Минерал

Характеристики минералов

Минерал - это вещество, которое обычно

• неорганическое твердое вещество (исключение составляет элементарная ртуть).^p184
• Имеет определенный химический состав
• обычно имеет кристаллическую структуру; некоторые не имеют
• образуется естественным образом в результате геологических процессов

Одно из последних определений таково:

"Минерал - это однородное (то есть состоящее из частей или элементов, которые все одного вида) встречающееся в природе вещество с определенным, но не обязательно фиксированным химическим составом. Большинство минералов - это твердые вещества с упорядоченным расположением атомов, и большинство из них являются неорганическими в химическом смысле этого слова".

Кроме того, минерал - это минерал, включенный в список Международной минералогической ассоциации.

Минералы и горные породы

Минералы отличаются от горных пород. Минерал - это химическое соединение с заданным составом и определенной кристаллической структурой. Горная порода - это смесь одного или нескольких минералов в различных пропорциях.

У горной породы есть только две характеристики, присущие минералам, - это твердое тело и естественная форма. В горной породе обычно содержится два или более видов минералов. В двух образцах одного и того же типа горной породы могут содержаться разные виды минералов. Минералы всегда состоят из одних и тех же материалов в почти одинаковых пропорциях. Рубин - это минерал. Поэтому рубин, найденный в Индии, имеет такой же состав, как и рубин, найденный в Австралии.

Формируется в природе

Минералы образуются в результате естественных процессов. Несколько веществ с тем же химическим составом, что и минералы, могут быть получены живыми существами в составе их раковин или костей. Раковины моллюсков состоят либо из кальцита, либо из арагонита, либо из того и другого.

Традиционно химические вещества, производимые живыми существами, не считаются минералами. Однако трудно понять, почему органическое вещество не должно называться минералом, если его химическая природа и кристаллическая структура идентичны его неорганическому двойнику. Сейчас этот вопрос находится в стадии обсуждения: см. Railsback часть II.

Минералы образуются разными способами. Минерал галит, который используется в качестве поваренной соли, образуется, когда вода испаряется в горячей, неглубокой части океана, оставляя после себя содержащуюся в ней соль. Многие виды минералов образуются, когда расплавленная горная порода, или магма, остывает и превращается в твердое вещество. Тальк, минерал, который можно использовать для изготовления детской присыпки, образуется в глубине Земли под воздействием высокого давления и температуры, вызывающих изменения в твердой породе.

Необычно то, что большинство минералов обязаны своим образованием жизни, или, по крайней мере, Великому событию насыщения кислородом. "Прочные минералы, а не хрупкие органические останки могут служить наиболее надежными и долговечными признаками биологии".

Твердый

Минерал - это твердое тело, то есть он имеет определенный объем и грубую форму. Объем означает количество пространства, которое занимает объект. Например, мяч для гольфа имеет меньший объем, чем бейсбольный мяч, а бейсбольный мяч имеет меньший объем, чем баскетбольный мяч.

Вещество, которое представляет собой жидкость или газ, не является минералом. Однако в некоторых случаях минералом является его твердая форма. Например, жидкая вода не является минералом, а лед - является.

Полевой шпат лабрадорит, демонстрирующий типичную лабрадоресценцию


Эскельский срез. Это каменно-железный метеорит, тип палласита


Корунд

Физические свойства

Эти свойства используются чаще всего:

• Кристаллическая структура: см. ниже
• Твердость: по шкале Мооса, десятибалльной шкале от самого мягкого, талька, до самого твердого, алмаза.
• Блеск: внешний вид на свету
• Цвет
• Полосатость: цвет минерала, когда он измельчен в мелкий порошок. Часто проверяется путем натирания образца на неглазурованной пластине.
• Расщепление: как минерал раскалывается по различным плоскостям
• Излом: как он ломается против своих естественных плоскостей расщепления
• Удельный вес: плотность по сравнению с водой
• Любые другие свойства

Кристаллическая структура

Частицы льда, из которых состоит иней, имеют гладкую, плоскую поверхность. Эти плоские поверхности образуются благодаря расположению атомов во льду, который является минералом. Такое внутреннее расположение является характерной чертой минералов. Это структура кристалла - твердого тела, в котором атомы расположены в упорядоченном, повторяющемся трехмерном рисунке.

Каждый минерал имеет свой тип кристаллической структуры. В некоторых случаях два минерала имеют одинаковый химический состав, но разную кристаллическую структуру. Например, и алмаз, и графит состоят только из одного элемента - углерода. Но расположение атомов углерода в этих двух минералах не одинаково, поэтому они имеют разные кристаллические структуры и совершенно разные свойства. Алмазы очень твердые и обладают ярким блеском. Графит мягкий, серый и тусклый.

В природе идеальный кристалл встречается редко. Большинство кристаллов имеют несовершенную форму, потому что их рост был ограничен другими кристаллами, формирующимися рядом с ними.

Химические свойства

Определенный химический состав

Каждый минерал имеет определенный химический состав: он состоит из определенной комбинации атомов определенных элементов. Элемент - это вещество, которое содержит только один тип атомов.

Ученые могут классифицировать минералы по группам на основе их химического состава. Хотя существуют тысячи различных минералов, только около 30 распространены в земной коре. Из этих 30 минералов состоит большинство горных пород в земной коре. По этой причине их называют породообразующими минералами.

• Силикаты - наиболее распространенная группа. Все минералы этой группы содержат кислород и кремний - два самых распространенных элемента в земной коре - соединенные вместе. Силикаты могут включать и другие элементы, такие как алюминий, магний, железо и кальций. Кварц, полевой шпат и слюда являются распространенными силикатами.
• Карбонаты - вторая по распространенности группа породообразующих минералов - это карбонаты. Все минералы этой группы содержат углерод и кислород, соединенные вместе. Кальцит, который часто встречается в морских раковинах, является карбонатным минералом.
• Оксиды включают минералы, из которых получают большинство металлов, таких как олово и медь. Оксид состоит из элемента, обычно металла, соединенного с кислородом. В эту группу входит гематит - источник железа.

• Сульфаты содержат сульфатную группу SO₄ . Сульфаты обычно образуются в эвапоритах, где высокосоленые воды медленно испаряются, позволяя сульфатам и галогенидам выпадать в осадок там, где вода испаряется. Сульфаты также образуются там, где горячие воды проникают сквозь породу, как в гейзерах.

Существует множество других групп минералов.

Бразилианит

Некоторые виды использования минералов

Люди используют минералы для многих повседневных целей. Каждый раз, когда люди включают микроволновую печь или телевизор, используются минералы. Медь в проводах, по которым электричество поступает к оборудованию, сделана из минерала. Поваренная соль, или галит, - еще один минерал, который люди используют в повседневной жизни.

• Графит используется для изготовления карандашей
• Каменная соль используется в кулинарии
• Минеральные руды являются источником металлов.

Похожие страницы

• Список минералов