МИНЕРА́Л
МИНЕРА́Л (от позднелатинского minera – руда), физически и химически индивидуализированное, как правило твёрдое, тело, относительно однородное по составу и свойствам, возникшее как продукт природных физико-химич. процессов, протекающих на поверхности и в глубинах Земли, Луны и др. космич. тел; обычно составная часть горных пород, руд и метеоритов. М. – кристаллич. вещества (или ранее находились в кристаллич. состоянии, но утратили его в результате метамиктного распада; см. Метамиктные минералы ), традиционно к М. относят и некоторые природные аморфные образования (опал, аллофан), а также немногие жидкие (самородная ртуть, амальгамы). Подавляющее большинство М. – неорганич. соединения, число кристаллич. органич. соединений среди М. ничтожно мало (напр., оксалаты).
ИсточникКакие минералы выбрать? Худшие и лучшие формы (Сульфат, оксид, цитрат, хелат)
Минералы и их применение.
«Созерцание кристаллов обостряет ум и возвышает душу».
«Камни — безмолвные учителя, они делают безмолвными тех, кто их наблюдает, и лучшее, чему от них можно научиться, невозможно сообщить другому».
«. Всякому камню своё дано. Родной камень, в коем радость Земли собрана, в сердце весну делает, радость человеку даёт».
(П.П. Бажов «Малахитовая шкатулка»)
Что мы знаем о кристаллах? Для одних кристаллы ассоциируются с музейной редкостью, а для других – с магической загадкой. На самом деле, отчасти правы будут обе стороны. Но все по порядку.
Среди всего разнообразия природных артефактов мир камней и минералов отличается наибольшим разнообразием цвета и форм. Твердая конструкция контрастирует с визуальной хрупкостью, а сложная геометрия — с идеальной симметрией. Природа – лучший скульптор, наделяющий окружающие нас предметы непередаваемой красотой.
Подобно каждому из нас, кристаллы обладают индивидуальностью – внешним обликом и характером. Многие из них наделены причудливой формой, будь это друза галенита, мерцающий кварц или целая галактика внутри жеоды агата. Поэтому кристаллы, подобно сокровищам, становятся желанными объектами коллекционеров и ценителей прекрасного.
Из истории.
В древние времена кристаллом называли исключительно один минерал – прозрачный кварц (другие названия: горный хрусталь, арабский алмаз, богемский алмаз). Благодаря его прозрачности и стеклянному блеску греки нарекли его «кристаллос», что обозначает «лед». Наряду с жемчугом и янтарем, горный хрусталь был одним из самых популярных талисманов – из него делали сосуды и кубки, посуду и зеркала, гадальные шары и украшения. Уже тогда кристалл считался чем-то божественным и магнетическим, завораживая умы представителей различных слоев общества.
Натуральные камни и минералы Драгоценные камни Что надо знать о натуральных камнях
Лишь в 17 веке начали формироваться первые научные взгляды на природу кристаллов, в том числе и теория «кирпичного» строения. Благодаря возникновению рентгена в начале 20 века представления о наличии пространственной решетки подтвердились, открылись широкие возможности использования кристаллов в жизнедеятельности человека.
Что такое кристалл?
Кристаллы – это не только минералы и самоцветы, которыми богата земная кора. Они окружают нас повсюду, и многие обычные для нас вещества представляют собой кристаллы (лед, соль, сахар и т.д.). Песок и гранит, янтарь и топаз – все это кристаллические тела. Если посмотреть на песчинку песка или соли в микроскоп, то можно увидеть множество идеальных кристаллов.
Они, в свою очередь, состоят из органично расположенных частиц. Удивительная симметрия является следствием упорядоченного строения, а точнее – идеально организованной решетки из атомов, молекул и ионов.
Идеальной формы октаэдр алмаза.
Таким образом, кристаллы – это твердые тела, обладающие естественной формой правильных многогранников. Они образуются из расплава, раствора и газа. В природе зачастую можно встретить минералы, состоящие из множества одиночных кристаллов. Крупные однородные кристаллы являются редкостью.
Как же происходит процесс кристаллизации? Представим, что в большом помещении укладывают паркет. Любой, кто делал ремонтные работы, знает – лучше выбрать плитку квадратной формы. Так работать легче и быстрее. Таким образом происходит кристаллизация соединений, состоящих их атомов или симметричных молекул.
Если взять плитку нестандартной формы, с выступами и неровностями, то правильного узора может и не получится. В ходе укладки могут возникнуть пустоты, которые повлекут за собой несостыковки. Интересным остается факт, что неровные грани кристалла растут и видоизменяются гораздо медленнее, чем «правильные». Так, даже если повредить вершины кристалла, его ребра и грани будут развиваться согласно первоначальной формы.
В процессе кристаллизации каждая частичка укладывается не в плоскости, а в объеме. Процесс «поиска места» осуществляется за счет тепловых движений в сторону энергетически выгодного расположения. Так формируется индивидуальная форма кристалла. Для некоторых тел она статична. Например, для хлорида натрия эта форма – куб, для пиритов – пентагон додекаэдр.
Размеры кристаллов.
По своим размерам природные кристаллы могут быть самыми разными: от огромных до микроскопических. Так, например, в одном из уголков Республики Бурятия был найден кристалл дымчатого кварца весом около 70 тонн, а в Прибайкалье обнаружены ценные кристаллы лазурита длиной всего 2 сантиметра.
Внешний вид одного и того же минерала может различаться в зависимости от того, как проходил его рост. Большая часть кристаллов в природе растут веками. Однако есть исключения – кристаллы каменной (поваренной) соли и меди, сахара и алюмокалиевых квасцов. Такие экземпляры можно вырастить и в домашних условиях.
Кристаллы медного купороса, выращенные в домашних условиях.
К сожалению, кристаллы могут не только формироваться и расти, но и исчезать – растворяться, плавиться и даже испаряться. Исчезновение происходит также медленно, как и появление. Ненасыщенность окружающего раствора, возникновение активных реагентов влияют на жизнь минерала. Существуют впечатляющие примеры, когда вода вымывает километровые пещеры, а все это за счет высокого содержания углекислот в жидкости.
Свойства кристаллов.
Возвращаясь к синониму кристаллов «зеркальный», стоит упомянуть и о другой особенности кристаллов — лучепреломлении. Оптическая гладкость граней большинства кристаллов дает четкое отражение предметов. У больших кристаллов грани, как правило, не совершенны по причине неправильного роста, поэтому отражение получается зачастую размытым. Поэтому миниатюрные тела имеют наибольших интерес в изучении преломления света, а именно в такой науке, как морфология кристаллов.
Друзы.
Кристаллы зарождаются на подложке (основе) группами или поодиночке. Срастаясь, они образуют друзы. Друза (от нем. druse – «щетка») – это минеральный агрегат из множества плотно сросшихся кристаллов. То есть каждый из кристаллов группы имеет независимую форму, а общее их расположение может быть абсолютно хаотичным. Размеры и количество кристаллов на подложке могут быть любыми.
Например, друза с невысокими кристаллами (несколько миллиметров) называют «щеткой». А минералы, напоминающие по своему внешнему виду бутоны, с направленными в разные стороны кристаллами называют «цветками». Такие образования заполняют стенки пустот, а также встречаются на открытых поверхностях среди пород магматического, метаморфического и осадочного происхождения. Зачастую друзы выстилают стенки трещин, а также являются наполнением для многих жеод.
ИсточникЧто такое минерал?
Минералы – это природные тела естественного происхождения. Они образуются в результате разнообразных физико-химических процессов на поверхности или в недрах Земли. Все минералы находятся в данный момент или некогда находились в кристаллическом состоянии. Они могут пребывать как в твердом, так и в жидком (вода, ртуть) или газообразном (метан, углекислый газ) состоянии.
Слово «минерал» имеет латинское происхождение и образовано от «minerale», что значит «руда». Минералы однородны по физическому и химическому составу и являются составными частями горных пород, метеоритов, руд.
Понятие «минерал» иногда используют вместо научного термина «минеральный вид» или «разновидность минералов». Минеральный вид – это общность всех образцов минерала, имеющая общий химический состав и кристаллическую структуру, т.е. общность конкретных образцов. А разновидность – это образцы, объединенные по химическому составу и кристаллической структуре, но имеющие большие различия по морфологическим особенностям (окраске, зерну и пр.). Так, халцедон, аметист, хрусталь, цитрин – это разновидности минерала кварца.
Образование минералов
Минералы образуются либо в земной коре, либо на поверхности. Процессыобразования бывают одного из трех видов:
- Эндогенные (глубинные). При этом образование минералов происходит глубоко под землей. Расплавленные силикатные породы (магма), протекая в толщу земной коры из нижележащих слоев, застывают. Выделяющиеся при этом газы и водные растворы собираются в пустотах и трещинах. Так появляются новые минералы.
- Экзогенные (поверхностные). Этот вид процессов характерен тем, что образование новых минералов происходит на земной поверхности: в местах соприкосновения литосферы с гидросферой, биосферой и атмосферой. Здесь происходят такие процессы, как выветривание, образование горных пород вследствие жизнедеятельности организмов (например, образование ракушечника из минерализованных останков морских животных).
- Метаморфические. В земной коре постоянно протекают геологические процессы, которые вызывают образование новых минералов. Например, осадочные горные пород биогенного происхождения могут оказаться в толще литосферы. Там они подвергаются действию высокой температуры и давления. Так из известняка получается мрамор. Или наоборот, при извержении вулкана магма достигает поверхности, изливается, застывает и подвергается выветриванию и прочим экзогенным изменениям.
Классы минералов
Мировая общепринятая классификация минералов разработана IMA (Международным Минералогическим обществом). Основная единица классификации – класс. В классы входят семейства, подклассы, группы и надгруппы. В основном, классификация составлена по химическим свойствам и включает классы:
- Сульфиды (арсениды, антимониды, селениды, висмутиды, телуриды, а также семейство пирита-марказита). Это группа сернистых соединений из 250 минералов. Примеры: киноварь, медный и железный колчедан.
- Сульфаты, производные серной кислоты с низкой твердостью и неметаллическим блеском: глауберова соль, гипс, ангидрит.
- Сульфосоли,
- Галогениды. Больше 100 минералов, фтористых, хлористых и прочих галогеновых соединений: флюорит, хлорид натрия, сильвин.
- Окислы (включает надгруппы шпинели и хегмобитов) и гидроокислы. Эти два класса составляют до 17 % всей земной коры. Из них 12% приходится на долю кварца. Кроме него окислы и гидроокислы кремния и металлов объединяют множество минералов малой и большой плотности: боксит, корунд, магнетит, гематит и пр.
- Карбонаты. Соли угольной кислоты в литосфере представлены более чем 80 минералами. Это магнезит, сидерит, доломит, кальцит и пр.
- Арсенитов (антимониты, селениты, висмутиты, телуриты и собственно арсениты),
- Нитраты,
- Бораты,
- Хроматы,
- Молибдаты,
- Фосфаты, т.е. соли фосфорной кислоты. В классе около 200 минералов малой твердости и плотности: фосфат кальция, апатиты.
- Вольфраматы,
- Силикаты, алюмосиликаты. Это более 800 минералов с большим породообразующим потенциалом: 80% от всей земной коры. Если отнести к силикатам и кварц, то их доля составт больше 90%. Силикаты характерны кристаллической решеткой, в основе которой находится кремний-кислородный тетраэдр: авгит, оливин, слюды, берилл и пр.
- Арсенаты,
- Ванадаты.
Также классификация включает несколько особых надгрупп (апатиты, лауэиты, алуниты, гранаты, майэниты).
В отдельный класс согласно международной классификации выделены самородные элементы. Он включает самородки золота, платины, мышьяка, ртути, железа, никеля, серы и углерода (такие как графит или алмаз).
Класс органических минералов также существует и включает в себя некоторые минералы естественного происхождения (ацетаты, меллитаты, оксалаты и пр.). Следует различать биогенные минеральные образования и органические минералы. К первым относятся натуральные битумы, смолы (янтарь), жемчуг, копал, озокерит, шунгит. Все эти вещества не относятся к минералам, поскольку не имеют и никогда не имели кристаллической структуры. Несмотря на это, их часто по ошибке называют органическими минералами.
Таблица минералов
СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ (отмеченные звездочкой только у кристаллических разностей)
ИсточникТоп 10 самых красивых минералов
Кварц представляет собой химическое соединение, состоящее из диоксида кремния (SiO2 ) . Это самый распространенный минерал, обнаруженный на поверхности Земли, и его уникальные свойства делают его одним из самых полезных природных веществ.
Кварц — самый распространенный минерал, обнаруженный на поверхности Земли. Минеральные месторождения обнаружены во всем мире. Кварц обладает высокой устойчивостью к механическому и химическому разрушению. Эта долговечность делает его доминирующим минералом горных вершин и основной составляющей пляжного, речного и пустынного песка.
2. Флюорит
Флюорит — важный промышленный минерал, состоящий из кальция и фтора (CaF2). Он используется в самых различных отраслях. Образцы с исключительными свойствами преломления света разрезаются на драгоценные камни или используются для изготовления декоративных предметов.
Флюорит осаждается в горных породах гидротермальным способом. В этих породах он часто встречается в виде побочного минерала, связанного с металлическими рудами. Флюорит также встречается в трещинах и полостях некоторых известняков и доломитов. Это очень распространенный породообразующий минерал, обнаруженный во многих частях мира. В горнодобывающей промышленности флюорит часто называют «плавиковый шпат».
3. Рутил
Рутил – это минерал оксида титана , который чаще всего встречается в гранитах и метаморфических породах. Он также встречается в песках, полученных в результате выветривания этих пород. Рутил также образует тонкие кристаллы внутри кварца и слюды.
Рутил используется в качестве покрытия на сварочных стержнях. Он также используется в качестве руды титана, металла, используемого там, где требуется легкий вес и высокая прочность. Также рутил используется для производства пигментов.
4. Рубин
Рубины — это корунды с доминирующим красным цветом. Цвет может варьироваться от оранжево-красного до пурпурно- красного или коричневато-красного. Самый востребованный цветовой диапазон — ярко-красный.
Рубин окрашен в красный цвет из-за присутствия хрома . Небольшое количество хрома будет давать розовый цвет. Чтобы считаться рубином, в корунде должно быть достаточно хрома, чтобы придавать ему отчетливо красный цвет.
5. Аметист
Аметист — это фиолетовый аналог кварца. Это самый популярный фиолетовый камень и один из самых популярных драгоценных камней всех времен. Аметист используется для производства ограненных камней, бус и многих других предметов для украшения и декоративного использования.
Аметист имеет твердость по Моосу 7 и не ломается при расщеплении. Это драгоценный камень, который достаточно прочен для использования в кольцах, серьгах, подвесках, браслетах и других ювелирных изделиях. Огромные запасы аметиста в Южной Америке и Африке обеспечивают мир достаточным количеством этого минерала, чтобы держать цену низкой.
6. Опал
Опал является одним из самых впечатляющих драгоценных камней. Этот камень может переливаться разными цветами спектра, интенсивность и качество которого, может превзойти в преломлении света даже алмаз. Опал — один из самых популярных камней.
Что вызывает игру цвета?
Области внутри опала, которые производят игру цвета, состоят из микроскопических сфер кремнезема, расположенных в упорядоченной сети. Эта сеть сфер действует как дифракционная решетка. По мере прохождения света он рассеивается в цвета спектра. Размер сфер и их геометрическая упаковка определяют цвет и качество дифрагированного света.
7. Бриллиант
Алмаз — редкий природный минерал, состоящий из углерода . Каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими атомами углерода и связан с ними сильными ковалентными связями — самым сильным типом химической связи. Эта простая, однородная, плотно связанная конструкция дает одно из самых прочных и универсальных веществ из известных
Алмаз — самое твердое вещество. Он также химически устойчив и обладает самой высокой теплопроводность. Эти свойства делают его пригодным для использования в качестве режущего инструмента и для других целей, где требуется долговечность. Алмаз также обладает специальными оптическими свойствами, такими как высокий показатель преломления, высокая дисперсия и высокий блеск. Эти свойства помогли сделать алмаз самым популярным драгоценным камнем в мире.
Поскольку алмаз состоит из элемента углерода, многие люди считают, что он образовался из угля. Это все еще рассказывается во многих школах, но это неправда!
8. Висму
Висмут был известен человечеству с давних времен, впервые упомянут в письменных источниках в 1450 году как Wismutton или Bisemutum. Долгое время этот металл считался разновидностью сурьмы , свинца или олова . Первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке встречаются в трудах крупнейшего металлурга и минералога средневековья Георгия Агриколы, датированных 1529 г. Представление же о висмуте как о самостоятельном химическом элементе сложилось только в XVIII в. Символ Bi впервые ввел в химическую номенклатуру выдающийся шведский химик Йенс Якоб Берцелиус.
9. Крокоит
Продолговатые кристаллики оранжево-красного крокоита переплетаются в сростках так же, как играют в костре всполохи пламени. Смотреть на крокоитовую друзу можно бесконечно – как и на огонь. Как и огонь, крокоит греет душу, поднимает настроение и внушает уверенность в светлом будущем.
Однако никакой мистики в этом камне нет! Яркая, сочная красота крокоитовых кристаллов – важнейшее свойство минерала. Но ценность крокоита состоит не только в его эстетичности. Камень крокоит – востребованная свинцово-хромистая руда с возможным включением других металлов в качестве примесей.
10. Халькантит
Халькантит — его имя происходит от греческого, «chalkos» и «anthos2, что означает «медный цветок», представляет собой богато окрашенный сине-зеленый водорастворимый сульфатный минерал, обычно встречающийся в поздних стадиях окисления медных отложений. Проще говоря, он представляет собой природные кристаллы медного купороса. Из-за своей способности к растворению халкантит чаще встречается в большом количестве в засушливых регионах.
Источник