Tipuri și tipuri de minerale, clasificarea mineralelor, cristale:: Pietre și minerale, roci:: Proprietăți ale pietrelor și mineralelor

Tipuri și tipuri de minerale, clasificarea mineralelor, cristale

Printre minunile găsite în natură, lumea mineralelor este cea care se distinge prin cea mai incitantă și armonioasă combinație de formă și culoare. Perfecțiunea și proprietățile capricioase ale mineralelor contrastează cu fragilitatea lor, iar geometria cristalelor ne face să le comparăm cu lucrările artistului, iar de multe ori vizitatorul muzeului le privește ca pe niște sculpturi. Această lume magică, reprezentată de mii de specii, captivează atât prin formele, cât și prin culorile ei.

Pe imagine. Cristale Druse de wulfenit

Adesea, geometria mineralului este de neînțeles cu ochiul liber, deoarece formațiunile cristaline sunt atât de mici încât sunt recunoscute doar atunci când sunt examinate la microscop. Colorarea este foarte diversă și schimbătoare, deoarece este asociată cu intrarea elementelor în rețeaua cristalină. Fiecare mineral s-a format ca rezultat al sintezei care a avut loc în conformitate cu legile stricte ale fizicii și chimiei.

Fantezia naturii grupează cristalele minerale în agregate specifice care derutează observatorul: ele iau forma unui trandafir, a unui mănunchi de tulpini și așa mai departe. Nu mai puțin surprinzătoare este pasiunea pentru colectarea mineralelor, care a apărut mai întâi ca interes pentru știința naturii și a devenit recent un fenomen foarte comun.

A apărut printre oameni de știință, medici și alți profesioniști. „Operele naturii”, așa cum erau numite atunci, erau subiectul unei curiozități active. Trăsăturile lor caracteristice au fost descrise și comparate. În secolul al XVIII-lea, transformările asociate ideologiei „umanismului” de atunci au dat un nou impuls acestei activități: în a doua jumătate a secolului a devenit la modă crearea depozitelor și a primelor muzee publice de istorie naturală, care a fost însoțită. printr-o colecție activă, deși limitată, de colecții. Unele dintre marile muzee ale lumii au luat naștere prin moșteniri ale colecționarilor privați de piatră și minerale.

Astfel, British Museum din Londra a fost înființat în 1753 pe baza colecției lui Sir Hans Sloon, iar Muzeul Municipal de Istorie Naturală din Milano a fost înființat în 1838 datorită voinței colecționarului milanez Giusepe de Cristoforis. Astăzi, mulți îndrăgostiți pasionați sunt pasionați de a colecta minerale. Manualele și manualele sunt un instrument necesar și util pentru acest hobby. Cartea pe care vi-o prezentăm descrie și ilustrează toate cele mai cunoscute tipuri de minerale; sperăm că va deveni un instrument indispensabil pentru toți pasionații și colecționarii care vor fi cu siguranță recunoscători pentru el.

Tipuri de minerale. Scoarța terestră este compusă din diverse roci, care la rândul lor sunt compuse din minerale individuale. Majoritatea sunt compuși ai elementelor chimice; altele, dimpotrivă, constau dintr-un singur element - cupru, aur, sulf sau carbon (cel din urmă este prezentat în două modificări - diamant și grafit). Cel mai comun mineral - cuarțul - este un compus de siliciu cu oxigen (SiO2).

În multe minerale, elementele individuale sunt combinate sub formă de complexe complexe. Aceștia sunt în principal compuși anorganici, deși ocazional pot exista și organici - de exemplu, chihlimbar, rășină pietrificată sau vevelită, oxalat de calciu. În natură sunt cunoscute aproximativ 4.000 de minerale, formate din peste 100 de elemente, de la hidrogen la uraniu. Dar doar o mică parte dintre ele (aproximativ 40-50 de specii) este relativ comună - cuarț, feldspați, mica, piroxeni, amfiboli, olivină. Aceste minerale formează cea mai mare parte a diferitelor roci și, prin urmare, sunt numite formatoare de roci.

O parte necesară a mineralogiei, ca toate științele naturii, este o clasificare care aranjează într-o ordine logică toată varietatea de minerale. Este relativ simplu, deoarece se ocupă de doar 4.000 de specii, în timp ce biologia trebuie să clasifice zeci de mii de specii. Clasificarea se bazează pe compoziția chimică a mineralelor, precum și pe simetria rețelei lor cristaline. Toate colecțiile de minerale sunt construite în conformitate cu aceste principii simple. Încep cu minerale, a căror compoziție este relativ simplă, apoi sunt localizați compuși mai complecși. Oferim o clasificare formată din nouă clase; valoarea și numărul de specii din fiecare clasă sunt destul de diferite:

I Elemente native
II Sulfuri (cu selenide, telururi, arsenide, antimonide și bismutid)
III Halogenuri
IV Oxizi si hidroxizi
V Carbonați (cu nitrați și borați)
VI Sulfați (cu molibdați, cromați și tungstate)
VII Fosfați (cu arseniați și vanadați)
VIII Silicaţi
IX Compuși organici

MINERALE DE ORIGINE MAGMATICĂ ȘI HIDROTERMĂ. Mineralele suferă diferite modificări pe măsură ce se formează și cresc. Cele mai multe dintre ele au apărut și se ridică în zonele adânci ale pământului, unde se observă presiuni mari (mii de atmosfere) și temperaturi ridicate (900-1000 o C). Aici este așa-numita magmă - masă lichidă de silicat topit. O parte din această magmă, ca urmare a mișcărilor din scoarța terestră, pătrunde prin fisuri în straturi mai puțin adânci, unde temperatura este mai scăzută. Aici, magma se răcește treptat, formând încet roci plutonice masive.

Magma este un amestec de oxizi topiți și silicați saturati cu gaze și vapori de apă, a căror compoziție și cantitate depind de calea mișcării sale.

Când magma topită, formată la presiuni mari, pătrunde în orizonturile mai reci ale scoarței terestre, temperatura acesteia scade. În acest moment se formează primele minerale, apoi numărul lor crește, mineralele care au pătruns prin fisuri în straturile de deasupra se depun mai lent. Un astfel de mecanism duce la diferențierea magmatică, ceea ce explică îmbogățirea locală în unele minerale; astfel, de exemplu, se formează depozite de magnetit și cromit. În următoarea etapă de cristalizare a magmei, cristalele cresc din numeroși nuclei formați în masa de magmă. Această etapă continuă până când magma se răcește complet și se solidifică.

În această etapă finală de cristalizare, rămân doar ultimele componente ale magmei, îmbogățite în substanțe volatile precum gazele și vaporii de apă. Aceste componente sunt formațiuni reziduale foarte îndepărtate de magma primară. Din ele se formează corpuri de pegmatită, în care se acumulează minerale precum mica, turmalina și berilul - îmbogățite în elemente de pământuri rare, cu care coexistă uneori staniul și tungstenul. O parte din gaze și vapori de apă rămân în masa de rocă sub formă de bule de aer; destul de des astfel de goluri - amigdale - se găsesc în melafire; ulterior sunt umplute de obicei cu cuarț, agat și calcedonie. Dar cea mai mare parte a gazelor și a vaporilor de apă pătrunde, de regulă, mai aproape de suprafață prin fisuri și defecte în rocă. Din aceste soluții, la răcire, pe pereții fisurilor se depun noi minerale. În această etapă, care se numește hidrotermală, pot fi observate minerale de toate tipurile; împreună cu cuarțul și calcitul se formează minerale care conțin diferite metale - așa se formează filoanele purtătoare de minereu. Lângă suprafața pământului, vaporii de apă se condensează, transformându-se în apă îmbogățită cu minerale. Amestecându-se cu apele de suprafață, formează izvoare termale. Din aceste ape calde sau fierbinți se depun diverse minerale, precum aragonitul și gheizeritul.

Când soluțiile pătrund prin fisuri în rocile sedimentare, cum ar fi calcarul, și le dizolvă parțial, minerale secundare recristalizate (cum ar fi siderita - carbonat de fier) ​​sunt depuse din ele în altă parte.

MINERALE DE TEMPERATURA. Mineralele și rocile de la suprafața pământului sunt expuse factorilor exogeni, transformarea lor este foarte lentă. Fluctuațiile de temperatură și acțiunea înghețului duc la dezintegrarea mecanică a rocilor; Oxigenul atmosferic, dioxidul de carbon și apa reactivă, precum și bioorganismele, activează și susțin procesele de intemperii.

Modificările sub influența factorilor exogeni pot duce la o transformare completă a mineralelor. Deci, feldspații se transformă în caolin, olivina este înlocuită cu serpentină, pirita este înlocuită cu limonit maro (de fapt ruginit), etc.

Intemperii piritei poate duce la formarea acidului sulfuric, care, circuland in roci, actioneaza asupra acestora; astfel că calcarul este transformat în gips și se produc o serie întreagă de alți sulfați. Opalul se formează și în timpul acestui proces. La schimbarea calcopirită (sulfură de fier și cupru), se formează un complex de minerale secundare - malachit, lapis lazuli și limonit.

FORMATIUNI CHEMOGENO-SEDIMENTARE.În mare se formează diverse minerale datorită evaporării apei și modificărilor compoziției sale chimice din cauza acestei evaporări. Astfel, se formează depozite de halit și sylvin, gips, calcar, precum și unele minerale de fier, precum chamosit.

STĂCI DE ORIGINE BIOGENĂ. Ființele vii nu se limitează la rolul de distrugător de minerale și roci. Ele pot acționa asupra substanțelor chimice dizolvate în apă și pot forma noi minerale. „Produsele” lor sunt insule de corali și mase mari de calcar. Toate organismele care duc la formarea de noi minerale mor și după moarte sunt supuse distrugerii și transformării. Așa se formează depozitele de fosforit. Sulful, salitrul, pirita, marcazitul pot avea o natură biologică.

FORMATIUNI METAMORFogene. Când magma se ridică, pătrunzând în orizonturile apropiate de suprafață ale scoarței terestre, le încălzește, uneori absorbind și transportând unele elemente chimice (în mare parte volatile). Sub influența lor, proprietățile chimice și fizice ale rocilor sedimentare se modifică, în timp ce aspectul lor este complet transformat. În timpul acestui proces, numit metamorfism de contact, se formează noi minerale. Acestea sunt diverse mici, numeroase granate, andaluzite etc. Se poate susține că formarea multor minerale se datorează influenței unui astfel de mediu. Mineralele care apar rar sau singure, dar aproape întotdeauna îi însoțesc pe alții, sunt numite minerale însoțitoare. Astfel de asociații minerale sunt numite „parageneza”. Apariția lor este programată de legi stricte care determină formarea mineralelor. Pe baza acestui fapt, este posibil să se prezică prezența mineralelor asociate prin prezența celor care au fost deja găsite într-o anumită locație.

CRISTALELE. Mineralele sunt corpuri omogene din punct de vedere fizic și chimic. Compoziția lor chimică este bine definită. Mineralele au o anumită formă, determinată de legi obiective. Partea principală a mineralelor formează cristale, în care se disting planurile fețelor, vârfurilor și colțurilor. Aspectul cristalelor depinde de structura lor atomică: ele, ca și corpurile omogene, constau din cele mai mici componente - atomi, care sunt aranjați într-o anumită ordine. Chiar dacă aspectul cristalului arată greșit din cauza defectelor structurii fizice, mineralul își păstrează structura la nivel atomic.

Cu toate acestea, nu toate mineralele au o formă geometrică perfectă; în unele, aranjarea atomilor și distanțele dintre ei nu corespund nici unei structuri. Astfel de minerale sunt numite amorfe. Au o structură globulară sau granulară, cum ar fi opalul. În principiu, mineralele amorfe sunt instabile și tind să ajungă în cele din urmă într-o stare cristalină. Structura unui cristal este determinată de ionii, atomii și moleculele sale constitutive, care sunt aranjate într-o ordine geometrică, formând o rețea cristalină. Există multe tipuri de zăbrele în funcție de locația componentelor principale. Cel mai simplu tip, care este caracteristic multor minerale, este rețeaua halit (NaCl). Alte zăbrele au o structură mai complexă.

Dispunerea atomilor în rețeaua cristalină a unui mineral determină aspectul cristalelor acestuia: dispunerea fețelor, muchiilor și vârfurilor depinde de mai multe legi care guvernează structura internă a mineralului.

Unghiurile de pantă ale fețelor caracterizează fiecare specie minerală în parte - valoarea lor este aceeași pentru cristalele unui mineral dat, indiferent de mărimea individului. Această lege a constanței unghiurilor, desigur, este aplicabilă numai pentru fețele care corespund între ele.

Două imagini ale rețelei cristaline de halite (sare comună).
Forma cubică a celulei unitare se reflectă în forma cristalului acestui mineral