Основы минералогии
Земная кора – объект изучения геологии – сложена плотными и рыхлыми агрегатами, называемыми горными породами (науки, их изучающие, – петрология (петрография) и литология). Горные породы состоят из минералов, которые представляют собой природные химические соединения или самородные элементы, являющиеся продуктами различных физико-химических процессов, совершающихся внутри земной коры и на ее поверхности. Наука, занимающаяся изучением минералов, называется минералогией. Минералы, входящие в состав горных пород, подчинены им своим залеганием и иногда образуют в них отдельные самостоятельные геологические тела. Общее число установленных на Земле минералов превышает 4000. Среди них лишь 20–30 минералов, главнейшие из которых – кварц, полевой шпат и роговая обманка, слагают свыше 99,5% земной коры, а остальные встречаются относительно редко. При этом большая часть известных минералов образуется в приповерхностных условиях, около 200 являются продуктами глубинных магматических процессов, а около 1000 связано с химическими реакциями, в которых участвуют нагретые подземные воды (гидротермальные растворы).
Данные природные образования могут иметь сложный или простой химический состав, скопления одного элемента называются самородными минералами. По своему агрегатному состоянию минералы подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Твердые минералы в большинстве своем являются телами кристаллическими (на их долю приходится около 98% известных минералов), хотя встречаются и некристаллические (опал, янтарь и др.). Особенности кристаллического строения минералов обусловливают их физические и химические свойства, а часто и форму нахождения минералов в природе. Поэтому изучение минералов невозможно без предварительного знакомства с основными понятиями кристаллографии – науки о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества.
Минералы представляют собой природные химические соединения и характеризуются определенным составом, который может быть выражен химической формулой. Большинство минералов имеют кристаллическое строение, т.е. слагающие их атомы или ионы распределены строго закономерно, образуя кристаллическую решетку. Химический состав, строение кристаллической решетки и сила связей между атомами или ионами в решетке обусловливают индивидуальные физические свойства минерала, на основании которых часто можно определить минерал, не прибегая к более трудоемким исследованиям.
Методика определения минералов имеет свои особенности. Каждый минерал обладает определенным химическим составом и имеет характерное для него внутреннее строение. Эти важнейшие особенности обуславливают довольно постоянные и индивидуальные физические свойства минералов. Определяя минералы по внешним признакам, мы обращаем внимание, в первую очередь, на общее для всех минералов, а затем переходим к рассмотрению индивидуальных особенностей, а также характерных ассоциаций минералов-спутников.
К определению минералов рекомендуется подходить следующим образом. Вначале рекомендуется внимательно прочитать вводный раздел и усвоить основные способы определения или оценки важнейших физических свойств минералов (удельного веса (плотности), цвета, блеска, твердости, спайности, излома). Затем необходимо научиться выполнять элементарные химические испытания, применяемые при определении карбонатов (реакция с соляной кислотой и реакции окрашивания) и некоторых других групп минералов. Для определения образца неизвестного минерала нужно обратиться в первую очередь к ведущим физическим свойствам. Отыскав по совокупности этих свойств, установленных на определяемом образце, несколько подходящих минералов, следует далее прочитать их описания в тексте и с учетом специфических особенностей данного образца постараться сократить число минералов по возможности до одного.
В описаниях минералов сведены наиболее характерные отличительные особенности каждого минерала, что должно облегчить процесс определения. Большую помощь в определении минералов призвана оказать музейная минералогическая коллекция, однако полагаться только на нее невозможно. Необходимо сознавать, что в природе многие минералы представлены несколькими разновидностями: часто один и тот же минерал в разных месторождениях выглядит неодинаково.
