Минерал (“Minera” в переводе с латинского языка означает “руда”) – это продукт естественных геологических процессов, однородный по составу и строению. Чаще всего минералы твердые, но бывают и исключения (например самородная ртуть). Минералы изучает наука минералогия.
Ежегодно геологи находят сотни ранее не описанных образцов и предают их минералогам. Они определяют состав, свойства и структуру образца. И если камень является новым минералом, то классифицируют и дают имя.
Классификации минералов.
За время существования минералогии было предложено много систем классификации, но в основе каждой из них лежал химический состав и периодический закон Д.И. Менделеева. На данный момент основными считаются классификация по Никелю-Штрунцу и Дана.
Так как IMA (Международная минералогическая ассоциация) придерживается первой, то ее и возьмем за основу.
- Класс. Все минералы делятся на классы в зависимости от их химического состава. В последней, 10 версии классификации их 10.
- Подкласс. Каждый класс делится на подклассы. Чаще всего критерием для деления выступает соотношение элементов или наличие кристраллизационной воды (например в химическом составе минерала бура 8 молекул воды Na2B4O5(OH)4•8H2O).
- Группа. Чаще всего разделение идет по размеру катиона (положительно заряженной части молекулы).
- Минерал.
- Разновидность. Различные цветовые вариации и формы выделения при сохранении основного химического состава и кристаллической решетки. Чаще всего это коммерческое или историческое название.
- Минерал.
- Группа. Чаще всего разделение идет по размеру катиона (положительно заряженной части молекулы).
- Подкласс. Каждый класс делится на подклассы. Чаще всего критерием для деления выступает соотношение элементов или наличие кристраллизационной воды (например в химическом составе минерала бура 8 молекул воды Na2B4O5(OH)4•8H2O).
Если рассматривать минерал “кварц”, то он будет относиться к классу “оксиды и гидроксиды”, подклассу “оксид = 1:2”, группе “с маленьким катионом”. А вот разновидностями кварца будут уже являться такие камни, как горный хрусталь, дымчатый кварц, аметист, цитрин и халцедоны.
Классы минералов.
В этом классе в основном самородные минералы и интерметаллиды.
Также сюда входят карбиды, силициды, нитриды, фосфиды.
Помимо непосредственно соединений серы (S-2), к этому классу относят селениды, теллуриды (теллура), арсениды (мышьяка), антимониды (сурьмы), висмутиды (висмута) и др.
Минералы этого класса представлены солями элементов 7-ой группы таблицы химический элементов. Фтор (фториды), хлор (хлориды), бром(бромиды) и йод (йодиды).
Основную часть этого класса составляют оксиды и гидроксиды, но сюда так же относят кислородосодержащие соли ванадия (ванадаты), мышьяка (арсениты), сурьмы (антимониты), висмута (висмутиты), серы (сульфиты).
Большой класс минералов, который недавно был отделен от 5 класса. Весь класс представлен солями борной кислоты.
Кислородосодержащие соли серы (сульфаты SO4-2), селена (селенаты SeO4-2) и теллура (теллураты TeO4-2).
Кислородосодержащие соли элементов 5 группы: фосфора, мышьяка и ванадия.
По некоторым данным масса минералов этого класса вместе с кварцем в литосфере земли составляет более 90%. Все минералы являются солями кремневой кислоты.
Соли органических кислот, некоторые углеводороды и органические минералы.
Кристаллическая структура минералов.
Минералы подразделяют на имеющие кристаллическую структуру, аморфные и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии (метамиктные минералы)
При наличии кристаллической структуры в в минерале определяют элементарную ячейку. По соотношению размеров и углов ячейки выделяют следующие сингонии:
- Низшая категория (все трансляции не равны друг другу)
- Триклинная:
,
- Моноклинная:
,
- Ромбическая:
,
- Триклинная:
- Средняя категория (две трансляции из трёх равны между собой)
- Тетрагональная:
,
- Гексагональная:
,
- Тетрагональная:
- Высшая категория (все трансляции равны между собой)
- Кубическая:
,
- Кубическая:
Оптические свойства.
Цвет. Цвет минерала.
Цвет черты. Цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапаньем по шершавой поверхности фарфора.
Блеск. Световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
Показатель преломления. Соотношение скорости света в воздухе к скорости света в камне.
Физические свойства.
Твердость. Определяется по шкале Мооса. Твёрдость минерала не всегда одинакова на всех направлениях кристалла.
- Тальк (царапается ногтем).
- Гипс (царапается ногтем).
- Кальцит (царапается медью).
- Флюорит ( легко царапается ножом).
- Апатит (с трудом царапается ножом).
- Ортоклаз ( царапает стекло).
- Кварц.
- Топаз.
- Корунд.
- Алмаз.
Спаяность. Способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям.
Излом. Специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
Плотность. Масса единицы объёма вещества, выражается в г/см3.