Минералы

Минералы — это однородные по химическому составу и физическим свойствам природные тела. Они образовались в результате физико-химических процессов, которые протекают на поверхности Земли и в ее недрах. Минералы — составные части горных пород. Большинство минералов твердые, имеющие кристаллическое строение, способные образовывать многогранники (кристаллы). Кроме твердых есть и жидкие минералы (ртуть, вода), газовые (метан, углекислота).

Часть минералов образуется в результате магматической деятельности как продукты кристаллизации магмы, а также за счет выделяющихся из нее химических веществ.

Возникают минералы и в результате экзогенных процессов. Это происходит при химическом выветривании, когда неустойчивые вещества превращаются в другие, более устойчивые.

Для определения минералов прежде всего необходимо выяснить их физические свойства. При этом необходимо помнить, что в зависимости от примесей эти свойства могут меняться. К физическим свойствам относятся:

• блеск: способность преломлять и отражать лучи света;
• спайность: способность раскалываться по определенным плоскостям, что зависит от строения и кристаллической структуры;
• твердость: способность противостоять давлению или резанию. Существует 10-бальная шкала твердости минералов: тальк — 1; алмаз — 10. Твердость определяется путем сравнения исследуемых минералов с минералами этой шкалы.

Кроме физических свойств, для определения минералов исследуют и их химические свойства. По химическому составу все минералы подразделяются на несколько групп.

Самородные элементы. Встречаются в природе сравнительно редко. К ним относятся золото, серебро, платина, медь, алмаз, графит, сера.

Сульфиды. К этой группе относятся около 250 минералов. Многие из них имеют важное промышленное значение: свинцовая руда, цинковая руда, медная руда, руды ртути.

Галоиды. К этой группе относятся такие соли, как каменная и калийная. Они применяются для получения удобрений, которые используются в сельском хозяйстве.

Окислы. К этой группе относятся минералы, представляющие собой соединения химических элементов с кислородом. Из них следует отметить кварц (окись кремния) — один из наиболее распространенных в земной коре минералов; корунд (твердость — 9), встречающийся в природе также в виде кристаллов красного цвета — рубинов, синего — сапфиров; гематит (красный железняк) и магнетит (магнитный железняк) — железные руды, так же как и бурый железняк (лимонит).

Карбонаты. К этой группе относятся соединения кальция: кальцит, применяющийся в оптике; мрамор, использующийся как строительный материал; малахит — ценный поделочный камень; железный шпат — руда на железо; озурит — руда на медь.

Сульфаты. Среди них наибольшее значение имеет гипс.

Фосфаты. В этой группе самое большое значение имеет апатит.

Силикаты. Сюда относятся соединения кремния. Они составляют 75% массы земной коры. Среди них есть породообразующие минералы: слюда, авгит, роговая обманка. Многие силикаты имеют большое хозяйственное значение: каолинит и тальк — сырье для получения фарфора и фаянса; оливин (хризолит) — драгоценный камень. Широко распространены полевые шпаты, они образуют целую группу минералов. Их содержится в земной коре 57,9%.

Органогенные. Это особая группа минералов, отличающихся особенностью образования. К этой группе относятся озокерит (горный воск), асфальт — продукт окисления нефти; янтарь — окаменевшая смола древних хвойных растений. Он применяется как поделочный камень, для получения янтарной кислоты, лака, политуры и других продуктов.

Насчитывается около 3000 различных минералов. Но только несколько десятков минералов встречаются в природе большими скоплениями — например, кварц, полевой шпат, кальцит. Большая часть минералов встречается очень редко и не образует горных пород — например, золото, алмазы.

Изучение состава минералов, условий их образования в природе позволили искусственно получать некоторые из них в лаборатории, на заводах. Так, например, в основном для технических нужд освоено производство синтетических алмазов, рубинов и других минералов. Минералы, используемые в народном хозяйстве, называются минеральными ресурсами. Подземные воды в некоторых районах планеты содержат повышенное количество растворенных веществ и газов. Такие источники называются минеральными. Они могут использоваться в лечебных целях.

Минералы могут применяться непосредственно в том виде, как их находят в природе (мрамор, слюда, каменная соль), или же из них извлекают определенные химические элементы (например, железо из руды).