Мооса. В ней каждому значению соответствует минерал (от талька до алмаза). При этом нужно учитывать, что для некоторых минеральных видов данный параметр отличается для разных сторон (например, для кианита 5,5 и 7). Это объясняется неодинаковой плотностью кристаллической решетки.
Спайность это способность раскалываться по кристаллографическим направлениям.
Побежалость — наличие тонкой цветной или разноцветной пленки на выветрелой поверхности. Является результатом окисления.
Излом это это важнное диагностическое свойство. Благодаря ему характеризуется поверхность обломков, образующихся при ударе, образуя особенности поверхности на неспайном свежем сколе.
Плотность это масса единицы объема вещества. Также ее называют удельным весом. По своей плотности минералы могу быть:
- лёгкими - до 2500 кг на кубометр;
- средними - от 2500 до 4000 кг на кубометр;
- тяжёлыми - от 4000 до 8000 кг на кубометр;
- очень тяжёлыми от 8000 кг на кубометр и более.
Плотность минерала напрямую зависит от его состава, типа структуры, количества микровключений и их характера, а также от таких явлений, как метамиктность и гидратация.
Удельная плотность это отношение плотности минерала к плотности воды. Применяется для определения единичной массы и служит диагностическим признаком для некоторых классов. Так, наибольшим значением данного параметра обладают самородные металлы и интерметаллиды (так, для золота она составляет 19,3 г/см3), среди распространенных минералов — оксиды и сульфиды, благодаря наличию в составе элементов с высокой атомной массой.
Оптические свойства
Цвет. У одних минералов он определен, у других весьма изменчив. Последнее может объясняться наличием множества модификаций или полихроизмом. В первом случае, благодаря включению примесей в химический состав, минерал получает другой цвет. Во втором кристаллы меняют окраску в зависимости от направления попадания света.
- Белый камень
- Камни черного цвета
- Красные цвета и драгоценные камни
- Оранжевый камень
- Желтый камень
- Зеленый камень
- Голубой камень
- Синий камень
- Фиолетовый камень
- Сиреневый камень
- Розовый камень
- Коричневый камень
- Прозрачные камни
Цвет черты. Проявляется при царапанье. То же, что цвет минерала в порошке. Блеск — световой эффект, создаваемый отражением части светового потока. Определяется отражательной способностью.
Преломление, поляризация, дисперсия характеризуют оптические константы.
Магнитные свойства определяются содержанием двухвалентного железа.
Месторождения
Большие скопления минеральных веществ называют месторождениями. Существует несколько их классификаций.
- По агрегатному состоянию минеральных веществ их подразделяют на газовые, жидкие, твердые.
- По промышленному использованию: рудные, горючие, нерудные, гидроминеральные.
- По сложности геологического строения: простого (1 группа), сложного (2 группа), очень сложного (3 группа), с мелкими телами, нарушенным залеганием, изменчивостью мощности и строения или неравномерным качеством (4 группа).
- По нахождению относительно земной поверхности: открытые, погребенные.
- По условиям образования: магматогенные, метаморфические, экзогенные.
Более подробно о полезных ископаемых Вы можете узнать в разделе Месторождения полезных ископаемых . У нас есть описания более чем 40 000 локаций по всму миру.
Применение
Около 15 процентов известных сегодня минералов используется в промышленности. Некоторые минералы используются для изготовления различных видов металлов и некоторых иных химических элементов.
Применение некоторых видов минералов для технических целей основаных на их физических свойствах:
- такие твёрдые минералы, как алмаз, гранат или агат применяются для изготовления абразивных и антиабразивных материалов;
- такие камни, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, как кварц используются в радиоэлектронной промышленности;
- мусковит или флогопит, относящиеся к слюдам, по причине наличия электроизоляционных свойств, применяются в радио и электротехнике;
- кварц или пирофиллит - при изготовлении керамической продукции;
- тальк - для производства смазок и в медицинской промышленности;
- асбест используется в качестве теплоизолятора;
- исландский шпат или флюорит применяется при производстве оптики.
Минеральное сырье используют во всех отраслях промышленности. По возможности применения минералы подразделяют на рудные и нерудные. Из первых добывают металлические элементы, а из вторых — неметаллическое сырье для производства строительной, медицинской, химической и др. продукции.
Отдельно следует отметить эстетическое значение минералов. Общеизвестны камни, используемые в ювелирных изделиях. Еще больше их применяют как поделочное сырье и в изначальном виде в качестве экспонатов музеев и коллекций.
Существуют классификации на основе ценности. В соответствии с одной из них (ВНИИ Ювелирпрома) их подразделяют на ювелирные (алмаз, пирит, жемчуг и др.), ювелирно-поделочные (фибролит, авантюрин, азурит и др.) и поделочные (обсидианы, оникс, алебастр и др.).
Более известна аналогичная классификация, по которой минералы подразделены на драгоценные, полудрагоценные и поделочные.
Такие классификации весьма условны, так как в них используется прежде всего эстетические нормы и несколько параметров (твердость, химический состав, цвет и т. д.) и ни по одному из них нет четких пределов.
Популярные минералы
Алмаз представляет собой кубическую модификацию углерода. В чистом (прозрачном) виде представлен только данным элементом. Окрашенные варианты включают различные примеси. Синтезируется несколькими способами из углерода. Это наиболее твердый минерал (10 по шкале Мооса). Применяется в стеклорезах, бурильном оборудовании, ювелирных изделиях.
Изумруд — модификация берилла с примесью Cr3+ или оксидов V и Fe. Отличается от него зеленой окраской и прозрачностью. Встречается в кристаллах и сростках. Имеет метаморфическое происхождение. Обладает высокой твердостью (7,5 — 8) и кислотоустойчивостью. Искусственные изумруды отличаются меньшими плотностью и показателем преломления. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Рубин представлен модификацией корунда с примесью Cr3+, Fe3+, V3+. Отличается от него красным цветом (пурпурным, бурым). Синтетические камни получают путем выращивания из расплава корунда. Характеризуются равномерной окраской в отличие от естественных. Второй по твердости минерал после алмаза (9). Используется в приборостроении, производстве часов и лазерных технологиях, ювелирной промышленности.
Сапфир — разновидность корунда, включающая примеси Fe3+, Fe2+, Ti. С минералогической точки зрения сапфиром считают исключительно варианты синего цвета, с ювелирной — любых окрасок, кроме красной. Синтетические разновидности бывают как чистыми (бесцветными), так и с примесями (различных цветов). Используется в офтальмологии, стоматологии, производстве стекол и защитных экранов, ювелирной промышленности.
Александрит — разновидность хризоберилла с примесью Cr. Отличается сильным плеохроизмом (меняет окраску от темных сине-зеленых оттенков до пурпурной), встречаются прозрачные варианты. Твердость — 8,5. Имеет магматическое происхождение. Искусственные кристаллы получают двумя методами. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Жемчуг — биогенное образование. Формируется в раковинах моллюсков. Не относится к минералам, однако включает в состав арагонит. Представлен телами округлой или неправильной формы твердостью 3 — 4. Бывает различных цветов (белый, черный, голубой, желтоватый, зеленый, розовый и др.). Существуют имитации из стекла и пластмассы. Используется в основном в ювелирной промышленности.
Янтарь — биогенное образование, представленное ископаемой окаменевшей смолой палеогенового и верхнемелового периодов. Встречается в виде аморфных образований твердостью 2 — 2,5. Цвет — от светло-желтого до коричневого, бесцветный, красный, зеленоватый, белый. Существуют имитации из натуральных смол и пластмасс. В основном применяется в ювелирной промышленности, меньше в фармацевтике, электронной, химической, пищевой промышленности, парфюмерии.
Это однородные по химическому составу и физическим свойствам природные тела. Они образовались в результате физико-химических процессов, которые протекают на поверхности Земли и в ее недрах. Минералы - составные части . Большинство минералов твердые, имеющие кристаллическое строение, способные образовывать многогранники (кристаллы). Кроме твердых есть и жидкие минералы (ртуть, вода), газовые (метан, углекислота).
Часть минералов образуется в результате как продукты кристаллизации магмы, а также за счет выделяющихся из нее химических веществ.
Возникают минералы и в результате экзогенных процессов. Это происходит при химическом , когда неустойчивые вещества превращаются в другие, более устойчивые.
Для определения минералов прежде всего необходимо выяснить их физические свойства. При этом необходимо помнить, что в зависимости от примесей эти свойства могут меняться. К физическим свойствам относятся:
- блеск : способность преломлять и отражать лучи света;
- спайность : способность раскалываться по определенным плоскостям, что зависит от строения и кристаллической структуры;
- твердость : способность противостоять или резанию. Существует 10-бальная шкала твердости минералов: тальк - 1; алмаз - 10. Твердость определяется путем сравнения исследуемых минералов с минералами этой шкалы.
Кроме физических свойств, для определения минералов исследуют и их химические свойства. По химическому составу все минералы подразделяются на несколько групп.
Самородные элементы . Встречаются в природе сравнительно редко. К ним относятся золото, серебро, платина, алмаз, графит, сера.
Сульфиды . К этой группе относятся около 250 минералов. Многие из них имеют важное промышленное значение: свинцовая руда, цинковая руда, медная руда, руды ртути.
Галоиды . К этой группе относятся такие соли, как каменная и калийная. Они применяются для получения удобрений, которые используются в .
Окислы . К этой группе относятся минералы, представляющие собой соединения химических элементов с кислородом. Из них следует отметить кварц (окись кремния) - один из наиболее распространенных в земной коре минералов; корунд (твердость - 9), встречающийся в природе также в виде кристаллов цвета - рубинов, синего - сапфиров; гематит (красный железняк) и магнетит (магнитный железняк) - , так же как и бурый железняк (лимонит).
Карбонаты . К этой группе относятся соединения кальция: кальцит, применяющийся в оптике; мрамор, использующийся как строительный материал; малахит - ценный поделочный камень; железный шпат - руда на железо; озурит - руда на медь.
Сульфаты . Среди них наибольшее значение имеет гипс.
Фосфаты . В этой группе самое большое значение имеет апатит.
Силикаты . Сюда относятся соединения кремния. Они составляют 75% массы . Среди них есть породообразующие минералы: слюда, авгит, роговая обманка. Многие силикаты имеют большое хозяйственное значение: каолинит и тальк - сырье для получения фарфора и фаянса; оливин (хризолит) - драгоценный камень. Широко распространены полевые шпаты, они образуют целую группу минералов. Их содержится в земной коре 57,9%.
Органогенные . Это особая группа минералов, отличающихся особенностью образования. К этой группе относятся озокерит (горный воск), асфальт - продукт окисления ; янтарь - окаменевшая смола древних хвойных растений. Он применяется как поделочный камень, для получения янтарной кислоты, лака, политуры и других продуктов.
Насчитывается около 3000 различных минералов. Но только несколько десятков минералов встречаются в природе большими скоплениями - например, кварц, полевой шпат, кальцит. Большая часть минералов встречается очень редко и не образует горных пород - например, золото, алмазы.
Изучение состава минералов, условий их образования в природе позволили искусственно получать некоторые из них в лаборатории, на заводах. Так, например, в основном для технических нужд освоено производство синтетических алмазов, рубинов и других минералов. Минералы, используемые в народном хозяйстве, называются . в некоторых районах планеты содержат повышенное количество растворенных веществ и газов. Такие источники называются минеральными. Они могут использоваться в лечебных целях.
Минералы могут применяться непосредственно в том виде, как их находят в природе (мрамор, слюда, каменная соль), или же из них извлекают определенные химические элементы (например, железо из руды).
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 человекаПрактическая 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). |
