Вопрос №1. Образование минералов. Состав, строение и основные свойства минералов

Введение

VI. Текст лекции

(5 минут)

Основным объектом изучения геологии является верхняя твердая оболочка Земли — литосфера (от греч. lithos — камень и sphere — шар). Литосфера сложена различными горными породами, состоящими из минералов, образованных определёнными сочетаниями химических элементов.

В настоящее время хорошо изучен химический состав только верхней части литосферы, точнее говоря, верхней части земной коры, до глубин 15 — 20 км. Наиболее распространёнными являются следующие восемь химических элементов, слагающих в сумме 98 % (масс. %) этой части земной коры: кислород 46,50; кремний 25,70; алюминий 7,65; железо 6,24; кальций 5,79; магний 3,23; натрий 1,81; калий 1,34.

Минералы — физически и химически однородные твердые тела, образовавшиеся в результате природных процессов. Однако, согласно современным исследованиям, однородность состава и строения минералов относительна. Они часто содержат примеси и имеют структурные дефекты кристаллов. Минералы слагают не только твердые оболочки Земли. В наше время установлено, что планеты земной группы, астероиды, Луна, метеориты, частицы космической пыли, прилетающие на Землю из Вселенной, также состоят из минералов.

Минерал является составной частью земной коры, горных пород, руд, метеоритов. В настоящее время установлено около 4900 минеральных видов, более 4660 из которых было одобрено Международной минералогической ассоциацией (IMA). Однако лишь несколько десятков минералов (около 100) пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и называются породообразующими. В последнее время усилиями рекламодателей минералами стали ошибочно называть также биологически значимые элементы (микро- и макроэлементы), входящие в состав биодобавок, что вносит путаницу в терминологию и дезориентирует покупателя.

Слово «минерал» произошло от греческого слова minera, означающего «руда», что, по-видимому, отражает смену интереса человека к камню как к грубому орудию, который в каменном веке использовался только в своем естественном виде, к камню как к источнику металлов (медный, бронзовый, железный века).

Изучением минералов занимается наука минералогия (от греч. т'тега и logos — понятие, учение, наука).

Минеральными индивидами называются конечные по своим размерам кристаллические тела, т.е. отдельные кристаллы, с определённым типом кристаллической структуры и идеализированным химическим составом.

Скопления минеральных индивидов — это минеральные агрегаты, которые слагают горные породы и руды.

Минеральным видом называется совокупность минералов с одинаковой структурой и составом. Каждый минеральный вид имеет собственное название. Если минералы имеют одинаковый химический состав, но различное внутреннее строение, структуру, то они относятся к различным минеральным видам и называются полиморфными модификациями. Полиморфизм (от греч. polys — многочисленный и morphe — форма) — свойство некоторых веществ находиться в нескольких кристаллических модификациях с разной структурой. Например, формула графита и алмаза — С; кальцита и арагонита — СаСО₃.

В то же время минералы с переменным составом могут объединяться в один минеральный вид, если непрерывно изменение состава минерала от одного минерала к другому. Свойство различных, но родственных по химическому составу веществ кристаллизоваться в одинаковых структурах при одном типе химической связи называется изоморфизм (от греч. isos — равный и morphe — форма).

Алмаз Графит