Виды и группы минералов

Минералы: общая характеристика
"Минерал" - это твердое тело, состоящее из химических элементов и обладающее рядом индивидуальных физико-химических свойств. Кроме того, образовано оно должно быть только естественным путем, под влиянием тех или иных природных процессов. Минералы могут быть образованы как простыми веществами (самородные), так и сложными.

Существуют такие процессы, способствующие их образованию:
Магматические
Гидротермальные
Осадочные
Метаморфогенные
Биогенные
Крупные агрегаты минералов, собранные в единые системы, называются горными породами. Поэтому путать эти два понятия не следует. Горные минералы добываются именно путем дробления и обработки целых кусков пород. Химический состав рассматриваемых соединений может быть разным и содержать большое количество разных веществ-примесей. Однако всегда есть одно главное, которое доминирует в составе. Поэтому именно оно и является определяющим, а примеси не учитываются.
Строение минералов
Структура минералов - кристаллическая. Существуют несколько вариантов решеток, которыми она может быть представлена:
Кубическая
Гексагональная
Ромбическая
Тетрагональная
Моноклинная
Тригональная
Триклинная

Классифицируют эти соединения по химическому составу определяющего вещества.

Виды минералов
Классификация, которая отражает основную часть состава минерала.

Самородные или простые вещества. Это тоже минералы. Например: золото, железо, углерод в виде алмаза, угля, антрацита, сера, серебро, селен, кобальт, медь, мышьяк, висмут и многие другие.

Галогениды, которые включают в себя хлориды, фториды, бромиды. Например: каменная соль (хлорид натрия) или галит, сильвин, флюорит.

Оксиды и гидроксиды. Образованы оксидами металлов и неметаллов, то есть соединением их с кислородом. В эту группу входят минералы - халцедон, корунд (рубин, сапфир), магнетит, кварц, гематит, рутил, кассематит и другие.

Нитраты. Например: калиевая и натриевая селитра.

Бораты: оптический кальцит, еремеевит.

Карбонаты - соли угольной кислоты. В эту группу входят минеры: малахит, арагонит, магнезит, известняк, мел, мрамор и другие.

Сульфаты: гипс, барит, селенит.

Вольфраматы, молибдаты, хроматы, ванадаты, арсенаты, фосфаты - все это соли соответствующих кислот, которые образуют различного строения минералы. Названия - нефелин, апатит и другие.

Силикаты. Соли кремниевой кислоты, имеющие в составе группу SiO4. Например: берилл, полевой шпат, топаз, гранаты, каолинит, тальк, турмалин, жадеит, лазурит и другие.

Также встречаются органические соединения, формирующие целые природные залежи. Например, торф, уголь, уркит, оксолаты кальция, железа и прочие. А также несколько карбидов, силицидов, фосфидов, нитридов.

Самородные элементы

Это такие минералы, которые образованы простыми веществами.
Например:
Золото в виде песка и самородков, слитков
Алмаз и графит - аллотропные видоизменения кристаллической решетки углерода
Медь
Серебро
Железо
Сера
Группа платиновых металлов

Часто эти вещества встречаются в виде крупных агрегаций с другими минералами, кусками горных пород и рудами. Добыча и их использование в промышленности имеют важное значение. Они - основа, сырье для получения материалов, из которых впоследствии изготавливают самые разные предметы быта, конструкции, украшения, приборы и многое другое.

Фосфаты, арсенаты, ванадаты
В эту группу входят породы и минералы, которые имеют преимущественно экзогенное происхождение, то есть встречаются в наружных слоях земной коры. Внутри формируются только фосфаты. Солей фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислот на самом деле достаточно много. Но в целом, процентное их содержания в коре небольшое.

Распространенные кристаллы, которые относятся к этой группе:

Апатит
Вивианит
Линдакерит
Розенит
Карнотит
Паскоит

Как уже отмечалось, данные минералы формируют горные породы достаточно внушительной величины.

Оксиды и гидроксиды

В эту группу минералов входят все оксиды, и простые, и сложные, которые образованы металлами, неметаллами, интерметаллидами и переходными элементами. Общее процентное содержание данных веществ в земной коре - 5%. Единственное исключение, которое относится к силикатам, а не к рассматриваемой группе, - это оксид кремния SiO2 со всеми его разновидностями.

Самые распространенные :
Гранит
Магнетит
Гематит
Ильменит
Колумбит
Шпинель
Известь
Гиббсит
Романешит
Холфертит
Корунд (рубин, сапфир)
Боксит

Карбонаты
Данный класс минералов включает в свой состав достаточно большое разнообразие представителей, которые также имеют важное практическое значение для человека.
Подклассы или группы:
кальцит
доломит
арагонит
малахит
содовые минералы
бастнезит

Каждый подкласс включает в свой состав от нескольких единиц до десятков представителей. Всего насчитывается около ста разнообразных минеральных карбонатов.

Самые распространенные из них:

мрамор
известняк
малахит
апатит
сидерит
смитсонит
магнезит
карбонатит и другие

Некоторые ценятся как очень распространенный и важный строительный материал, другие используются для создания ювелирных изделий, третьи находят применение в технике. Однако все являются важными.

Силикаты

Самая многообразная по внешним формам и количеству представителей группа минералов. Такое варьирование обусловлено тем, что атомы кремния, лежащие в основе их химического строения, способны соединяться в разного вида структуры, координируя вокруг себя несколько атомов кислорода.

Так, могут формироваться следующие типы конструкций:

островные
цепочечные
ленточные
листовые

К ним относятся такие, как:
топаз
гранат
хризопраз
горный хрусталь
опал
халцедон и другие.
Они находят применение в ювелирном деле, ценятся как прочные конструкции для использования в технике.

Важные минералы в промышленности :
Датонит
Оливин
Мурманит
Хризокол
Эвдиалит
Берилл

Одной из важных геологических наук является минералогия - учение о минералах, их происхождении, строении, составе, условиях нахождения в природе, классификации и практической ценности для человека.
Предмет минералогии неразрывно связан с такими науками, как химия, геохимия, стратиграфия, физика, математика, петрография и другими.

В зачаточном состоянии минералогия использовалась еще в первобытном человеческом обществе, когда людям потребовались познания о тех или иных минералах, их свойствах и возможности использования этих свойств на практике - для изготовления предметов быта, примитивного оружия, орудий труда и т. д. Пожалуй, самый первый минерал, на который человек разумный обратил свой практический взор, являлся кремнем (тонкозернистая разновидность кварца). Это широко распространенный в природе минерал, благодаря своим физическим свойствам хорошо подходил для решения описанных выше задач.
Чуть позже человек стал изучать свойства других минералов, например глины - для изготовления посуды и других предметов, гематит, гетит, оксиды марганца использовались для изготовления краски и нанесения наскальных рисунков и т. д.

С течением времени роль минералов в эволюционном развитии человеческого общества возрастала в геометрической прогрессии. Поэтому современная минералогия заняла достойное место в ряду важнейших геологических наук. Изучение минералов и их свойств было и остается важным аспектом процветания человеческого общества, залогом дальнейшего динамического развития многих наук и общего познания окружающей Вселенной.

Что такое минерал и его отличие от других веществ

Минералы - твердые природные образования, имеющие относительно однородную внутреннюю структуру и химический состав по всему телу. Структура минералов, в большинстве случаев, имеет вид кристаллов различной геометрической формы, что обусловлено связями между составляющими минерал химическими элементами на молекулярном или атомарном уровне. Иными словами - минерал - твердое вещество, образуемое природой, имеющее по всему телу однородный химический состав и одинаковую внутреннюю структуру .
Слово минерал имеет латинское происхождение - "minerale" означает - "руда".

Примером простого минерала может послужить поваренная соль (хлорид натрия или галид). Кристаллы поваренной соли образованы микроскопической решеткой, в которой присутствуют атомы двух химических элементов - хлора и натрия, прочно связанные между собой ионной связью.
Исходя из такого определения, можно сделать вывод, что к минералам не относятся смеси химических элементов (пусть даже плотные и твердые, но не однородные), газообразные и жидкие вещества, а также твердые образования химических элементов, связь между атомами и молекулами в которых не имеет упорядоченной структуры.
К минералам, также, не относят органические образования - уголь и нефть в любом агрегатном состоянии. Впрочем, в некоторых ученых трудах органические твердые образования выделяют в особый класс - органические минералы, но такая классификация не имеет единой поддержки в геологических научных кругах.

Чтобы было проще понять различие между минералами и другими природными образованиями, можно привести такие примеры: вода в обычном состоянии - не минерал, но в твердом (лед), является минералом, связи между химическими элементами в котором (кислород и водород) поддерживаются на атомарном уровне и имеют выраженную однородную структуру по всему телу.

К минералам относят, также, самородные вещества, образованные однородными химическими элементами. Наиболее часто в природе встречаются самородки серы, серебра, золота, меди, графита и алмазов. Значительно реже - самородки железа, осьмия, иридия, палладия и некоторых других элементов. Все эти самородки являются минералами по определению, поскольку образуют твердое вещество, состоящее из единственного химического элемента с упорядоченной внутренней кристаллической структурой.
Тем не менее, самородные вещества - редкость в природе. В сравнении с минералами, образованными химическими соединениями, самородки составляют не более 1 % от общей массы минералов нашей планеты.

Не являются минералами, по определению, твердые вещества с однородной внутренней структурой, созданные руками человека , т. е. искусственным путем, как бы они ни походили на натуральные природные вещества свойствами и характеристиками.

Смесь твердых веществ, каждое из которых образовано минеральными частицами, тоже не является минералом, как, например, гранит , габбро , мрамор и т. д. Эти вещества являются по определению горными породами , образованными смесью различных минералов, но сами они минералами не являются. Природные катаклизмы, внешние химические и физические факторы придали горным породам определенные структурные характеристики и твердость, тем не менее, связи между отдельными минералами в породах нельзя рассматривать, как единую структурную решетку этих веществ, поэтому горные породы к минералам не относятся.

Некоторые твердые вещества вообще не образуют внутренней кристаллической структурной решетки и находятся в аморфном (обычно, стекловидном) состоянии. Такие вещества иногда называют метамиктными минералами . Чаще всего в таких природных образованиях присутствуют радиоактивные элементы, которые воздействием жесткого излучения разрушают структурную решетку этих минералов.

В настоящее время известно и описано почти 6000 различных минералов, и ежегодно открываются новые. Иногда ученые делают и "антиоткрытия", доказывая, что описанный ранее минерал не является таковым по определению или является близкородственной разновидностью другого известного минерала.

В 2006 году была образована Комиссия IMA по новым минералам, номенклатуре и классификации (CNMNC), состоящая из ученых различных стран, в круг задач которой входит систематика известных и вновь открываемых минералов. В настоящее время полный перечень веществ, признанных минералами включает около 6000 названий, включая и те, которые считаются дискредитированными, т. е. исключенными из каталога минералов по каким-либо причинам.
В частности, роговая обманка, которая не так давно считалась одним из самых распространенных минералов земной коры, в настоящее время дискредитирована, и, по мнению ученых, минералом не является.

Развитие науки и техники позволило человеку осуществлять синтез и производство искусственных веществ, которые по своим свойствам являются аналогами некоторых ценных минералов. Но эти искусственные вещества минералами назвать нельзя по определению, согласно которому минерал - твердое вещество, образованное в результате воздействия природных факторов , а не искусственным путем. По этой причине настоящий минерал человеческими руками создать нельзя.

Примеры широко известных минералов: соль, лед, кварц - наиболее распространенный на Земле минерал, слюда, графит, алмаз, корунд (окисел алюминия), малахит, глина.

Систематика минералов

В развитии любой науки очень важна правильная систематизация предмета изучения. Минералогия - не исключение. Основой классификации минералов является их химический состав, т.е. основной или основные (образующие) химические элементы того или иного минерала, а также внутреннее строение его кристаллической решетки.
В настоящее время все известные минералы объединены в 14 классов, каждый из которых объединяет множество видов, слагаемых из сходных "родителей" - химических элементов и имеющих сходную внутреннюю структуру.
Ниже приведена таблица, описывающая эти классы. Следует отметить, что в различных источниках информации систематика минералов может несколько отличаться, поскольку многие вопросы по классификации этих веществ не находят единого мнения среди ученых, но основные принципы, описанные выше, соблюдены.

Класс минерала	Основной элемент или соединение	Примеры минералов
Самородные элементы		Золото, медь, железо
Карбиды (включая нитриды и фосфиды)	углерод (C)	Муассанит, карборунд
Сульфиды и сульфосоли (включая арсениды, селениды и теллуриды)		Пирит, киноварь, галенит
Оксиды	кислород (O)	Гематит, корунд
Гидрооксиды	ионы воды (OH)
Галогениды	*галогены	Флюорит, сильвин
Карбонаты (включая нитраты и бораты)	угольная кислота (H2CO3)	Кальцит, малахит, доломит, магнезит
Нитраты	азотная кислота (HNO3)	Калиевая селитра, аммонит
Бораты	борная кислота (H3BO3)
Фосфаты (включая арсенаты и ванадаты)	фосфорная кислота (P2O5·nH2O)
Сульфаты	Идеальные минералы, определение которых было приведено в начале статьи, в природе встречаются очень редко. Обычно в составе многих минералов присутствуют в небольших количествах частицы различных химических включений, часто аморфных (не образующих ионно-кристаллической связи с основной решеткой минерала) и изменяющих их физические свойства. Например, в рубины и сапфиры, в основе которых лежит корунд, имеют включения химических элементов, придающих им различные цвета, от кроваво-красных до синих, зеленый цвет малахита и изумруда обусловлен содержанием в этих минералах меди или хрома и т. д. Еще чаще в составе природных минералов присутствуют неоднородные включения, не образующие с кристаллом атомарной связи, попросту говоря - ложка дегтя в бочке меда. Значение минералов для человека Практическая ценность того или иного материала для человека определяется его химическим составом (например, все металлы извлекаются из рудных минералов), физическими характеристиками (чаще всего - прочностью, твердостью и ковкостью) и внешней природной красотой (особенно это относится к минералам, образующим драгоценные камни и отделочные материалы). Некоторые минералы имеют специфические, присущие только им физические свойства, используемые в хозяйственной деятельности человека. Например, некоторые виды слюды являются великолепными электроизоляторами, асбест - теплоизолятор, магнезит - огнеупорное вещество, кварц обладает свойствами, используемыми в радиоэлектронике, оптике, керамике и т. п. Физические характеристики минералов зависят от характера кристаллизации (структурная решетка), составляющих химических элементов и присутствующих аморфных включений. 

В этой статье:

Чтоб узнать ответ на вопрос, чем отличается камень от минерала, нужно учитывать химическую структуру и применение этих веществ. В принципе, камни можно называть минералами и наоборот, грубой ошибки в этом не будет. Но все равно есть несколько существенных отличий, по которым различают и классифицируют эти элементы.

Принципы отличия

Чтоб понять суть вопроса и отличия, нужно учитывать такие факторы, как:

• Существование минералов и горных пород. Эта классификация является базовой в минералогии. Суть ее заключается в том, что минералы - это вещества, которые имеют однородную структуру, а вот горные породы или же просто камни являются неоднородными по составу.
• Минералы используются в ювелирном деле, а камни чаще встречаются в отраслях промышленности, строительстве.
• С точки зрения эзотерики, минералы имеют магические свойства, а у камней они отсутствуют.
• Стоимость камней отличается иногда в тысячи раз от цены минералов. Минералы всегда дороже, их меньше в природе, поскольку чистых веществ всегда меньше, чем материалов с примесями. Они и выглядят красивее, правда пользы от обычных камней или горных пород больше. Горные породы позволяют добывать тепло, используются во многих отраслях энергетики.
• Природное происхождение. Минералы - это продукты природы, которые находятся непосредственно в почве. Поэтому шеллби, стразы и другие камни, изготовленные в лаборатории, минералами называть нельзя, а вот камнями - можно. Не подходят под категорию и органические вещества, например, янтарь, гагат.

В идеале, минералы действительно однородны, чаще всего в составе кристалла есть примеси, которые называют дефектами или включениями и цена изделия из-за этого падает. Если минерал называть камнем, то к нему лучше подбирать прилагательное «драгоценный», «полудрагоценный» или «поделочный».

Классификация камней

Как таковой классификации камней и минералов не существует. Ювелиры разделяют камни по одним признакам, геологи и минералоги - по другим, продавцы - по стоимости товара. Первые попытки упорядочить камни возникали у Клюге, Гюриха - профессоров-минералогов.

Ясность в это дело внес Бауэр в 1986 году. Так, он разделил все самоцветы на драгоценные, поделочные и камни органогенного происхождения. Причем камни горных пород в эту классификацию не попали. В свою очередь, классы разделялись на порядки. Но сейчас принято пользоваться классификацией В. Я. Киевленко, по которой выделяются такие группы:

1) Ювелирные камни. Обычно представители этой категории самые дорогие и красивые:

• i порядок: алмаз, изумруд, сапфир, рубин;
• iI порядок: александрит, тадиит, сапфир, кроме синего оттенка, ;
• iII порядок: демантоид, шпинель, благородный белый и , аквамарин, топаз, розолит, лунный камень, красный турмалин;
• iV порядок: , искусственный циркон, отдельные представители берилла, бирюза, хризолит, аметист, хризопраз, пироп, альмандин, цитрин.

2) Ювелирно-поделочные камни.

• i порядок: раухтопаз, гематит-кровавик, ;
• iI порядок: агат, цветной халцедон, кахонит, амазонит, родонит, гелиотроп, розовый кварц, ирризирующий обсидиан, обыкновенный опал; лабрадор; белопорит, шпаты.

3) Поделочные камни или те, из которых можно изготавливать не только украшения, но и предметы интерьера. К их числу относятся: яшма, ганит, оникс, цветной мрамор, обсидиан, флюорит.

Большинство минералов образуется в земле в виде кристаллов, то есть кристаллизируются, приобретают регулярное расположение атомов, ионов, молекул. Часто кристаллы имеют строгую форму, грани. А их решетка, то есть внутренняя структура определяет такие свойства, как форма, твердость, плотность и тип излома.

А вот горные породы являются агрегатами, которые состоят из нескольких частей, слитых воедино. Их характеристики и структура зависит от условий образования, в том числе температуры, глубины залегания камня. Все камни классифицируют по таким группам, как:

• Магматические. Камни залегают глубоко в земле (больше 100 километров) и выходят на поверхность вместе с магмой во время извержения вулкана.
• Осадочные. Породы, которые образуются на поверхности земли под действием погодных условий.
• Метаморфические. Камни, которые получаются в результате изменения первоначальных горных пород вследствие тектонических смещений земли или действия температуры.

Кстати, в эту классификацию могут входить некоторые минералы, например, турмалин, топаз, кварц. А еще существует классификация по таким признакам, как физико-химический состав камня. В этом случае ученый выделяют:

• самородки (алмазы);
• сульфиды;
• галогениды;
• оксиды;
• нитраты, карбонаты;
• сульфаты и фосфаты;
• бораты;
• силикаты.

К каждой группе подходит около 10-15 камней. Если в камне преобладает хотя бы один элемент из таблицы Менделеева, то группа экземпляров назовется в его честь, например, если в составе содержится арсен, то камни будут называться арсенатами. Всего открыто более 4 тысячи видов камней, в том числе и минералов, поэтому классификации очень объемные и трудные для запоминания.

Все способы упорядочить камни мало интересуют ювелиров, поскольку их главная задача - определение стоимости и обработка экземпляра, а не его химический состав и название. Именно стоимость играет значительную роль в определении камень это или минерал. Если камень, то мастера и геммологи решают, насколько он драгоценный.

Стоимость минералов и камней

Иногда, чтоб узнать и вычислить стоимость, достаточно понять подлинный камень или нет. Но в большинстве случаев с прозрачными кристаллами и бриллиантами вопрос решается с помощью таблицы и оценки «4С»:

• Чистота (Clarity). Этот фактор указывает на примеси в драгоценностях. Иногда их можно скрыть с помощью огранки. Образуются они во время роста минерала в естественных условиях. Включения в структуру допускаются определенной локализации, размеров. Если же это , то на включения обращают меньше внимания. А если экземпляр не подлежит обработке из-за большого количества примесей, тогда он ничем не отличается от обыкновенного камня с земли.
• Цвет (Color). Гамма оттенков разнообразная у минералов. Бывают экземпляры, которые имеют несколько оттенков и они все равно называются минералами, а не камнями. Есть варианты, которые меняют цвет в зависимости от освещения.
• Огранка (Cut). Драгоценностям придают форму, которая подчеркнет их блеск и другие достоинства.
• Масса (в каратах). Изделия взвешиваются и оцениваются в каратах. Один карат приравнивается к 0,02 граммам.

Конечно, обычные камни и горные породы никто не оценивает по этим критериям, поскольку они не единичны, а ценятся общей массой. Камни транспортируются сотнями тонн независимо от формы и размеров. А месторождения минералов и обычных камней также имеют разную локализацию. Отрасли по добыче экземпляров не пересекаются между собой, сама техника и объемы добычи экземпляров могут отличаться.

Камни и минералы хоть и относятся к дарам Земли, но все же отличаются по содержанию между собой. Достаточно и того, что камни - это более обширное понятие, включающее минералы. Но каждая разновидность камней используется, потому что нужна человечеству по разным причинам.

Род минералов очень многообразен. Их насчитывается больше трех тысяч. Но основных, которые наиболее распространены, сравнительно немного – от двухсот до трехсот.

Царство минералов

Минералы можно назвать, царством , потому что изделия из них радуют глаз человека на протяжении веков. Всем известен малахит , имеющий красивые узорчатые разводы зеленого цвета. Этот минерал можно увидеть в облицовке колонн Исаакиевского собора , в Малахитовом зале Эрмитажа в Санкт-Петербурге , и, конечно, никто не пройдет мимо них.

Многие минералы знакомы по облицовке станций метрополитена, например розовый родонит .

Все знают, конечно, и кварц . А тот, кто бывал на Черноморском побережье, наверняка отличал среди галек полупрозрачный опал , халцедон или сердолик .

Многие женщины сейчас являются прекрасными минералогами и отличают розовый турмалин – его часто вставляют в перстни (в природе розовый турмалин редок, а преобладает черный и темно-зеленый, а также синий).

Всем известны и такие камни, как алмаз, рубин, изумруд . Алмазы в свое время представляли уникальную ценность, сейчас для технических целей их производят искусственно.

Также все знают янтарь (окаменелая смола древних деревьев), голубой аквамарин (берилл), дымчатый топаз , сиреневый минерал – чароит .

Неметаллические минералы

Человека всегда привлекали красивые камни. Их относят к неметаллическим минералам . Нередко им приписывали чудодейственные свойства. Как раньше думали, одни камни могут излечить разные болезни, другие – приворожить любимого, третьи – прогоняют горе и печаль. Красивые камни всегда радовали и продолжают радовать наш глаз, а искусные изделия из них, можно увидеть в крупных музеях.

Каменный век

Камни не только красота, чарующая глаз, но и первейшая необходимость.

Именно с использованием камня связано развитие человечества. Начиная от первых орудий – камня, привязанного к палке, человек всю свою деятельность связывал с камнем. Уже доисторический человек умел отличать крепкий кремень среди других камней и искусно высекал из него топоры, острые ножи, и различные орудия труда. Это каменный век , растянувшийся на миллионы лет.

Металлические минералы

Огромную роль в развитии материальной культуры сыграло открытие способов получения и обработки металлов. К металлические минералам относится давно открытая человеком самородная медь , яркая и блестящая, встречающаяся в поверхностных выходах медных руд.

Самородная медь

Это был металл мягкий, податливый для обработки. Из него делали посуду, ножи и другие орудия. Возможно, что медь выплавили случайно. Яркие окисленные медные руды – синие, зеленые – конечно, привлекали внимание человека, и он их приносил к своему жилищу. Куски окисленной руды не раз попадали в кострища.

Бронза

Позднее научились получать и бронзу . И здесь помогал случай; в некоторых кусках окисленной руды были и другие металлы, кроме меди: цинк, сурьма, олово . Выплавленный сплав оказался более твердым сплавом, чем медь, – им стала бронза. Так, вероятно, независимо и в разное время, в различных местностях открывалась бронза, и наступал бронзовый век , начало которого относилось к IV тысячелетию до нашей эры.

Железо

Железо тоже знали очень давно, его находили в самородках и метеоритах. Ценилось железо дороже золота . Вероятно, из руды выплавлять железо, научились, прежде всего, на Кавказе. Культура этого металла развивалась неодновременно и независимо в разных частях света, хотя, конечно, всегда был обмен опытом.

Золото

История развития знаний о камнях, прежде всего о драгоценных и о золоте , восходит к далеким доисторическим временам. Отбирая камни для своих орудий, человек обращал внимание на блестящие, как солнце, самородки золота и красивые цветные камни, которые собирал для украшений.

Существует миф об аргонавтах, пустившихся из Греции в далекий путь к берегам Колхиды за золотым руном. В Египте золото было известно за пять тысяч лет до нашей эры , задолго до меди. Его добывали в Аравии, на берегах Красного моря, в долине Нила. Через Византию культура золотых изделий пришла из Средиземноморья в Причерноморье. Уникальные изделия из золота в скифских захоронениях свидетельствуют о высоком искусстве мастеров.

Еще до нашей эры золото в больших количествах накапливалось и в богатейших сокровищницах древних царей. Так, по преданию, корабельщики царя Хирама Тирского (Тир – древний финикийский город – существует и сейчас на территории Ливана) привезли много золота из страны Офир. Царица Савская доставила царю Соломону Иудейскому в дар из Ливии множество драгоценных камней и золота.

Драгоценные камни

Известно, что царь Соломон имел изумрудный кубок, который был сделан из огромного кристалла. Этот кубок и теперь хранится в Генуе в соборе святого Лаврентия как священная чаша.

Сообщается также, что Нерон смотрел на бои гладиаторов через кристалл изумруда. Это реальные свидетельства распространения драгоценных камней по странам древних цивилизаций. Существуют и легенды, и литературные вымыслы, основанные на историческом материале. К ним относится поэтическое произведение А. Куприна «Суламифь». Куприн описывает камни, известные за много до нашей эры, и суеверия, которые были связаны с ними.

Обширны были торговые связи древних государств. Связи эти были морские (корабельщики из Тира) или сухопутные, например: доставка нефрита из Китая, алмазов, сапфиров и рубина , из Индии, может быть, через Иран (Персеполь) бирюзы из Афганистана. О дальнейших путешествиях в Индию, Иран, Вавилонию, Эфиопию мы знаем из исторических источников. Таким образом, реально можно представить и привоз камней из дальних стран.

Камням приписывали всякие чудодейственные свойства, а также власть над людьми. – красные камни – считались камнями сильных страстей: гнева, любви, крови; а синие – камни успокоения (сапфир ).

Но с драгоценными камнями были связаны не только суеверия. Изучались и физические свойства минералов – цвет, блеск, прозрачность. Обработка камня пришла с Востока, из Индии, она считается родиной драгоценных камней: алмаза, рубина, сапфира. Там же были написаны первые книги о камнях.

Нефрит

А культ нефрита издревле был в Китае. Это удивительный камень, который просвечивался теплым светом. Он был крепким и в то же время податливым резцу ваятеля. Из него делали скульптуры Будды, животных, вазы и сосуды со сложным орнаментом.

Нефрит имеет различные окраски: кроме обычного зеленоватого, также голубоватый, светло-серый до пепельного, кремовый, белый, красный, черный – все цвета радуги вобрал в себя этот камень. Это богатейшее собрание китайского нефрита показывает изделия многих поколений безымянных скульпторов – высокую культуру обработки камня и тонкий вкус ваятелей, унаследованные с глубокой древности.

Античный мир (Греция) прославился скульптурой из мрамора . Высокие ступеням, ведущим к Акрополю, по которым ходили великие греки прошлого: Аристотель, Гераклит, Сократ.

В центре Акрополя знаменитый Парфенон (храм богини Афины), величественный, но легкий, благодаря строгим пропорциям. Стройные колонны перед фасадом, а над ними на фронтонах фризы со скульптурными изображениями мужественной борьбы людей, красивых и сильных, с кентаврами. Перед зданием множество обломков мраморных монолитов – остатков разрушенных зданий. Мрамор везде – белоснежный , просвечивающий в тонких сколах. Умели же люди подбирать и обрабатывать камень.

Современная минералогия

В настоящее время современная минералогия поднялась на новую ступень. Используются новые средства и методы изучения. Если ранее естествоиспытатели описывали свойства минералов, то теперь объясняют эти свойства, исходя из точного знания о составе и строении минералов .

Многие свойства зависят от внутренней структуры минерала. От расположения атомов в кристалле и формы «ячеек» его геометрической внутренней структуры. Например, в кубических кристаллах соли атомы натрия и хлора попеременно располагаются в «узлах» кубиков кристаллической решетки, и внешняя форма кристаллов – тоже кубы. Такова же структура и форма кристаллов свинцового блеска – галенита , где чередуются атомы свинца и серы. Но в некоторых минералах более сложного внутреннего строения и состава, и внешняя огранка кристаллов гораздо сложнее. Вспомните многогранные кристаллы гранатов .

Встречаются и другие формы кристаллов: вытянутые призматические или пластинчатые, что также связано с внутренним строением минералов. Вытянутые цепочки, характерные для многих силикатов , образуют тетраэдры кремнезема , к которым присоединяются атомы тех или других металлов. Призматические кристаллы могут иметь разную форму поперечного сечения – шестиугольную (гексагональная группа – берилл, турмалин), квадратную (тетрагональная группа – оловянный камень), прямоугольную (ромбическая группа – пироксены).

Свойства минералов

Внутренняя структура оказывает влияние на многие свойства минералов . Для примера возьмем два минерала одного и того же состава – алмаз и графит . Оба они состоят из одного элемента – углерода . Но все они отличны по свойствам.

Алмаз

Царем всех минералов является алмаз . Самый твердый (по десятибалльной шкале занимает десятое место), прозрачный, сверкающий. Эти свойства зависят от внутреннего строения. Он имеет наибольшую плотность, «компактность» внутренней структуры – расположения атомов углерода в кристаллической решетке. Это отражается и на его внешней огранке, повышенном удельном весе, твердости, а также на так называемом алмазном блеске: игре света при отражении от внутренних слоев из-за пониженной скорости распространения света в кристалле.

Графит

А вот графит тоже является чистым углеродом – но по твердости занимает самую низкую оценку – единицу, это связано с тем, что он имеет рыхлую внутреннюю пластинчатую структуру. У графита металлоподобный блеск, он непрозрачен. Алмаз и графит – это два минерала, с одинаковым составом, но значительно отличаются друг от друга. Это происходит потому, что они образуются при различных условиях: алмаз – на больших глубинах при очень высоком давлении, а графит – на контактах гранитных массивов в условиях высокой температуры.

Цвет минералов

Различны минералы и по цвету. Цвет минералов часто зависит от состава. Например, медные (малахит), никелевые, хромовые – зеленые, марганцевые (с закисью марганца) – розовые, литиевые – тоже розовые.

Некоторые минералы имеют различную окраску. Примером могут служить гранаты: магнезиальные – вишнево-красные пиропы – известны любительницам украшений по замечательным кристаллам из метаморфических толщ и россыпей Чехословакии; железистые гранаты – бурые, кальциевые – желто-зеленые, хромовые – густо-зеленые, марганцевые – розовые. Каждая разновидность имеет свои названия, свои условия образования. Например, магниевый гранат – пироп (спутник алмаза) образуется при высоких давлениях и температурах в глубинах Земли. Зеленый хромовый гранат – уваровит находится в глубинных ультраосновных породах, богатых хромом. А кальциевый гранат – гроссуляр встречается в метаморфизованных известняках на контактах с гранитами. Так что и состав, и цвет гранатов говорят об условиях их образования.

Иногда окраска зависит от тонких примесей. Например, у бесцветного корунда , есть окрашенные разновидности: красный рубин , голубой сапфир . Иногда на цвет минералов влияют дефекты кристаллов, а в других случаях воздействие включений радиоактивных минералов.

Методы исследований

Применение новых методов исследований , спектральной, рентгеновской и рентген химической аппаратуры позволяет определять не только основной состав минералов (главные компоненты), но и незначительные примеси, что имеет очень важное значение. Удается установить также, в каком виде находятся элементы примеси: выполняют промежутки между главными атомами в решетке минерала, или замещают некоторые атомы, или, наконец, образуют микроминералы – посторонние, захваченные включения.

Сложно минеральное царство, и много еще предстоит сделать для его изучения.

Природные музеи

А какое необычное впечатление производят «природные музеи », которые мы видим в рудниках, открывающих на каждом метре все новые каменные сказки. Например, образованные водой. Незабываемы картины полиметаллических дальнегорских месторождений Дальнего Востока с их уникальными кристаллами различных минералов. Месторождения залегают среди известняков . Это извилистые трубообразные неправильные залежи или плоские линзы. Главная часть рудных тел везде темно-зеленый минерал – геденбергит (силикат кальция, марганца и железа из групп пироксенов). Геденбергиты образуют огромные шары, это сферические выделения, имеющие в поперечном разрезе метр и более, тесно примыкающиеся друг к другу, и образующие извилистые зоны из радиально-лучистых темных кристалликов. Между лучиками темного геденбергита сверкают золотом «стрелы» халькопирита , серебром – тонкие полосы светлого блестящего галенита и черные полоски сфалерита . Все это производит очень чарующее впечатление при освещении электрическими лампами крупные подземные камеры.

Но особенно интересную и разнообразную форму имеют кристаллы минералов, которые нарастают на стенках . Здесь можно видеть щетки, или, как их называют, друзы, множества кристаллов сфалерита, галенита, изумительные по разнообразию форм кристаллы кальцита.

Ученые изучают условия образования различных по форме кристаллов и отмечают, что со временем по мере снижения температуры растворов формы кристаллов менялись.

В крупнейших минералогических музеях такие кристаллы, различные виды минералов и камней выставляют на видном месте.

Из минералов добываются все элементы, используемые в неорганической химии. К началу ХIХ века были заложены основы химии, позволившие Дмитрию Менделееву создать периодическую систему элементов.

Название «минерал» пошло от позднелатиского слова «minera», что означает «руда». Отсюда следует, что минерал – это, прежде всего, часть горных пород и руд, причем не только не Земле, но и на других объектах Солнечной Системы.

Что такое минерал?

Возникает минерал в процессе изменения химико-физический свойств. В большинстве своем, материалы имеют закристаллизованное тело, но случается, что к ним также относят и аморфные образования, то есть те, которые не имеют кристаллической решетки.

Они носят название – минералоиды . Также к минералам относят твердые углеводородные образования и некоторые ископаемые смолы, которые входят в янтарь. Минерал изучает наука – минералогия.

Также стоит написать о том, какие минералы относятся к породообразующим. Среди всего разнообразия минералов, в образовании горных пород участвуют лишь единицы.

К важнейшим образующим породы минералам относятся:

1. Группа кварца или кремнезем. Самая большая группа по количеству ее в составе Земной коры. Кристаллы кварца имеют форму шестигранника. Сам по себе он чаще всего молочного цвета. Также кремнезем не отличается прозрачностью. Зато может похвастаться своими твердостью и прочностью.
2. или глинозем. Второй по численности минерал в составе Земной коры. Отличаются высокой огнеупорностью, а также не очень высокой твердостью.
3. Железисто-магнезиальные силикаты. Такие минералы имеют очень темную окраску. Также они очень вязкие и имеют высокий удельный вес.
4. Карбонаты. Наиболее ценные из карбонатов – магнезит и доломит. Имеют низкую твердость и небольшой удельный вес. Наиболее часто встречаются они в осадочных горных породах.
5. Сульфаты. К ним относится, например, гипс. Также очень часто их можно встретить в осадочных породах. Удельный вес и твердость также очень низкие.

Все минералы в зависимости от их происхождения можно классифицировать на первичные и вторичные:

1. К первичным минералам относятся те, которые образовывались в горных породах в самую первую очередь. Как было уже сказано выше, первыми кристаллами были силикаты, они получались из-за застывания магмы.
2. Вторичные же минералы образовались вследствие разрушения и рассыпания предыдущих. О , можно узнать здесь.

Как образуются минералы?

Все известные ученым процессы образования минералов можно разбить на три большие группы:

Чем минералы отличаются от других веществ?

Главной отличительной особенностью минералов от других веществ является наличие однородной внутренней структуры. Так, минералом нельзя считать жидкие и газообразные вещества. А также смеси, имеющие неоднородную структуру. Также не являются минералами и искусственно созданные породы.

Простейшим минералов можно считать обычную поваренную соль . Ее кристаллы образованы очень мелкими решетками, в которых присутствуют такие химические элементы, как натрий и хлор, которые связаны между собой прочной ионной связью.

Примечательно, что атомарное соединение кислорода и водорода, имеющее однородную структуру, проще говоря, лед принято считать минералом. Но жидкое агрегатное состояние тех же химических элементов минералов уже не является.

Физические свойства минералов

Для того чтобы определить минерал, ответственные за это люди изучают его вещественный состав и строение кристаллической решетки, то есть его физические свойства.

Итак, физические свойства минералов:

1. Цвет минерала. В отдельных случаях цвет минерала можно определить спектральным методом путем исследования его светового излучения. Некоторые минералы имеют особенность менять окраску в зависимости от падающего на них света. Также отдельные экземпляры имеют различную окраску по всей своей длине. Цвет черты является наиболее точным признаком диагностики. Для определения цвета минерала определяют, как правило, цвет его порошка. Для этого проводят царапину испытуемым по матовой фарфоровой поверхности.
2. Прозрачность. По этому признаку минералы делят на несколько небольших групп: прозрачные (хорошо видно предметы), полупрозрачные (предметы видно довольно плохо), просвечивающие (пропускает только в том случае, когда минерал в виде тонкой пластины), непрозрачные (минерал не пропускает свет вообще).
3. Блеск. Блеском называется способность предмета отражать свет. При диагностике минералов по блеску их делят на две группы: минералы с металлическим блеском и с полуметаллическим (алмаз, стекло, глянец и другие).
4. Спайность. Так, называют способность минерала расщепляться на отдельные частицы. Здесь также различают разные виды спайности: весьма совершенная (минерал без усилия расщепляется на отдельные частицы), совершенная (при легком ударе рассыпается на кусочки, образуя ровные поверхности), средняя (при рассыпании образуются изломы), несовершенная (трудно обнаруживаются спайности в минерале) и весьма несовершенная (спайность отсутствует).
5. Излом. Диагностируют характер излома, разделяя минералы на несколько групп с: ровным изломом, ступенчатым, неровным, зернистым изломом, землистым, раковистым, игольчатым и крючковатым.
6. Твердость. Это способность поверхности сопротивляться проникновению другого вещества. Определяется путем царапанья минерала ногтем, ножом, стеклом или другим минералом. Измеряется по шкале Мооса.
7. Удельный вес. Выделяют следующие классы: легкие (удельный вес составляет до 2,5 грамм на кубический сантиметр), средние (от 2,6 до 4 грамм на кубический сантиметр) и минералы с большим удельным весом (больше 4 грамм на кубический сантиметр).
8. Магнитность. Свойство минералов отклонять магнитную стрелку компаса и притягиваться магнитом.
9. Хрупкость и ковкость. Ковкими минералами считаются те, что способны менять форму при ударе молотком. Хрупкие же при ударе рассыпаются.
10. Электропроводность. Это способность вещества, в данном случае минерала, под действием электрического поля проводить электроток.
11. Запах. При горении, трении, смачивании различные минералы приобретают самые разнообразные запахи. Например, угарный газ или сероводород.
12. Вкус. Вкусовые эффекты присутствуют только у растворяемых в воде минералов.
13. Жирность и шероховатость.
14. Гигроскопичность. Свойство минерала притягивать к себе молекулы воды.

В каком виде находятся минералы в природе?

В природе минералы можно встретить в различном виде. Так, некоторые экземпляры могут находиться в виде одиночных кристаллов. Другие же представляют собой скопления – агрегаты.

Выделяют три вида минеральных агрегатов:

1. Изометрические агрегаты. Их форма одинаково развита по всем направлениям.
2. Удлиненные в одном направлении – игольчатые, столбчатые, лучистые и призматические.
3. Вытянутые в двух направлениях формы. К таким относят пластинчатые, таблитчатые, чешуйчатые и листоватые кристаллы.

Систематика минералов

Для более точной классификации минералов Международная Минералогическая ассоциация утвердила следующую систематику:

• Класс. В самую первую очередь минералы классифицируют по анионам. Существуют три группы: основной анион, анионный комплекс и отсутствие аниона. Таким образом, все минералы делятся на: самородки, органические соединения, окиси и гидроокиси, карбонаты, нитраты, сульфаты и другие.
• Подкласс. Подклассы различают минералы с разными структурами. Так, ММА разделила все минералы на несо-, цикло-, соро-, ино-, фило- и тектосиликаты.
• Семейство. На семейства минералы делятся в зависимости от похожести химического либо структурного состава.
• Надгруппа. Она содержит в себе те минералы, которые не входят в отдельные группы.
• Группа. Объединяет минералы с одинаковыми структурами и химическим составом.
• Подгруппа.

Как используются минералы?

Все минералы планеты нашли себе широкое применение в самых различных отраслях:

1. Первое место, несомненно, занимает промышленность. Например, при переработке глинозема можно получить большое количество цемента. А слюда является хорошим термо- и электроизолятором, кианит широко используется в качестве огнеупорного материала, а кварц для изготовления стекла.
2. Также минералы широко используются в качестве драгоценных и полудрагоценных камней для украшения ювелирных изделий. Те минералы, которые не несут высокой ценности повсеместно используют для ремонта, строительства и даже декора.
3. Не менее часто используются и гипс, апатит и селитра , но уже в качестве удобрений.
   Для изготовления фарфоровых статуэток и посуды применяют криолит, кианит и другие минералы.
4. Отдельно стоит сказать про вольфрам. Его применяют для изготовления стали тугоплавких сортов. А также для изготовления лампы накаливания.
5. Наверняка, всем известны свинцовые пули , которые также изготовлены из минерала. А еще свинец широко применялся для защиты от радиоактивного излучения.
6. Не обошли стороной минерал и художники. Они применяют его в качестве красителя для своих красок. Например, аквамарин дает синий цвет, а изумрудная зелень – зеленый. Киноварь окрашивает в ярко-красные цвета и так далее.
7. Наверняка, нет ни одного человека, который бы ни разу в жизни не сделал хотя бы глоток минеральной воды . Получила она свое название не просто так. Свои полезные компоненты: соли, щелочи и другие, она получает именно от минералов. Вода на глубине взаимодействует с ними и обогащается щелочами.

Какие камни относятся к минералам?

Некоторые люди ошибочно полагают, что все камни можно отнести к минералам. Так, например, называют гидротермальные камни, что в корне неверно. Минералами можно считать только природные камни. Например, янтарь, азурит, танзанит.

Можно насчитать не одну тысячу красивых минеральных камней, но далеко не все будут считаться полудрагоценными, а уж тем более драгоценными. Последними считаются камни необычайной красоты, но встречаются они крайне редко, что вполне оправдывает их высокую стоимость.

Драгоценными камнями, которые относятся к минералам можно считать, например, лабунцовит – силикат со сложным составом. Или осумилит – очень редкий минерал. Черчит – редчайший гипсовый минерал. Хризоберилл – оксид бериллия и алюминия. И конечно же, алмаз, рубин, изумруд и другие.

Полудрагоценные камни встречаются, конечно, не так редко, поэтому цена на них ниже. Но все же встретить их можно не очень часто. Аметист , относящийся к числу полудрагоценных камней, также считается минералом. К ним же относятся и, например, бирюза, аквамарин, топаз и янтарь.

Минералогия – это очень интересная наука, как и сам процесс зарождения минералов и их изучение. Минералы играют немалую роль в жизни людей и всей Земли. Поэтому не стоит их обесценивать. Это такое же богатство планеты, как и все остальное.