Минералом называют природное химическое соединение (или химический элемент), возникающее в результате определенных физико-химических процессов, протекающих в земной коре или на ее поверхности.
Большинство минералов - твердые тела. Но минералы могут быть жидкими (вода, ртуть) и газообразными (углекислый газ, метан).
По своему внутреннему строению минералы подразделяют на кристаллические и аморфные.
Для аморфных минералов характерно беспорядочное расположение слагающих их частиц (молекул или атомов). Аморфными являются все жидкие, газообразные и некоторые твердые минералы (опал, янтарь, обсидиан).
В кристаллических минералах атомы, ионы или молекулы располагаются в строго определенном порядке, образуя пространственную кристаллическую решетку. Это проявляется в их внешней правильной форме.
Кристаллическим веществам свойственны явления изоморфизма и полиморфизма
Изоморфизм (равноформенность) - свойство элементов заменять друг друга в химических соединениях родственного состава.
В природе шире распространены не единичные кристаллы минерала, а различные их срастания, или агрегаты. Зернистые агрегаты. В зависимости от формы слагающих зерен различают собственно зернистые (состоящие из изометричных зерен), а также пластинчатые, листоватые, чешуйчатые, волокнистые, игольчатые, шестоватые и другие агрегаты. По величине зерен бывают агрегаты крупнозернистые – более 5 мм в поперечнике; среднезернистые – от 1 до 5 мм и мелкозернистые – с зернами менее 1 мм. Зернистыми агрегатами сложено, в частности, большинство изверженных и метаморфических горных пород, а также многие осадочные породы, некоторые типы сульфидных руд и др.
Друзы (1,2,3)– сростки правильных, хорошо образованных кристаллов минералов на стенках пустот различной формы (трещин, каверн, «погребов», «занорышей», «пещер» и др.). В морфологическом отношении бывают весьма разнообразны: «щетки» кристаллов, «кристаллические корки» (мелкие тесно сросшиеся кристаллики, сплошь покрывающие стенки узких трещин), «гребенчатые» сростки и др. Друзы кристаллов типичны для пегматитов, некоторых типов гидротермальных жил и жил альпийского типа.
Секреции (4,5,6) – выполнения пустот изометричной, часто округлой формы, отличающиеся концентрически-зональным строением. Внешние зоны секреций часто бывают выполнены аморфными или скрытокристаллическими минералами, а во внутренней их части сохраняется полость, на стенках которой нарастают друзы кристаллов или натечные агрегаты минералов. Мелкие секреции, встречающиеся в излившихся породах и туфах, называются миндалинами, крупные, особенно характерные для пегматитов и альпийских жил, – жеодами.
Конкреции (7)– шарообразные или неправильной формы стяжения и желваки, образующиеся в рыхлых осадочных породах (илах, глинах, песках и др.). В отличие от секреций, конкреции разрастаются от какого-либо центра (обломочного зерна, органического остатка и т.д.), вокруг которого образуется сгусток коллоидального вещества, впоследствии раскристаллизованного. Конкреции характерны для фосфоритов, сидеритовых, марказитовых и других типов руд осадочного происхождения.
Оолиты (8, 9)– подобно конкрециям имеют сферическую форму, но величина их гораздо мельче: от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Они образуются путем наслоения коллоидального материала на песчинки и органические обломки, находящиеся в подвижных водных средах во взвешенном состоянии. Оолиты весьма характерны для некоторых известняков, осадочных железных и марганцевых руд, а также бокситов.
Натечные формы выделений минералов образуются на стенках различных пустот и полостей при медленном стекании растворов. К ним относятся известковые и ледяные сталактиты (10) и сталагмиты пещер, по форме сходные с обычными ледяными сосульками, почковидные, гроздевидные выделения минералов в зонах окисления и выветривания рудных месторождений и др.
Размеры и формы натечных образований могут быть самыми разнообразными: от долей миллиметра до громадных столбов (в больших пещерах). Натечные формы выделений характерны для многих гипергенных и низкотемпературных гидротермальных минералов: кальцита, арагонита, малахита, гематита, гидроокислов железа, марганца, опала, гипса, некоторых сульфидов, смитсонита и др.
Свойства минералов.
1. Твердость - способность минерала противостоять внешнему механическому воздействию (царапанью, вдавливанию, шлифованию и т. д.).
Для определения относительной твердости минерала широко применяют шкалу Мооса,составленную австрийским минералогом Ф. Моосом в 1811 г. Твердость устанавливается путем сравнения исследуемого минерала с эталонным, твердость которого известна.
Шкала твёрдости Мооса
2. Плотность - это масса единичного объема вещества. В минералогии обычно измеряется в г/см3.
По плотности минералы распределяют на три группы:
легкие - с плотностью до 2,5 (графит, сера);
средние - от 2,5 до 4 (кварц, полевые шпаты);
тяжелые - больше 4.
К последней группе относятся руды многих металлов: железа - гематит (плотность 5,2), свинца - галенит (7,5), ртути - киноварь (8). Большая плотность является важным диагностическим признаком самородных металлов: медь - 8,5-9, серебро - 10-11, золото - 15,6-19, платина - 14-21.5.
3. Цвет(окраска) - зависит от сложного сочетания различных факторов: основного химического состава, строения, наличия различных примесей, условий образования.
Если основная окраска минерала обычно определяется его основным химическим составом, то другие цвета и цветовые оттенки обусловлены различными примесями.
У большинства минералов цвет непостоянный.
Окраска некоторых минералов может меняться в зависимости от освещения.
4. Цвет черты
Для определения некоторых минералов часто используют цвет черты - способность давать окрашенную черту на белой фарфоровой пластинке с шероховатой, не покрытой эмалью поверхностью. Цвет черты - это цвет минерала в тонком порошке.
Д.Блеск - интенсивность света, отраженного от поверхности минерала.
По характеру блеска минералы делятся на две группы: с металлическим блеском и неметаллическим блеском.
5. Спайность
Спайность - способность минералов раскалываться по определенным направлениям с образованием ровных, гладких поверхностей. Спайность зависит от особенностей кристаллической решетки минерала.
6. Излом. Для некоторых минералов важным диагностическим признаком является излом - неровная поверхность, появляющаяся при раскалывании минерала не по плоскости спайности.
7. Прозрачность - способность минералов пропускать свет.
По степени прозрачности различают:
- прозрачные минералы (топаз);
полупрозрачные, через которые видны только расплывчатые очертания предметов (изумруд, халцедон);
- просвечивающие в тонких пластинках (полевые шпаты);
непрозрачные, не пропускающие свет даже в тонких пластинках (пирит, магнетит).
Образование минералов в природе происходит различными способами, и процессы их образования (генезис), преобразования и распада происходят в соответствии с физико-химическими условиями в земной коре и на ее поверхности.
