Методичні рекомендації щодо вивчення теми. Більшість дорогоцінних і напівкоштовних каменів - мінерали

Більшість дорогоцінних і напівкоштовних каменів - мінерали. У відповідності з цим історія виникнення дорогоцінних і напівкоштовних каменів є історією мінералів. Мінерали можуть виникнути абсолютно різним чином. Деякі кристалізуються з вогненно-рідких сплавів і газів в надрах Землі або з лави вулканічного походження (мінерали магматичної диференціації). Інші виділяються з водних розчинів або ростуть з участю організмів поблизу поверхні або на поверхні Землі (мінерали седиментаційних послідовності). І, нарешті, нові мінерали утворюються шляхом перекристалізації вже наявних під впливом високих тисків і високих температур в більш глибоких шарах земної кори (мінерали метаморфічної послідовності).

Всі мінерали (окрім опалу та обсидіану) – речовини кристалічні, їх атоми утворюють правильну структуру, підпорядковану законам симетрії. Така структура називається ізотропною. Ізотропність – це здатність каміння виявляти рівномірність властивостей, незалежно від просторового напряму.

Аморфна речовина відрізняється від кристалічної відсутністю закономірного розташування атомів, воно має випадковий характер. Аморфну структуру мають скло та мінерал обсидіан (скло природного походження).

Існують також мінерали, структура яких є ні кристалічною, ні аморфною. Структура таких мінералів складається із дрібних кристалів, і називається приховано-кристалічною аба проміжною. Таку структуру має опал.

У природі подібні за хімічним складом речовини можуть відрізнятися будовою. Наприклад, алмаз – кристалічні речовина, а графіт – аморфна.

Природні кристали, за малим виключенням, мають гладкі кристалічні грані. У невеликих кристалах ці грані оптично плоскі і дають чіткі відображення предметів (як у віконному склі); у більш великих кристалах грані часто бувають не такими досконалими і відображення в них здаються дещо розмиті. При формуванні кристалів залежно від симетрії та асиметрії граней властивості кристала можуть змінюватися. Ця властивість називається анізотропність. Анізотропність – це здатність мінералів виявити різні значення оптичних, механічних, електричних властивостей залежно від просторового напряму.

Основні ознаки кристала:

– здатність приймати форму багатогранника, однорідного за складом, з регулярним розташуванням атомів чи молекул;

– володіє сталим фазовим станом і періодичною тривимірною повторюваністю розташування атомів, іонів чи молекул;

– анізотропність або ізотропність;

– здатність до само огранювання;

– складається з великої кількість дрібних частинок, які мають однакову форму;

– у зразках одного мінерального виду кути між однаковими гранями завжди сталі.

У добре сформованих кристалах видні системи подібних одна одній граней. Розташування цих подібних граней визначає симетрію кристала.

Симетрія – інваріантність об’єкта відносно геометричного ідеального образу – точки, площини, вісі. Елементами симетрії вважаються: центр симетрії (С), вісь симетрії (В), площина симетрії (L).

Всі кристали симетричні, але по-різному. Відмінність визначається кутом нахилу осей, його величиною та довжиною осі. За наявності елементів симетрії, кількістю, відносною довжиною та взаємним розташуванням осей кристали відносять до 7 систем симетрії, які об’єднанні у 3 категорії.

Система симетрії (сингонія) – це вид конструкції мінералу, що має однакові константи елементів симетрії (площина, вісь, центр). 32 види симетрії характеризують симетрію кінцевих фігур кристалів (табл. 1). Тобто, одні і ті самі речовини за різних умов можуть утворювати зовсім різні кристалічні структури, а отже і мінерали.

Таблиця 1