Mineral

Mineral
Studiat în mineralogie
Opus nemineral [d]
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Mineralul ( germană  Мineral sau franceză  minéral , din latină târziu  (аеs) minerale  - ore [1] ) este o parte din roci , minereuri , meteoriți , omogenă ca compoziție și structură , care este un produs natural al proceselor geologice și este un compus chimic sau element chimic .

Mineralul poate fi în orice stare de agregare , în timp ce majoritatea mineralelor sunt solide . Mineralele sunt împărțite în care au o structură cristalină , amorfă și minerale care au o formă externă de cristale, dar sunt într-o stare amorfă ( minerale metamicte ). [2] [3] O rocă poate consta din mai multe minerale care formează roci de diferite tipuri (rocă polimineră) sau dintr-un singur mineral care formează rocă (rocă monominerală). Sintagma „ material mineral ” este de asemenea folosită în literatură .

Termen și descriere

Termenul „mineral” este folosit pentru a desemna un individ, o specie și un soi mineral [4] . Un mineral ca specie minerală este un compus chimic  natural având o anumită compoziție chimică și structură cristalină. Dacă diferențele de compoziție chimică cu identitatea structurală nu sunt foarte mari, atunci soiurile de minerale se disting prin culoare, caracteristici morfologice sau alte caracteristici: de exemplu, cristalul de stâncă , ametist , citrin , calcedonie sunt soiuri de cuarț . Indivizii  minerali sunt corpuri minerale, între care există interfețe, de exemplu, cristale și boabe [3] .

Mineralogia este studiul mineralelor . Originea mineralelor este clarificată prin mineralogia genetică , iar studiul speciilor minerale se realizează prin filogeneza mineralelor .

Începând cu anii 1950, descoperirea unui nou mineral și denumirea acestuia au fost aprobate de Comisia pentru noi minerale și denumiri de minerale a Asociației Mineralogice Internaționale (MMA) [5] . În prezent, au fost identificate peste 5336 [6] specii de minerale, iar anual câteva zeci de noi sunt aprobate de comisie, dar doar 100–150 de minerale sunt distribuite pe scară largă.

Mineralele sunt considerate și unele substanțe naturale care sunt lichide în condiții atmosferice (de exemplu, mercurul nativ , care ajunge într-o stare cristalină la o temperatură mai scăzută). Apa , dimpotrivă, nu este clasificată drept mineral, considerând-o ca o stare lichidă (topită) a gheții minerale . Unele minerale sunt în stare amorfă și nu au o structură cristalină . Acest lucru se aplică în principal așa-numitelor minerale metamicte , care au o formă externă de cristale, dar se află într-o stare amorfă, sticloasă din cauza distrugerii rețelei cristaline originale sub influența radiațiilor radioactive dure de la elementele radioactive ( uraniu , thorium , și așa mai departe) incluse în propria lor compoziție . Mineralele disting în mod clar cristaline , amorfe  - metacoloizi (de exemplu, opal , leschatellerită și altele) și minerale metamicte având o formă externă de cristale, dar într-o stare amorfă, sticloasă.

Proprietățile fizice ale mineralelor

Proprietățile fizice ale mineralelor sunt determinate de structura lor cristalină și de compoziția chimică. Există proprietăți fizice scalare ale mineralelor și proprietăți vectoriale , ale căror valori depind de direcția cristalografică. Un exemplu de proprietate scalară este densitatea , proprietățile vectoriale sunt duritatea , proprietățile cristalo-optice etc. Proprietățile fizice sunt împărțite în proprietăți mecanice, optice, luminiscente, magnetice, electrice, termice, radioactivitate [3] .

Obiceiul cristalelor este determinat prin inspecție vizuală; o lupă este folosită pentru a examina mostre mici . Pe lângă forma exterioară a cristalelor și a altor segregări, culoarea, strălucirea, clivajul și separarea, duritatea, fragilitatea și fractura au o mare importanță în descrierea și diagnosticarea vizuală a mineralelor, în special în condiții de teren [7] . La diagnosticarea unor minerale, maleabilitatea, flexibilitatea (rezistența la fractură) și elasticitatea sunt de asemenea importante.

Proprietăți optice

Proprietăți magnetice

Magnetismul depinde în principal de conținutul de fier feros, este detectat folosind un magnet convențional .

Găsirea mineralelor în natură

În funcție de abundența lor, mineralele pot fi împărțite în: După forma de găsire a mineralelor, ele disting

Chimia mineralelor

Abundența mineralelor pe Pământ este o consecință directă a compoziției lor chimice, care, la rândul său, depinde de abundența diferitelor elemente chimice. Cele mai multe dintre mineralele observate sunt extrase din scoarța terestră . Majoritatea mineralelor au în compoziția lor principală doar 8 elemente, cele mai comune în scoarța terestră: oxigen , siliciu , aluminiu , fier , magneziu , calciu , sodiu și potasiu (în ordine descrescătoare). Împreună, aceste opt elemente reprezintă până la 98% din greutatea scoarței terestre. Dintre acestea opt, oxigenul are o importanță deosebită, constituind 46,6% din greutatea scoarței terestre, iar siliciul, constituind 27,7% [9] .

Compoziția chimică a mineralelor, de regulă, este similară ca compoziție cu roca din care s-au format. Deci, olivina se formează din magma bogată în fier și magneziu, iar magma bogată în silicați se cristalizează într-un mineral bogat în silicați - cum ar fi cuarțul . Calcitele se formează în calcar bogat în calciu și carbonați .

Compoziția chimică poate varia între membrii unei game de minerale. De exemplu, plagioclazele , care fac parte din grupul aluminosilicaților cadru  - feldspați , din punct de vedere al compoziției chimice, reprezintă o serie izomorfă continuă de aluminosilicați de sodiu-calciu - albit și anortit cu miscibilitate nelimitată . Există 4 soiuri identificate între albit bogat în sodiu și anortit bogat în calciu - oligoclază , andezine , labradorit și bytonit [10] [11] . Alte exemple de astfel de serii includ seria de olivine de la forsterita bogată în magneziu la fayalita bogată în fier [12] și seria wolframite de la hübnerita bogată în mangan la ferberita bogată în fier [13] .

Prezența serii minerale se explică prin substituție chimică. În natură, mineralele nu sunt materiale pure. Ele conțin impurități, constând din orice elemente care se află într-un anumit sistem chimic. Ca urmare, uneori un anumit element este înlocuit cu altul [14] . O astfel de substituție are loc de obicei între ioni de dimensiuni similare și sarcini identice. De exemplu, K + nu poate înlocui Si 4+ din cauza incompatibilității chimice și structurale cauzate de o mare diferență de dimensiune și sarcină, iar înlocuirea Si 4+ cu Al 3+ are loc destul de des, deoarece acestea sunt apropiate ca dimensiune, sarcină și abundenta.in scoarta terestra, pe care o observam in exemplul plagioclazelor.

Schimbările de temperatură, presiune și compoziția chimică afectează compoziția mineralogică a unei anumite roci. Modificările compoziției chimice pot fi cauzate de procese precum eroziunea solului și intemperii, precum și de metasomatism . Schimbările de temperatură și presiune apar atunci când roca sursă suferă o schimbare tectonic sau magmatic într-un regim fizic diferit. Modificările condițiilor termodinamice afectează favorabil posibilitatea unei reacții între mineralele deja formate cu producerea de noi minerale [15] .

Clasificarea mineralelor

Clasificările moderne ale mineralelor se realizează pe o bază structural-chimică [16] . Clasificarea aprobată de Asociația Internațională Mineralogică (IMA) în 2009 este actualizată și reaprobată periodic.

Minerale anorganice

Elemente native și compuși intermetalici Carbure , nitruri , fosfuri Sulfuri, sulfosarți și altele asemenea
  1. clasa selenide , teluride , arsenide și altele asemenea
  2. Clasa Sulfosalt
Compuși halogeni (halogenuri) și săruri halogenate
  1. clasa Fluoruri , fluoruri de aluminiu
  2. clasa Cloruri, bromuri și ioduri
Oxizi și hidroxizi
  1. clasa Oxizi simpli si complexi
  2. clasa Hidroxizi
Săruri de oxigen (oxisăruri)
  1. clasa Iodate
  2. Clasa nitraților
  3. clasa Carbonaților
  4. clasa Sulfati si selenati
  5. clasa de cromat
  6. Clasa Tungstate și molibdați
  7. Clasa Fosfati, arseniati si vanadati
  8. Clasa de borat
  9. Clasa Silicati si aluminosilicati (berilosilicati, borosilicati)
    1. Insulă silicați cu tetraedri Si04 izolate
    2. Silicați în lanț cu grupări izolate de tetraedri Si04
    3. Silicați de panglică cu lanțuri continue și panglici de tetraedre de SiO4
    4. Silicați stratificati cu straturi continue de tetraedre de Si04
    5. Silicați -cadru cu cadre tridimensionale continue de tetraedri SiO4 și Al04

Minerale organice

Conform nomenclaturii moderne a mineralelor aprobată de MMA , unii dintre compușii organici naturali asemănătoare sărurilor (oxalați, meliți, acetați etc.) sunt considerați printre mineralele care sunt combinate într-o clasă de substanțe organice . Totodată, în taxonomia generală a mineralelor, în numărul de minerale nu sunt incluse formațiunile organice cu molecul mare precum rășinile lemnoase și bitumurile, care în majoritatea cazurilor nu îndeplinesc cerințele de cristalinitate și omogenitate. Unele substanțe organice  - ulei , asfalt , bitum au fost atribuite în mod eronat mineralelor. Le lipsește o structură cristalină și nu pot fi caracterizate din punct de vedere chimic cristalin . Produsele organice naturale se referă în cele mai multe cazuri fie la roci ( antracit , shungit etc.), fie la hidrocarburi naturale din grupa petrolului ( ozocerit , bitum), fie la rășini fosile ( chihlimbar , copal ), fie la formațiuni biogene care conțin în lor. compoziția unuia sau altui mineral ( perlă și sidef , în structura căreia participă aragonitul mineral ).

Formații naturali ( formicait Ca (HCOO) 2 , dashkovaite Mg (HCOO) 2 • 2H 2 O, etc.) și oxalații (stepanovit etc.) în mineralogie sunt clasificați ca substanțe organice .

Utilizarea mineralelor

Mineralele, împreună cu materialele organice, sunt utilizate pe scară largă.

Omul a folosit minerale din cele mai vechi timpuri. Pentru o lungă perioadă de timp, principalul mineral a fost silexul - o varietate de cuarț  cu granulație fină , fulgii săi cu margini ascuțite au fost folosiți de oamenii primitivi în epoca antică de piatră . În plus, au fost folosite și alte minerale, de exemplu, hematit de cireș, goethit galben-maroniu și oxizi negri de mangan  - ca vopsele și chihlimbar , jad , aur nativ etc. - ca material pentru bijuterii etc. Bijuteriile din Egiptul preistoric (5000-3000 î.Hr.) erau realizate din cupru , aur și argint nativ. Mai târziu au început să folosească bronzul pentru fabricarea armelor și uneltelor [7] . Acum din minerale se obțin metale și alte elemente și compuși chimici [4] , sunt materii prime pentru producerea materialelor de construcție (ciment, sticlă etc.) și pentru industria chimică . Mineralele pot fi folosite ca coloranți [7] , materiale abrazive și refractare, își găsesc aplicații în ceramică , optică , electronică radio , inginerie electrică și inginerie radio. Pietrele prețioase sunt și minerale [4] .

Mineralele sunt folosite pentru alimentație, ca sursă de materii prime, ca monedă, ca obiecte de artă și de lux și ca componente ale înaltei tehnologii. Unul dintre tipurile de șarlamăni este litoterapie  - tratament cu minerale prin purtarea lor, aplicarea lor, intrarea în contacte astrale cu energii supranaturale și puteri magice presupus închise în pietre și cristale. Adepții litoterapiei susțin că fiecare obiect cristalin are proprietăți de radiație și absorbție a energiilor și câmpurilor necunoscute, care, atunci când sunt aplicate unui corp biologic, sunt capabile să restabilească echilibrul energetic perturbat al corpului. Litoterapia nu are nici un motiv dovedit clinic și o bază științifică [17] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Vasmer M. Dicționar etimologic al limbii ruse . — Progres. - M. , 1964-1973. - T. 2. - S. 623-624.
  2. ↑ Betekhtin, 2014 , p. 11-13.
  3. ↑ 1 2 3 Minerale // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  4. ↑ 1 2 3 R.A. Vinogradov. Minerale // Enciclopedia chimică / ed. Knunyants I.L. - Marea Enciclopedie Rusă, 1992. - T. 3. - P. 86-88.
  5. ↑ Rastsvetaeva R. K. How to discover a new mineral  // Nature . - Stiinta , 2006. - Nr. 5 .
  6. ↑ Ernst AJ Burke. Asociația Internațională Mineralogică - Comisia pentru Minerale Noi, Nomenclatură și Clasificare (link nu este disponibil) . nrmima.nrm.se. Preluat la 13 mai 2018. Arhivat din original la 10 august 2019. 
  7. ↑ 1 2 3 Minerale și mineralogie // Collier Encyclopedia . — 2000.
  8. ↑ Kamacite . webmineral.com. Preluat la 2 august 2012. Arhivat din original la 13 mai 2013.
  9. ↑ Dyar și Gunter, pp. 4-7
  10. ↑ Deer W.-A., Howie R.-A., Zusman J., Rock-forming minerals, trad. din engleză, vol. 4, M., 1966
  11. ↑ Marfunin A.S. , Feldspați - relații de fază, proprietăți optice, distribuție geologică, M., 1962.
  12. ↑ Fayalite pe webmineral.com Arhivat 7 decembrie 2017 la Wayback Machine 
  13. ↑ Caracteristicile wolframitei Arhivat 7 mai 2021 la Wayback Machine 
  14. ↑ Dyar și Gunter, p. 141
  15. ↑ Dyar și Gunter, p. 549
  16. ↑ Betekhtin, 2014 , p. 151-158.
  17. ↑ Lawrence E. Jerome. Puterea cristalelor: efectul placebo suprem. Cărțile Prometheus, 1989

Literatură

  • Zemyatchensky P. A. Mineral // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
  • Minerale // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
  • Minerale  // Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.
  • Minerale și mineralogie // Enciclopedia Collier. — 2000.
  • R.A. Vinogradov. Minerale // Enciclopedia chimică / ed. Knunyants I.L. - Marea Enciclopedie Rusă, 1992. - T. 3. - P. 86-88.
  • Betekhtin A. G. Curs de mineralogie. — al 3-lea, corectat și completat. - M .: Carte. House University, 2014.
  • Iu. Goncharov, M. Malkova, V. Shamshurov, A. Shamshurov. Geologie, mineralogie, petrografie . - Manual de referință. - M. : ASV, 2008.
  • Busbey, AB; Coenraads, RE; Rădăcini, D.; Willis, P. Rocks and Fossils. - San Francisco: Fog City Press, 2007. - ISBN 978-1-74089-632-0 .
  • Chesterman, CW; Lowe, KE Ghid de câmp pentru roci și minerale din America de Nord  . Toronto: Random House of Canada, 2008. - ISBN 0-394-50269-8 .
  • Dyar, M.D.; Gunter, M.E. Mineralogie și Mineralogie Optică. — Chantilly, Virginia: Societatea Mineralogică din America, 2008. - ISBN 978-0-939950-81-2 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii