Mineral

Mineral
Studerade i mineralogi
Motsatt icke-mineraliskt [d]
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Mineral ( tyska  Мineral eller fransk  minéral , från sent latin  (аеs) minerale  - malm [1] ) är en del av stenar , malmer , meteoriter , homogen till sammansättning och struktur , som är en naturlig produkt av geologiska processer och är en kemisk förening eller kemiskt element .

Mineralet kan vara i vilket som helst tillstånd av aggregation , medan de flesta mineraler är fasta ämnen . Mineraler delas in i att ha en kristallin struktur , amorfa och mineraler som har en extern form av kristaller, men som är i ett amorft tillstånd ( metamiska mineraler ). [2] [3] En bergart kan bestå av flera stenbildande mineral av olika typer (polymineral bergart), eller av ett enda stenbildande mineral (monomineral bergart). Frasen " mineralmaterial " används också i litteraturen .

Term och beskrivning

Termen "mineral" används för att beteckna en mineralindivid, art och sort [4] . Ett mineral som en mineralart  är en naturlig kemisk förening med en viss kemisk sammansättning och kristallin struktur. Om skillnaderna i kemisk sammansättning med strukturell identitet inte är särskilt stora, kännetecknas mineralvarianter av färg, morfologiska eller andra egenskaper: till exempel bergkristall , ametist , citrin , kalcedon är sorter av kvarts . Mineralindivider  är mineralkroppar, mellan vilka det finns gränssnitt, till exempel kristaller och korn [3] .

Mineralogi är studiet av mineraler . Ursprunget till mineraler klargörs av genetisk mineralogi , och studiet av mineralarter utförs genom fylogeni av mineraler .

Sedan 1950-talet har upptäckten av ett nytt mineral och dess namn godkänts av kommissionen för nya mineraler och mineralnamn från International Mineralogical Association (MMA) [5] . För närvarande har fler än 5336 [6] mineralarter identifierats, och årligen godkänns flera dussin nya av kommissionen, men endast 100–150 mineraler är allmänt spridda.

Mineraler anses också vara några naturliga ämnen som är vätskor under atmosfäriska förhållanden (till exempel naturligt kvicksilver , som kommer till ett kristallint tillstånd vid en lägre temperatur). Vatten , tvärtom, klassificeras inte som ett mineral, eftersom det betraktas som ett flytande tillstånd (smälta) av mineralisen . Vissa mineraler är i amorft tillstånd och har ingen kristallin struktur . Detta gäller främst de så kallade metamiska mineralerna , som har en yttre form av kristaller, men är i ett amorft, glasartat tillstånd på grund av förstörelsen av deras ursprungliga kristallgitter under inverkan av hård radioaktiv strålning från de radioaktiva elementen ( uran , torium och så vidare) ingår i sin egen sammansättning . Särskiljande mineraler är tydligt kristallina , amorfa  - metakolloider (till exempel opal , leschatellerite och andra) och metamiska mineraler som har en yttre form av kristaller, men i ett amorft, glasartat tillstånd.

Fysiska egenskaper hos mineraler

Mineralernas fysikaliska egenskaper bestäms av deras kristallstruktur och kemiska sammansättning. Det finns skalära fysikaliska egenskaper hos mineraler och vektoregenskaper , vars värden beror på den kristallografiska riktningen. Ett exempel på en skalär egenskap är densitet , vektoregenskaper är hårdhet , kristalloptiska egenskaper etc. Fysikaliska egenskaper är uppdelade i mekaniska, optiska, luminescerande, magnetiska, elektriska, termiska egenskaper, radioaktivitet [3] .

Vanan hos kristaller bestäms genom visuell inspektion; ett förstoringsglas används för att undersöka små prover . Förutom den yttre formen hos kristaller och andra segregationer är färg, lyster, klyvning och separation, hårdhet, sprödhet och sprickor av stor betydelse vid beskrivning och visuell diagnostik av mineraler, särskilt i fältförhållanden [7] . Vid diagnos av vissa mineraler är formbarhet, flexibilitet (frakturmotstånd) och elasticitet också viktiga.

Optiska egenskaper

Magnetiska egenskaper

Magnetismen beror på innehållet främst av järnhaltigt järn, detekteras med hjälp av en konventionell magnet .

Hitta mineraler i naturen

Beroende på deras överflöd kan mineraler delas in i: Enligt formen för att hitta mineraler skiljer de

Kemi av mineraler

Överflödet av mineraler på jorden är en direkt konsekvens av deras kemiska sammansättning, som i sin tur beror på mängden olika kemiska element. De flesta av de observerade mineralerna utvinns från jordskorpan . De flesta mineraler har i sin huvudsakliga sammansättning endast 8 grundämnen, de vanligaste i jordskorpan: syre , kisel , aluminium , järn , magnesium , kalcium , natrium och kalium (i fallande ordning). Tillsammans står dessa åtta grundämnen för upp till 98 % av vikten av jordskorpan. Av dessa åtta är syre av särskild betydelse, som utgör 46,6 % av vikten av jordskorpan, och kisel, som utgör 27,7 % [9] .

Den kemiska sammansättningen av mineraler liknar i regel den bergart som de bildades av. Så olivin bildas av magma rik på järn och magnesium, och magma rik på silikater kristalliseras till ett mineral rikt på silikater - som kvarts . Kalciter bildas i kalksten rik på kalcium och karbonater .

Den kemiska sammansättningen kan variera mellan medlemmar av en rad mineraler. Till exempel representerar plagioklaser , som ingår i gruppen ramaluminatsilikater  - fältspat , vad gäller kemisk sammansättning en kontinuerlig isomorf serie av natrium-kalciumaluminatsilikater - albit och anortit med obegränsad blandbarhet . Det finns 4 identifierade varianter mellan natriumrik albit och kalciumrik anortit- oligoklas , andesin , labradorit och bytonit [10] [11] . Andra exempel på sådana serier inkluderar olivinserien från magnesiumrik forsterit till järnrik fayalit [12] och wolframitserien från manganrik hübnerit till järnrik ferberit [13] .

Förekomsten av mineralserier förklaras av kemisk substitution. I naturen är mineraler inte rena material. De innehåller föroreningar, som består av alla element som finns i ett givet kemiskt system. Som ett resultat ersätts ibland ett visst element av ett annat [14] . En sådan substitution sker vanligtvis mellan joner av liknande storlek och identiska laddningar. Till exempel kan K + inte ersätta Si 4+ på grund av kemisk och strukturell inkompatibilitet orsakad av en stor skillnad i storlek och laddning, och ersättningen av Si 4+ med Al 3+ sker ganska ofta, eftersom de är nära i storlek, laddning och överflöd i jordskorpan, som vi observerar i exemplet med plagioklaser.

Förändringar i temperatur, tryck och kemisk sammansättning påverkar den mineralogiska sammansättningen av en given bergart. Förändringar i kemisk sammansättning kan orsakas av processer som jorderosion och vittring samt metasomatism . Förändringar i temperatur och tryck uppstår när källbergarten genomgår en tektonisk eller magmatisk förändring till en annan fysisk regim. Förändringar i termodynamiska förhållanden påverkar gynnsamt möjligheten till en reaktion mellan redan bildade mineral med produktion av nya mineraler [15] .

Klassificering av mineraler

Moderna klassificeringar av mineraler utförs på en strukturell-kemisk basis [16] . Klassificeringen som godkändes av International Mineralogical Association (IMA) 2009 uppdateras och godkänns regelbundet.

Oorganiska mineraler

Inhemska grundämnen och intermetalliska föreningar Karbider , nitrider , fosfider Sulfider, sulfosalter och liknande
  1. klass Selenider , Tellurides , arsenider och liknande
  2. Sulfosalt klass
Halogenföreningar (halogenider) och halosalter
  1. klass Fluorer , aluminiumfluorider
  2. klass Klorider, bromider och jodider
Oxider och hydroxider
  1. klass Enkla och komplexa oxider
  2. klass hydroxider
Syresalter (oxisalter)
  1. klass Iodates
  2. Nitratklass _
  3. klass karbonater
  4. klass Sulfater och selenater
  5. kromatklass _
  6. Klass Tungstater och molybdater
  7. Klass fosfater, arsenater och vanadat
  8. Borate klass
  9. Klasssilikater och aluminosilikater ( beryllosilikater , borosilikater)
    1. Ösilikater med isolerade SiO 4 -tetraedrar
    2. Kedjesilikater med isolerade grupper av SiO 4 -tetraedrar
    3. Bandsilikater med kontinuerliga kedjor och band av SiO 4 tetraedrar
    4. Skiktade silikater med kontinuerliga lager av SiO 4 tetraedrar
    5. Ramsilikater med kontinuerliga tredimensionella ramverk av SiO 4 och Al0 4 tetraedrar

Organiska mineraler

Enligt den moderna nomenklaturen av mineraler som godkänts av MMA anses några av de naturliga saltliknande organiska föreningarna (oxalater, mellitater, acetater, etc.) vara bland de mineraler som kombineras i en klass av organiska ämnen . Samtidigt ingår inte högmolekylära organiska formationer som trähartser och bitumen, som i de flesta fall inte uppfyller kraven på kristallinitet och homogenitet, i mineralernas allmänna taxonomi i antalet mineraler. Vissa organiska ämnen  - olja , asfalt , bitumen tillskrevs felaktigt mineraler. De saknar kristallstruktur och kan inte karakteriseras ur kristallkemisk synvinkel. Naturliga organiska produkter avser i de flesta fall antingen bergarter ( antracit , shungit , etc.), eller naturliga kolväten i oljegruppen ( ozocerite , bitumen), eller till fossila hartser ( bärnsten , kopal ) eller till biogena formationer som innehåller sammansättningen av ett eller annat mineral ( pärla och pärlemor , i vilken struktur mineralet aragonit deltar ).

Naturliga formiater (formicaite Ca (HCOO) 2 , dashkovaite Mg (HCOO) 2 • 2H 2 O, etc.) och oxalater (stepanovite, etc.) i mineralogi klassificeras som organiska ämnen .

Användning av mineraler

Mineraler, tillsammans med organiska material, används i stor utsträckning.

Människan har använt mineraler sedan urminnes tider. Under lång tid var huvudmineralet flinta  - en finkornig variant av kvarts , dess flingor med skarpa kanter användes av primitiva människor under den antika stenåldern . Utöver det användes även andra mineraler, till exempel körsbärshematit , gulbrun goetit och svarta oxider av mangan  - som färg, och bärnsten , jade , naturligt guld, etc. - som material för smycken, etc. I förhistoriska Egyptens (5000-3000 f.Kr.) smycken tillverkades av inhemsk koppar , guld och silver . Senare började man använda brons för tillverkning av vapen och verktyg [7] . Nu erhålls metaller och andra kemiska grundämnen och föreningar från mineraler [4] , de är råvaror för tillverkning av byggmaterial (cement, glas etc.) och för den kemiska industrin . Mineraler kan användas som färgämnen [7] , slipande och eldfasta material, de kan användas inom keramik , optik , radioelektronik , elektroteknik och radioteknik. Ädelstenar är också mineraler [4] .

Mineraler används till mat, som råvarukälla, som valuta, som konst- och lyxföremål och som komponenter i högteknologi. En av typerna av kvacksalveri är litoterapi  - behandling med mineraler genom att bära dem, applicera dem, komma i astrala kontakter med övernaturliga energier och magiska krafter som påstås vara inneslutna i stenar och kristaller. Anhängare av litoterapi hävdar att varje kristallint föremål har egenskaperna för strålning och absorption av okända energier och fält, som, när de appliceras på en biologisk kropp, kan återställa kroppens störda energibalans. Litoterapi har ingen kliniskt bevisad logik och vetenskaplig grund [17] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Vasmer M. Etymologisk ordbok för det ryska språket . — Framsteg. - M. , 1964-1973. - T. 2. - S. 623-624.
  2. ↑ Betekhtin, 2014 , sid. 11-13.
  3. ↑ 1 2 3 Mineral // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  4. ↑ 1 2 3 R.A. Vinogradov. Mineral // Chemical Encyclopedia / ed. Knunyants I.L. - Great Russian Encyclopedia, 1992. - T. 3. - P. 86-88.
  5. ↑ Rastsvetaeva R. K. Hur man upptäcker ett nytt mineral  // Nature . - Science , 2006. - Nr 5 .
  6. ↑ Ernst AJ Burke. International Mineralogical Association - Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (länk ej tillgänglig) . nrmima.nrm.se. Hämtad 13 maj 2018. Arkiverad från originalet 10 augusti 2019. 
  7. ↑ 1 2 3 Mineraler och mineralogi // Collier Encyclopedia . — 2000.
  8. ↑ Kamacite . webmineral.com. Hämtad 2 augusti 2012. Arkiverad från originalet 13 maj 2013.
  9. ↑ Dyar och Gunter, s. 4-7
  10. ↑ Deer W.-A., Howie R.-A., Zusman J., Rock-forming minerals, trans. från engelska, vol. 4, M., 1966
  11. ↑ Marfunin A.S. , Fältspat - fasförhållanden, optiska egenskaper, geologisk fördelning, M., 1962.
  12. ↑ Fayalite på webmineral.com Arkiverad 7 december 2017 på Wayback Machine 
  13. ↑ Karakteristika för wolframite Arkiverad 7 maj 2021 på Wayback Machine 
  14. ↑ Dyar och Gunter, sid. 141
  15. ↑ Dyar och Gunter, sid. 549
  16. ↑ Betekhtin, 2014 , sid. 151-158.
  17. ↑ Lawrence E. Jerome. Crystal Power: Den ultimata placeboeffekten. Prometheus Books, 1989

Litteratur

  • Zemyatchensky P. A. Mineral // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
  • Mineral // Stora sovjetiska encyklopedin  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  • Mineral  // Great Russian Encyclopedia  : [i 35 volymer]  / kap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
  • Mineraler och mineralogi // Encyclopedia of Collier. — 2000.
  • R.A. Vinogradov. Mineral // Chemical Encyclopedia / ed. Knunyants I.L. - Great Russian Encyclopedia, 1992. - T. 3. - P. 86-88.
  • Betekhtin A. G. Kurs i mineralogi. — 3:a, rättad och kompletterad. - M . : Bok. house University, 2014.
  • Yu Goncharov, M Malkova, V Shamshurov, A Shamshurov. Geologi, mineralogi, petrografi . — Referensmanual. - M. : ASV, 2008.
  • Busbey, AB; Coenraads, RE; Roots, D.; Willis, P. Rocks and Fossils. - San Francisco: Fog City Press, 2007. - ISBN 978-1-74089-632-0 .
  • Chesterman, CW; Lowe, KE Fältguide till nordamerikanska bergarter och  mineraler . Toronto: Random House of Canada, 2008. - ISBN 0-394-50269-8 .
  • Dyar, M.D.; Gunter, M.E. Mineralogy and Optical Mineralogy. — Chantilly, Virginia: Mineralogical Society of America, 2008. - ISBN 978-0-939950-81-2 .

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk