Минералы

64711210712604_bezimeni1В настоящее время известно около 3000 минералов, и ежегодно ученые откры­вают все новые и новые их виды. Но лишь около 100 минералов имеют сравнительно большое практическое значение: одни — в силу их широкой распространенности, другие — благодаря особым, ценным для человека свойствам. И только четверть из них играют существенную роль в составе горных пород.

Некоторые минералы были известны еще в Древней Греции. Однако научный способ их познания утвердился гораздо позже. Отцом минералогии по праву считают немецкого ученого Георга Агрйколу (1494—1555). Значительный вклад в развитие учения о минералах внесли также профессор минералогии Фрейбергской горной ака­демии Абраам Готлоб Вёрнер (1750—1817), который разработал классификацию горных пород, и профессор химии из Берлина Мартин Генрих Клапрот (1743—1817).

Возникновение названий минералов не подчиняется какой-либо единой системе: одни из них заимствованы из жаргона горняков или народной речи, другие были при­думаны специально. Роль немецких ученых в развитии минералогии нашла отраже­ние в значительном распространении немецких терминов, которые получили между­народное признание. С течением времени многие минералы получали новые назва­ния, но при этом их старые наименования нередко тоже не выходили из употребле­ния. Поэтому сейчас один и тот же минерал может иметь несколько наименований. Особенно запутана номенклатура драгоценных и поделочных камней: их многочис­ленные наименования необозримы и часто могут ввести в заблуждение. И хотя суще­ствуют международные соглашения о единой номенклатуре драгоценных камней, практика показывает, что еще и сегодня не положен конец произвольному присвое­нию им самых разных торговых наименований.

Происхождение и строение

Минералы могут образовываться по-разному. Такие широко известные минера­лы, как полевой шпат, кварц и слюда, кристаллизуются из огненножидких расплавов и газов преимущественно в недрах Земли, реже — из лав, излившихся на земную поверхность. Некоторые минералы образуются из водных растворов или возникают при участии организмов, некоторые — путем перекристаллизации уже существу­ющих минералов под воздействием больших давлений и высоких температур.

Многие минералы часто встречаются в определенных сообществах, или ассоциа­циях, так называемых парагенезисах (например, полевой шпат и кварц), но бывают-и исключающие друг друга минералы (например, полевой шпат и каменная соль).

Большинство минералов имеет определенный химический состав. Входящие в них примеси хотя и способны влиять на физические свойства минералов или даже изме­нять их, но в химических формулах обычно не упоминаются. При определении мине­ралов весьма существенную роль играет форма их кристаллов. И хотя в образцах она не всегда идеально выражена, а чаще просто искажена, все же в большинстве случаев удается различить какие-либо признаки кристаллического строения — грани, штри­ховку или постоянные углы между гранями. Типичные формы кристаллов объеди­нены в семь кристаллографических систем, называемых сингониями. Различие между ними проводится по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пере­секаются (см. таблицу на стр. 11).

Существуют следующие кристаллографические сингонии (системы): кубическая (правильная), тетрагональная (квадратная), гексагональная (шестиугольная), три-гональная (ромбоэдрическая, или треугольная), ромбическая (иногда называемая орторомбической), моноклинная и триклинная.

В кубической сингонии все три оси имеют одинаковую длину и ориентированы взаимно перпендикулярно. В тетрагональной сингонии все три оси расположены вза­имно перпендикулярно, причем две из них имеют одинаковую длину и лежат в одной плоскости, а третья отличается от них по длине. В гексагональной сингонии имеются четыре оси; три из них расположены в одной плоскости, обладают одинаковой длиной и пересекаются под углами 120° (или 60°), четвертая же ось (другой длины) ори­ентирована перпендикулярно трем остальным. Тригональная сингония имеет те же оси и углы, что и гексагональная. Поэтому эти обе сингонии часто объединяют в одну — гексагональную. Различие между ними проявляется в элементах симметрии. В гек­сагональной сингонии поперечное сечение призматической основной формы шести­угольное, в тригональной — треугольное. При стесывании углов треугольника полу­чается шестисторонняя гексагональная форма. В ромбической сингонии все оси вза­имно перпендикулярны, но имеют разную длину. В моноклинной сингонии из трех осей разной длины две взаимно перпендикулярны, а третья расположена под острым углом к ним. В триклинной сингонии все три оси различны по длине и наклонены по отношению друг к другу. 

Конечно, большинство окристаллизованных минералов не встречается в виде пра­вильно образованных кристаллов; чаще их формы искажены и для них характерно преимущественное развитие одних граней за счет других. Однако углы между соответствующими гранями всегда остаются одинаковыми. Некоторые минеральные вещества кристаллизуются в разных сингониях. В таких случаях говорят о полимор­физме и о полиморфных модификациях. Например, карбонат кальция СаСОэ может образовывать в различных условиях две модификации — тригональный кальцит и ромбический арагонит. 

Факторами, определяющими форму минерала, являются строение его кристалли­ческой решетки и упаковка атомов, ионов или молекул. Если при одинаковом хими­ческом составе сами атомы всегда идентичны, то их взаимное расположение может быть весьма различным. Структура кристаллической решетки определяет не только форму кристаллов, но и их спайность. Так, например, при спиральном расположении частиц в решетке, не допускающем проведения в ней плоских поверхностей раздела, кристалл не раскалывается по спайности (то есть спайность у него отсутствует). 

Все кристаллические минералы имеют решетку, и только внутреннее строение аморфных веществ лишено закономерной упорядоченности. 

В отдельных случаях в результате выполнения полостей, оставшихся на месте рас­творенных и вынесенных кристаллов, замещения или обрастания (крустификации) других образований минералы могут появляться в нетипичных для них кристалличес­ких формах — в виде так называемых псевдоморфоз, или ложных кристаллов. 

Если минералы одинакового строения различаются лишь незначительными вариа­циями в химическом составе, изменениями окраски или какими-нибудь другими осо­бенностями, говорят об их разновидностях. Среди драгоценных и поделочных кам­ней разновидности играют значительную роль. 

Огранкой или огранением называют комбинацию граней, наиболее характерную для кристаллов того или иного минерала (например, ромбододекаэдр у граната), габитусам — облик кристаллов и их агрегатов (например, столбчатый, таблитчатый или игольчатый). Бесструктурные на вид минеральные массы, сложенные кристалли­ческими зернами, которые имеют решетку, но вследствие затрудненного роста лишены правильных внешних ограничений, называют сливными, сплошными или массивными зернистыми агрегатами. 


Подчас два или несколько кристаллов одного минерала срастаются между собой таким образом, что проявляют закономерную взаимную ориентировку.

  Наряду с двойниками срастания, в которых составля­ющие кристаллы лишь соприкасаются между собой (по плоскости срастания), суще­ствуют еще двойники прорастания с взаимным проникновением составляющих их кристаллов друг в друга. Двойниковые сростки распознаются по часто наблюдаемым у них входящим углам, которые у монокристаллов никогда не появляются. 

Крупные и хорошо образованные правильные кристаллы минералов красивой формы встречаются в горных породах, где они нарастают на внутренних стенках округлых замкнутых полостей. Такие заполненные минеральным веществом пустоты называют жеодами, а наросшие на их стенках или на стенках трещин группы краси­вых кристаллов — друзами. Типичные минералы друз — кварц, кальцит и флюорит.

Коллекционеры называют свободные (или отпрепарированные) хорошо образован­ные минеральные группы штуфами. Но по большей части кристаллические инди­виды бывают столь мелкими, что распознаются лишь под лупой или даже под микрос­копом. Такие кристаллические (зернистые) агрегаты называют плотными.

Особый интерес для коллекционера представляют так называемые каменные розы — листоватые сростки, возникшие вследствие смещения индивидов, первона­чально нараставших друг на друга в параллельном положении. Подобные груболи-стоватые формы развития типа «розы» можно встретить у гипса, барита и гематита (железной слюдки).

Гораздо чаще встречаются различные виды минеральных сростков (минеральные агрегаты или минеральные скопления). В зависимости от минерального состава и от условий, в которых протекал процесс роста, возникали шестоватые, радиально-ори-ентированные (лучистые, волокнистые, игольчатые и др.), листоватые или зерни­стые агрегаты. Радиальные агрегаты проявляют тенденцию к образованию сфери­ческих форм, которые в тех случаях, когда они имеют гладкую и блестящую поверх­ность, называют стеклянной головой (правильнее было бы называть «лысой»). Концентрически-скорлуповатые образования, такие, как арагонитовый гороховый камень, носят название оолитов

угольное, в тригональной — треугольное. При стесывании углов треугольника полу­чается шестисторонняя гексагональная форма. В ромбической сингонии все оси вза­имно перпендикулярны, но имеют разную длину. В моноклинной сингонии из трех осей разной длины две взаимно перпендикулярны, а третья расположена под острым углом к ним. В триклинной сингонии все три оси различны по длине и наклонены по отношению друг к другу.

Конечно, большинство окристаллизованных минералов не встречается в виде пра­вильно образованных кристаллов; чаще их формы искажены и для них характерно преимущественное развитие одних граней за счет других. Однако углы между соответствующими гранями всегда остаются одинаковыми. Некоторые минеральные вещества кристаллизуются в разных сингониях. В таких случаях говорят о полимор­физме и о полиморфных модификациях. Например, карбонат кальция СаСОэ может образовывать в различных условиях две модификации — тригональный кальцит и ромбический арагонит.

Факторами, определяющими форму минерала, являются строение его кристалли­ческой решетки и упаковка атомов, ионов или молекул. Если при одинаковом хими­ческом составе сами атомы всегда идентичны, то их взаимное расположение может быть весьма различным. Структура кристаллической решетки определяет не только форму кристаллов, но и их спайность. Так, например, при спиральном расположении частиц в решетке, не допускающем проведения в ней плоских поверхностей раздела, кристалл не раскалывается по спайности (то есть спайность у него отсутствует).

Все кристаллические минералы имеют решетку, и только внутреннее строение аморфных веществ лишено закономерной упорядоченности.

В отдельных случаях в результате выполнения полостей, оставшихся на месте рас­творенных и вынесенных кристаллов, замещения или обрастания (крустификации) других образований минералы могут появляться в нетипичных для них кристалличес­ких формах — в виде так называемых псевдоморфоз, или ложных кристаллов.

Если минералы одинакового строения различаются лишь незначительными вариа­циями в химическом составе, изменениями окраски или какими-нибудь другими осо­бенностями, говорят об их разновидностях. Среди драгоценных и поделочных кам­ней разновидности играют значительную роль.

Огранкой или огранением называют комбинацию граней, наиболее характерную для кристаллов того или иного минерала (например, ромбододекаэдр у граната), габитусам — облик кристаллов и их агрегатов (например, столбчатый, таблитчатый или игольчатый). Бесструктурные на вид минеральные массы, сложенные кристалли­ческими зернами, которые имеют решетку, но вследствие затрудненного роста лишены правильных внешних ограничений, называют сливными, сплошными или массивными зернистыми агрегатами.




Подчас два или несколько кристаллов одного минерала_ срастаются между собой таким образом, что проявляют закономерную взаимную ориентировку. Подобные