Mineralele există. Minerale, specii minerale și varietate de specii minerale

Tipuri și grupe de minerale

Minerale: caracteristici generale
„Mineral” este un corp solid format din elemente chimice și care posedă o serie de proprietăți fizice și chimice individuale. În plus, ar trebui să se formeze numai în mod natural, sub influența anumitor procese naturale. Mineralele pot fi formate atât din substanțe simple (native), cât și din cele complexe.

Există astfel de procese care contribuie la formarea lor:
igneos
hidrotermal
Sedimentar
Metamorfogen
Biogene
Agregatele mari de minerale colectate în sisteme individuale se numesc roci. Prin urmare, aceste două concepte nu trebuie confundate. minerale de munte sunt exploatate tocmai prin zdrobirea și prelucrarea bucăților întregi de roci. Compoziția chimică a compușilor luați în considerare poate fi diferită și conține un număr mare de substanțe-impurități diferite. Cu toate acestea, există întotdeauna un lucru principal care domină compoziția. Prin urmare, este decisiv, iar impuritățile nu sunt luate în considerare.
Structura mineralelor
Structura mineralelor este cristalină. Există mai multe opțiuni pentru zăbrele cu care poate fi reprezentat:
cub
Hexagonal
Rombic
tetragonală
Monoclinic
Trigonală
Triclinica

Acești compuși sunt clasificați în funcție de compoziție chimică substanță definitorie.

Tipuri de minerale
O clasificare care reflectă cea mai mare parte a compoziției unui mineral.

Substanțe native sau simple. Acestea sunt și minerale. De exemplu: aur, fier, carbon sub formă de diamant, cărbune, antracit, sulf, argint, seleniu, cobalt, cupru, arsen, bismut și multe altele.

Halogenuri, care includ cloruri, fluoruri, bromuri. De exemplu: sare gemă (clorură de sodiu) sau halit, silvin, fluorit.

oxizi si hidroxizi. Format din oxizi de metale și nemetale, adică combinarea lor cu oxigenul. Acest grup include minerale - calcedonie, corindon (rubin, safir), magnetit, cuarț, hematit, rutil, cazematit și altele.

Nitrați. De exemplu: azotat de potasiu și sodiu.

Borați: calcit optic, eremeyit.

Carbonații sunt săruri ale acidului carbonic. Acest grup include mineri: malachit, aragonit, magnezit, calcar, cretă, marmură și altele.

Sulfati: gips, barita, selenit.

Tungstații, molibdații, cromații, vanadații, arseniații, fosfații sunt toate săruri ale acizilor corespunzători care formează minerale de diferite structuri. Nume - nefelină, apatită și altele.

silicati. Săruri de acid silicic care conțin gruparea SiO4. De exemplu: beril, feldspat, topaz, granate, caolinit, talc, turmalina, jadeit, lapis lazuli si altele.

Există și compuși organici care formează depozite naturale întregi. De exemplu, turbă, cărbune, urkit, oxalați de calciu, fier și altele. Precum și mai multe carburi, siliciuri, fosfuri, nitruri.

elemente native

Acestea sunt minerale care sunt formate din substanțe simple.
De exemplu:
Aur sub formă de nisip și pepite, lingouri
Diamantul și grafitul - modificări alotropice ale rețelei cristaline de carbon
Cupru
Argint
Fier
Sulf
Grup de metal platină

Adesea aceste substanțe apar sub formă de agregare mari cu alte minerale, bucăți de roci și minereuri. Extracția și utilizarea lor în industrie sunt importante. Ele sunt baza, materia primă pentru obținerea materialelor, din care se realizează ulterior o varietate de articole de uz casnic, structuri, bijuterii, electrocasnice și multe altele.

Fosfați, arseniați, vanadați
Acest grup include roci și minerale care sunt predominant de origine exogenă, adică se găsesc în straturile exterioare ale scoarței terestre. În interior se formează doar fosfați. Există de fapt destul de multe săruri ale acizilor fosforic, arsenic și vanadic. Dar, în general, procentul lor în scoarță este mic.

Cristale comune care aparțin acestui grup:

Apatit
Vivianite
Lindakerita
rozenita
Carnotite
Pascoite

După cum sa menționat deja, aceste minerale se formează stânci o dimensiune destul de impresionantă.

Oxizi și hidroxizi

Acest grup de minerale include toți oxizii, atât simpli, cât și complecși, care sunt formați din metale, nemetale, compuși intermetalici și elemente de tranziție. Procentul total al acestor substanțe în scoarța terestră este de 5%. Singura excepție care se aplică silicaților, și nu grupului în cauză, este oxidul de siliciu SiO2 cu toate soiurile sale.

Cel mai comun:
Granit
Magnetit
hematit
ilmenit
columbit
Spinelul
Lămâie verde
Gibbsit
Romaneshit
Holfertita
corindon (rubin, safir)
Bauxită

Carbonați
Această clasă de minerale include o varietate destul de mare de reprezentanți, care sunt, de asemenea, de mare importanță practică pentru oameni.
Subclase sau grupuri:
calcit
dolomită
aragonit
malachit
minerale de sifon
bastnäsite

Fiecare subclasă include de la mai multe unități până la zeci de reprezentanți. În total, există aproximativ o sută de carbonați minerali diferiți.

Cele mai comune dintre ele:

marmură
calcar
malachit
apatit
siderit
smithsonite
magnezitul
carbonatit și altele

Unele sunt apreciate ca un material de construcție foarte comun și important, altele sunt folosite pentru a crea bijuterii, iar altele sunt folosite în tehnologie. Cu toate acestea, toate sunt importante.

silicati

Cel mai divers grup de minerale din punct de vedere al formelor externe și al numărului de reprezentanți. Această variație se datorează faptului că atomii de siliciu care stau la baza structurii lor chimice sunt capabili să se combine în diferite tipuri de structuri, coordonând mai mulți atomi de oxigen în jurul lor.

Deci, se pot forma următoarele tipuri de structuri:

insular
lanţ
bandă
cu frunze

Acestea includ, cum ar fi:
topaz
rodie
crisopraza
stras
opal
calcedonie și altele.
Sunt folosite în bijuterii, sunt apreciate ca modele durabile pentru utilizare în tehnologie.

Minerale importante în industrie:
Datonita
Olivina
Murmanit
Crisocol
Eudialit
Beril

Mineralele sunt parte integrantă stânci. Ele sunt studiate de știința mineralogiei, care aparține ciclului științelor pământului. Esența principală a mineralogiei este un studiu cuprinzător al compoziției, structurii și proprietăților mineralelor, precum și domeniile de utilizare practică a acestora.

În prezent mineral este un produs cristalin solid al proceselor naturale (terestre sau cosmice), individual fizic și chimic sub forma unei substanțe simple (element chimic nativ) sau compus.

Produsul cristalin al proceselor naturale subliniază faptul că acestea sunt corpuri cristaline. Proprietatea principală a corpurilor cristaline este o periodicitate tridimensională în aranjarea particulelor din care sunt compuse, adică. atomi, ioni, molecule. Această caracteristică a structurii interne a corpurilor cristaline este descrisă de concept rețea spațială, care este o reprezentare a periodicității tridimensionale. Este construit prin extinderea punctului de plecare prin translații paralele. Unitatea de bază a unei rețele tridimensionale este un paralelipiped construit pe trei vectori care coincid cu direcțiile axelor cristalului. Primit astfel. Paralepipedul se numește celula elementară sau celula Bravais. În total, există 14 celule Bravais, care reflectă trăsăturile rețelelor tuturor singoniilor.

Fațetarea cristalelor este designul exterior al structurii. Forma exterioară a cristalelor este un alt tip de poliedre: - cuburi, octaedre, tetraedre, prisme, bipiramide și forme mai complexe.

Orez. 3. Structura cristalină a galenei

PbS; -Pb; o-S

Este descris de 32 de legi - tipuri de simetrie, care sunt seturi de elemente de simetrie. Speciile, la rândul lor, sunt combinate în 7 sisteme (singonii), iar acestea din urmă în 3 categorii.

În definirea unui mineral ca produs chimic al proceselor naturale, este implicată compoziția sa chimică. Acesta din urmă poate fi reprezentat de atomi ai unui element chimic sau mai multor. În primul caz, mineralul este o substanță simplă (de exemplu, aur nativ, sulf, grafit, diamant). În al doilea - mineralul este format din doi, trei sau mai mulți atomi de diferite elemente chimice. Acesta este deja un compus chimic (de exemplu, halit NaCl, calcit de Ca etc.).

tabelul 1

Categorii cristalografice și singonie

Aproape toate elementele chimice cunoscute iau parte la compoziția chimică a mineralelor, cu excepția gazelor inerte și a celor transuranice. Cu toate acestea, rolul elementelor chimice în formarea mineralelor nu este același. Elementele pot fi împărțite în formatoare de specii și împrăștiate. Elementele chimice care formează specii sunt elementele de bază ale mineralelor. Elementele dispersate sunt incluse în compoziția mineralelor ca impurități.

În plus, mineralele sunt clasificate în constantă și variabilă compoziţie.

Mineralele cu compoziție constantă, indiferent de condițiile formării lor, se caracterizează printr-o compoziție stabilă a elementelor. Există puține astfel de minerale. Acestea sunt diamantul C, cinabru HgS, halit NaCl, cuarț SiO 2, pirita FeS 2 etc. Conțin și impurități.

Mineralele cu compoziție variabilă se caracterizează printr-o variație largă a conținutului cantitativ al elementelor care formează specii. Exemple de minerale cu compoziție variabilă sunt olivina (Fe, Mg) 2 , dolomita (Ca, Mg), etc. O virgulă între paranteze înseamnă că conținutul de Fe și Mg, Ca și Mg poate varia foarte mult.

În natură, mineralele apar ca indivizi separați sau, mai des, asocierile lor în agregate mono- sau poliminerale, de exemplu, în compoziția diferitelor roci. Indivizii sunt delimitați unul de celălalt prin interfețe și pot fi reprezentați prin cristale fațetate și granule netăiate, diverse ca formă (izometrică, columnară, lamelară) și dimensiuni (fracții de mm, cm, mai rar metri).

În definiția unui mineral, este important ca acesta să aparțină solidelor cristaline. Cu toate acestea, parte substanțe naturale nu este cristalin, ci amorf (adică nu are o rețea cristalină). Pentru astfel de solide amorfe naturale (opal, alofan, shungit etc.), termenul de „mineraloid” a fost introdus în mineralogie. Apele naturale nu sunt minerale, dar gheața este un mineral. Mercurul pe pământ se găsește doar în stare lichidă și, prin excepție, este atribuit mineralelor. Uleiul și derivații săi (bitumul) nu sunt minerale. Substanțele sintetizate de om nu sunt minerale, deși se subliniază că acestea (diamantele, rubinele, ametistele etc.) sunt analogi sintetici ai mineralelor. Substanțele biogene care apar numai din cauza proceselor biologice, de exemplu, pietrele urinare și la rinichi, cochilii de moluște etc., nu sunt minerale. Dar dacă procesele biologice au fost implicate în formarea diferiților compuși anorganici chimici (calcare, fosforiți etc.), atunci ele aparțin mineralelor.

Unul dintre principalele concepte de mineralogie care stau la baza clasificării mineralelor este aspect mineral- o asociație de indivizi ai unei substanțe minerale care îndeplinește două criterii:

a) proximitatea, compoziția calitativă a principalelor elemente chimice (formatoare de roci);

b) identitățile structurii cristaline.

Un criteriu strict care unește indivizii într-o singură specie minerală este structura, unul mai puțin strict este compoziția lor chimică.

Deci, dacă indivizii de minerale au aceeași compoziție chimică, dar au o structură cristalină diferită, atunci ei aparțin unor specii de minerale diferite. Exemplu: pirita și marchizitul au aceeași compoziție chimică - FeS 2, dar pirita este cubică, iar marcazitul este rombic.

Există un alt concept tip de mineral. Soiurile se disting în funcție de caracteristicile compoziției lor chimice, structurii și formelor de izolare minerală. De exemplu, aproape lipsit de impurități Al 2 O 3 - corindon - este incolor, corindon cu un ușor amestec de Cr +3 - rubin, cu Fe +3 și Ti +3 - safir. Cristalele de cuarț colorate diferit sunt reprezentate de varietăți: ametist-violet, citrin-auriu, morion-negru etc. Diferite forme de selecție, de exemplu, gipsul, fac posibilă distingerea soiurilor: alabastru - gips dens cu granulație fină; selenitul este fibros, sticla marino este lamelară transparentă.