Как да разпознаваме минералите дефиниция и класификация на минералите

Минерали и скали

Минерали

-да е с естествен произход;

-да няма органичен генезис;

-да се определя със своя специфичен химичен състав.

В този смисъл перлите, които имат органичен произход не биха могли да бъдат причислени към минералите и опалът, който е естествено химично съединение, но няма кристална структура се отнася към т.нар. “минералоподобни” вещества.

Някои автори причисляват минералоподобните към аморфните минерали.

Известни са около 2500 минерали, като на най-разпространените се падат приблизително 34%.
1. Химичен състав на минералите
Химичният състав на минералите се изразява посредством химични символи в съчетание със съответните индекси. Всяка химична формула на минерала дава достатъчно информация за елементите, изграждащи минерала, за количеството на всеки от тях и е еднакво разбираема от всички специалисти. Например NaCl е халит; Fe2O3 е хематит и др. /табл./
2. Наименование на минералите
Имената на минералите не се образуват по точно определени правила. Обикновено наименоването се свързва с характерни физични свойства на минерала. Името на най-тежкия минерал в природата барит е с гръцки произход /барос-тежък/; магнетит – името се свързва с притежаваните магнитни свойства. В други случаи наименованието се свързва с мястото на откриване на минерала- чароит от р. Чара; или с имената на известни личности като гьотит – по името на Гьоте.
3. Вътрешен строеж на минералите
Какво представляват минералите, как са подредени изграждащите ги елементи и какво се крие под кристалната повърхност са въпроси, които са вълнували древните философи и учени.

През 17 в. Николаус Стено /датски естествоизпитател/ отбелязва, че ъгълът, заключен между две стени на кварца остава постоянен независимо от големината на кристала, неговия цвят или от коя част на образеца се извършват измерванията . Това забележително за своето време откритие днес е известно като “закон на Стено” и слага началото на сериозно изследване на вътрешния строеж на минералите. Съвременните проучвания, при които кристалните решетки се изучават с помощта на рентгеноструктурен и спектрален анализ, чрез електронна микроскопия и т.н. потвърждават верността на споменатото откритие. Науката, която се занимава с изучаването на вътрешния строеж на минералите се нарича кристалография.

3.1. Структура на минералите. Тя се определя от правилното пространствено разположение на изграждащите минерала частици – атоми, йони, молекули.

3.1.1. Кристална решетка – това са плътно разположени един до друг правилни многостенници, в чийто върхове, центрове и среди се намират изграждащите минерала частици. Кристалографските елементи на минералите са стените - те представляват плоски ограничения на кристала; ребра - това са линиите на пресичане на стените и върховете - това са точките на пресичане на ребрата. Правилното повторение на тези елементи определя симетричността на кристала. Всеки кристал може да се опише, т.е. да се охарактеризира с помощта на следните елементи:

3.1.1.1. Ос на симетрия- права, при въртенето на кристала около която на един и същи ъгъл се наблюдава правилно разположение на кристалографските елементи. Пример за това е кристал с форма на правилна шестоъгълна пирамида ако завъртим на 360 о , той ще повтори сам себе си точно шест пъти.

3.1.1.2. Център на симетрия- това е точка във вътрешността на кристала, на равни разстояния от която в диаметрално противоположни посоки се разполагат еднакви кристалографски елементи. Не всички кристали има център на симетрия- например в тристенната призма липсва.

-низши категории: триклинна, моноклинна, ромбична;

-средни категории: тригонална, тетрагонална и хексагонална;

-висши категории: кубична /изометрична/ /фиг. Сингониите/.

Някои минерали притежават способността да кристализират в различни форми. За техните разновидности е характерно, че имат един и същи химичен състав, но притежават различни физични свойства, което е свързано с различията в кристалната им решетка. Типичен пример е калцитът CaCO3, който е известен със своите 1200 разновидности в природата.

Физичните свойства на минералите зависят от техния химичен състав, кристалохимичните и структурните им особености.

5.1. Относително тегло – то се определя като отношение между обема на атомите към обема на кристалната решетка. Променя се от 1.0 г/см^з до 21 г/см^з. В зависимост от своето относително тегло, минералите се делят на леки, средни и тежки.Всички рудни минерали се отнасят към тежките минерали и това тяхно свойство се използува в минно-обогатителните работи.

5.2. Твърдост- това е съпротивлението , което един минерал оказва когато се драска с острие или друг минерал. За практически цели се използува таблицата на Моос за относителна твърдост на минералите.Твърдостта е векторна величина и зависи от плътността на кристалната решетка . Най-плътните минерали имат най-голяма твърдост.

Табл.1 Относителна твърдост на минералите по Моос

5.3. Цепителност- свойство на минералите да образуват гладки повърхнини при отчупване, които обикновено са успоредни на кристалните стени. Цепителността възниква на онези места от кристалната решетка, където връзките са най-слаби. За минералите е характерна няколко типа цепителност: съвсем съвършена – такава притежават слюдите и графита; съвършена –типична е за галенита, халита, калцита; несъвършена - характерна е за кварца и апатита. Ако минералите се трошат по други направления , се говори, че те имат лом. Той може да бъде мидест, неравен, зърнест и др.

5.4. Оптични свойства.

5.4.1. Цвят на минерала. Физическата същност на това свойство е свързана със способността на минерала да поглъща или пропуска светлина през себе си. Когато светлината преминава през него без да се поглъща, той е прозрачен. Ако една част от светлината премине, а друга се отрази от неговата повърхност, то минералът притежава определен цвят. Истинският цвят на минерала се определя в праховидно състояние или по т. нар. черта на минерала, която той оставя при драскане върху порцеланова плочка. Един интересен пример за това е минерала хематит, чиято черта е червено-кафява независимо от това коя негова разновидност тестваме.

5.4.2. Прозрачност – това е способността на минералите да пропускат светлината през себе си. Различават се прозрачни /халит/, полупрозрачни / кварц/, просветляващи - те пропускат светлината само когато са в тънки пластинки и непрозрачни минерали.

5.4.3. Блясък-това физична величина, която е отношение между показзтеля на лъчепречупване с този на отражение. Минералите притежават метален бляссък, свойствен за металите /Ag, Au,Pt/; стъклен - характерен за полупрозрачните и прозрачните минерали; седефен, копринен, мастен и др.

5.4.4. Луминесценция – някои минерали при облъчване с катодни или ултравиолетови лъчи, при нагряване или триене светят. Различават се два типа луминесценция: фосфорисценция - минералът продължава да свети след преустановяване действието на дразнителя и флуорисценция – когато минералът свети само докато трае действието на дразнителя. Типични примери съответно са арагонит и флуорит.

5.4.5. Тенебресценция - това е свойство на минералите да променят цвета си /да потъмняват или изсветляват/ при облъчване.

5.5. Повърхностни свойства. Към тях се отнася способността на минералите да се намокрят. В зависимост от това как се отнассят към водата, минералите биват лиофилни /минерали с йонна връзка/ и лиофобни / минерали с ковалентна връзка/.

5.6. Еластичност – напрежението, което кристалите на един минерал изпитват, когато той бъде натоварен.

5.7. Електрични свойства – всички минерали, които имат метални връзки притежават електропроводимост. Някои минерали при триене придобиват пиезоелектричество, а други при нагряване - пироелектричество.

5.8. Магнитни свойства- то е свързано с магнитната възприемчивост, която някои минерали притежават при въздействие с магнит. Пример за феромагнит е магнетитът.

5.9. Радиоактивност – характерна е за минерали, съдържащи радиоактивнни елементи в състава си. Тези минерали намират приложение за определяне на абсолютната геоложка възраст на скалите и за диагностициране на находища от радиоактивни минерали.