Мінерал - природна речовина, що складається з одного елемента або з закономірного поєднання елементів, що утворюється в результаті природних процесів, що протікають в глибині земної кори або на поверхні. Кожен мінерал має певну будову і має властивими йому фізичними та хімічними характеристиками. В даний час відомо більше 2 500 мінералів (не рахуючи різновидів). Наука, що вивчає мінерали, називається мінералогією.
Залежно від агрегатногосостоянія. мінерали поділяються на тверді (кварц), рідкі (ртуть), газоподібні (метан). Найбільшим поширенням користуються тверді мінерали, серед яких, в свою чергу, переважають кристалічними (атоми в них розташовані впорядковано), і набагато рідше зустрічаються аморфні (з хаотичним розташуванням атомів). Наука про будову кристалічних мінералів називається кристаллографией.
Залежно від пространственногорасположенія елементарнихчастіц ,, складових кристалічну решітку, все різноманіття форм кристалів можна звести до декількох груп симетрій, або сингоний. Виділяють сім сингоний: моноклинную, тріклінную, ромбічну, трігональную, тетрагональную, гексагональную, кубічну. Величезний вплив на структуру кристалічної решітки надають фізико-хімічні умови мінералоутворення: кристали одного і того ж мінералу, що виникли в різних умовах, будуть відрізнятися сингонії. Більш того, з одного елемента можливе формування абсолютно різних мінералів: наприклад, що складаються з вуглецю графіту і алмазу. Здатність однакових за складом твердих речовин кристалізуватися в різних модифікаціях називається поліморфізмом.
Від внутрішньої будови безпосередньо залежать фізичні властивості мінералів. Так, що володіють кубічноїсингонії октаедричні кристали алмаза - модифікації вуглецю - характеризуються найвищою твердістю. Інша ж модифікація вуглецю - графіт - кристалізується в гексагональної сингонії і відрізняється мінімальної твердістю. Кристалічним мінералів властива анізотропія - фізичні властивості в них відрізняються за різними напрямками в кристалі. Навпаки, аморфним мінералів характерна изотропность - збереження фізичних характеристик, незалежно від напрямку. До числа найважливіших фізичних властивостей, що дозволяють виробляти макроскопическое визначення мінералів, відносять такі: твердість, блиск, колір в шматку, колір в порошку (колір риси), спайність, злам, прозорість, питома вага.
За займаному в складі гірських порід обсягом мінерали поділяються на породообразующие і акцесорних. Породообразующими (їх близько 50) є мінерали, які відіграють першорядну роль в складі гірських порід. Склад породоутворюючих мінералів служить одним з критеріїв, за якими визначають назва гірської породи. Акцесорних мінерали зустрічаються у вигляді незначних домішок (не більше 5% від обсягу породи) і їх наявність не впливає на назву породи. Крім того, виділяють велику групу рудообразующіхмінералов. використовуються людиною для виробництва металів.
За походженням мінерали поділяються на типи, які об'єднуються в дві групи: ендогенні - виникають в глибині земної кори завдяки процесам магматизму і метаморфізму, а також екзогенні - утворюються у верхній частині земної кори в результаті вивітрювання і осадження з водних розчинів. Послідовність формування мінералів від ендогенних до екзогенних можна представити таким чином.
1. Магматичний тип минералообразования має місце в межах магматичного вогнища, що виникає в глибині земної кори. У міру остигання і гравітаційного поділу магми, з неї послідовно кристалізуються спочатку тугоплавкі, а потім все більш легкоплавкі мінерали. Відповідно, першими виникають важкі зелено-чорні мінерали: олівін. авгит. лабрадор; потім легші: роговаяобманка. слюди. Ортоклаз. а на завершення - найлегший низькотемпературний кварц. Така послідовність отримала назву реакційного ряду Боуена (по імені канадського вченого).
2. пегматитовими тип проявляється на останніх стадіях охолодження магми, при температурах 500 - 700 ° С, коли в розплавленому вигляді залишаються лише найлегші фракції, збагачені кислотами і лугами та насичені газами. У цих умовах формуються своєрідні породи - пегматити. складені великими і гігантськими кристалами кварцу. ортоклаза. слюд. На даній стадії виникають багато дорогоцінні камені, рудні і радіоактивні мінерали.
3. пневматолітових тип полягає в кристалізації перенасиченого газами речовини магми, що піднімається по тріщинах земної кори. З летючих з'єднань формуються руди вісмуту, вольфраму, молібдену, миш'яку та ін. Коли температура знижується до 500 ° С, пневматолітових тип починає супроводжуватися гідротермальних процесами, що ведуть до накопичення рудообразующих мінералів: галеніту. сфалериту. кіноварі. халькопирита. піриту. золота. а також кальциту і ін.
4. Гідротермальний тип починається при охолодженні газів і розчинів до 375 ° С, що зумовлює утворення як самородні мінералів, так і хлоридних, сульфатних і інших з'єднань: сірки. Галіт. Сільвіна і ін.
5. гіпергенні тип минералообразования проявляється на земній поверхні в повітряному або водному середовищі, або на невеликих глибинах в земній корі. Тут нестійкі до зовнішніх впливів мінерали руйнуються і переходять в стійкі сполуки. Основне значення належить процесам вивітрювання, осадження речовин з водних розчинів, діяльності підземних вод. Характерними мінералами є каолін, монтморилоніт, галит, сильвин, малахіт, лимонит, боксит і ін.
6. Метаморфічні тип обумовлений впливом на гірські породи високих температур, тиску, а також магматичних газів і розчинів. При цьому виникає великий перелік мінералів, як хлорит. тальк. графіт. магнетит і ін.
Процеси минералообразования можуть супроводжуватися метасоматозом - заміщенням одних мінералів іншими при зміні фізико-хімічних умов. Наприклад, переходом піриту (FeS2) в лимон (Fe2 O3 x nH 2 O) в результаті окислення. Крім того, можливе утворення одного і того ж мінералу в різних умовах. Нарешті, кожному типу минералообразования характерні свої, строго закономірні поєднання мінералів, що веде до утворення мінералів-супутників. Таке явище отримало назву парагенезиса. Практичне значення парагенезиса полягає в тому, що на підставі виявлення одного мінералу, можна припускати наявність іншого. Так, наявність пегматитового кварцу свідчить про можливість виявлення золота.
Повернутися в зміст: Геологія