Минералогия.
Минералогия (от минерал и...логия), наука о природных химических соединениях — минералах, их составе, свойствах, особенностях и закономерностях физического строения (структуры), а также об условиях образования и изменения в природе. Главная задача Минералогии — создание научных основ для поисков и оценки месторождений полезных ископаемых, их обогащения для практического использования в народном хозяйстве.
Китай является крупнейшим производителем фосфатных пород, производя около 100 миллионов тонн в Соединенных Штатах, России, Марокко и Западной Сахаре, также являются основными производителями фосфатов. Более 75% мировых запасов фосфатных пород расположены в Марокко и Западной Сахаре.
Физические свойства минералов
Фосфатная порода является единственным материалом, который можно использовать для производства достаточного количества удобрений для удовлетворения мирового спроса. Без этого фермеры не смогут производить достаточное количество продовольствия, чтобы накормить население мира. Удивительно, что один тип породы - скала, о которой большинство людей ничего не знает, настолько важна, что мир питается и живет.
Минералогия — одна из старейших геологических наук, по мере развития которой от неё отделяются и вырастают новые самостоятельные науки. Так, в 19 в. от минералогии отделились кристаллография и петрография, в начале 20 в. — учение о полезных ископаемых, геохимия, а затем — кристаллохимия.
Основные направления минералогии:
- Описательная минералогия - занимается изучением, накоплением и уточнением фактического материала, разработкой вопросов систематики; обобщением данных по морфологии, физическим свойствам минералов, их химическому составу.
- Генетическая минералогия - выясняет условия, закономерности и процессы, приводящие к образованию определённых минеральных видов и минеральных ассоциаций — месторождений полезных ископаемых.
- Экспериментальная минералогия - занимается моделированием природных процессов и изучением физико-химических систем с целью выяснения условий возникновения минералов в природе.
- Региональная минералогия - обобщает минералогическое изучение определённых территорий и рудных провинций для установления закономерностей распределения минералов и их ассоциаций в связи с историей геологического развития региона.
- Прикладная минералогия - разрабатывает проблемы, связанные с вовлечением в промышленное использование новых минеральных видов, с проведением минералогических исследований, направленных на более полное комплексное использование минерального сырья и повышенное извлечение его полезных компонентов.
- Минералогия космических тел.
К минералам относятся не не только явно кристаллические вещества, но и также и некоторые скрытокристаллические и аморфные природные вещества, которые исстари относятся к царству минералов. Это твердые вещества, продукты природных процессов, составные части горных пород. (Примеры: Халцедон, Опал).
Прозрачные образцы апатита с ярким зеленым, синим, желтым или розовым цветом и превосходной четкостью часто разрезаются на граненые драгоценные камни. Некоторые камни подвергаются термической обработке для улучшения их цвета. Привлекательные полупрозрачные камни отличного цвета вырезаны. Редко, полупрозрачный апатит содержит тонкий шелк параллельных рутиловых кристаллов. При разрезании кабошона с шелком, ориентированным параллельно нижней части камня, эти экземпляры часто выведут известный как «кошачий глаз».
Выделяют три вида минеральных агрегатов
Как драгоценный камень, апатит более популярен у коллекционеров драгоценных камней, чем у покупателей ювелирных изделий. Минерал имеет твердость по Моосу 5, разрывается с прощанием и очень хрупкий. Эти характеристики делают его слишком хрупким для использования в большинстве видов ювелирных изделий.
К минералам следует относить природные химически и структурно однородные образования, являющиеся состовными частями других космических тел - Луны, планет, метиоритов.
Различные синтетические продукты, близкие по свойствам, составу и структуре к минералам, называются искусственными минералами.
Названия минералов даются по характерным физическим свойствам, по химическому составу или по месту, где они были впервые обнаружены. Многие минералы названы в честь ученых, открывших или описавших их.
Предположим, вы купили новую рубашку с деньгами, которые вы спасли от вашего пособия. Как бы вы описали свою рубашку, когда разговариваете со своим лучшим другом по телефону? Вы можете описать цвет, способ ощущения ткани и длину рукавов. Это все физические свойства вашей рубашки. Если вы хорошо описали свою рубашку, ваш друг узнал бы рубашку, когда вы ее наденете. Минералы также имеют физические свойства, которые используются для их идентификации.
Определите дополнительные свойства, которые могут быть использованы для идентификации некоторых минералов.
- Объясните, как идентифицируются минералы.
- Опишите, как цвет, блеск и полоса используются для идентификации минералов.
- Объясните, как измеряется твердость минерала.
- Опишите свойства расщепления и разрушения.
Самый распространённый в природе класс минералов - Силикаты (не менее 75%). Самыми распространенными в земной коре минералами являются Полевые шпаты и Кварц, на долю которых приходится 55% и 12% соответственно.
Минералы, присутствие которых является преобладающим в составе горных пород, называются породообразующими .
Минералы, присутствующие в горных породах, как примеси, называются акцессорные .
Вы можете наблюдать некоторые свойства, глядя на минерал. Например, вы можете видеть, что минерал на рисунке 12 представляет собой цвет золота и блестящий. Но вы не можете видеть все минеральные свойства. Вам нужно сделать простые тесты, чтобы определить некоторые свойства, например, насколько твердый минерал. Вы можете использовать свойства минерала для определения его идентичности, потому что свойства определяются химическим составом и кристаллической структурой или способом расположения атомов.
Что такое Минералы?
Рисунок 12: Вы можете использовать свойства минерала, чтобы идентифицировать его. Цвет, вероятно, самый простой способ наблюдать. К сожалению, вы редко можете идентифицировать минерал только по своему цвету. Иногда разные минералы одного цвета. Посмотрите еще раз на рисунок. Минерал - золотой цвет, поэтому вы можете подумать, что это золото. Минерал на самом деле является пиритом или «золотом дурака», который сделан из железа и сульфида.
Использование минералов.
На сегодня в земной коре открыто около 4 тыс. минеральных видов. Постоянно, каждый год открываются все новые виды или разновидности. Наиболее распространены в земной коре всего несколько сотен видов минералов, но даже из этих минералов используются далеко не все. Тем не менее, на ряду с открытием новых видов, происходит и совершенствование технологий, которые позволяют постоянно расширять номенклатуру используемых в хозяйстве минералов и область их применения. Промышленные месторождения минералов, не так часты, как может показаться и составляют совсем не большой процент от общего числа разведанных месторождений. Наибольшую ценность, для промышленности, представляют комплексные месторождения в состав которых могут входить несколько минеральных видов, причем некоторые из которых могут быть основными, а остальная часть попутными.
Часто тот же самый минерал приходит в разные цвета. На рис. 13 показано, что два образца кварца-1 бесцветны, а один - пурпурный. Фиолетовый цвет кварца происходит из крошечного количества железа в кристалле. Утюг в кварце представляет собой химическую примесь, потому что ее обычно не обнаруживают в кварце. Многие минералы окрашиваются химическими примесями. Другие факторы, такие как выветривание, также могут влиять на цвет минерала. Выветривание влияет на поверхность минерала. Поскольку цвет один ненадежен, геологи идентифицируют минералы по нескольким признакам.
Минералы - это природные химические соединения, из которых состоят горные породы. Драгоценные камни, песок, руды металлов - это разные формы минералов.
Что такое Минералы?
Существует около 3000 различных минералов, но только 30 из них являются основой скал, почв и песка на Земле. Некоторые минералы образуют похожие на стекло кристаллы, другие выглядят как ярко окрашенные камешки. Минералы отличаются по цвету, плотности и твердости, а также по своей способности отражать свет, проводить тепло или электричество.
Рисунок 13: Несмотря на то, что эти образцы минералов не одного цвета, они оба кварца. Аметист - это кварц, фиолетовый. Белый кварц слева выглядит немного фиолетовым только потому, что он на фиолетовом фоне. Полоска - это цвет порошка минерала. Чтобы выполнить тест на полоску, вы очищаете минерал на неглазурованной фарфоровой пластине. Пластина сложнее многих минералов, в результате чего минералы оставляют полоску порошка на тарелке. Цвет полосы часто отличается от цвета более крупного образца минерала, как показано на рисунке 14.
Если вы проведете тест на желто-золотом пирит, вы увидите черноватую полосу. Эта черноватая полоса говорит вам, что минерал не золотой, потому что золото имеет золотистую полоску. Цвет минерала может меняться, но его полоса не меняется. Кроме того, разные минералы могут быть одного цвета, но они могут иметь разную цветовую полосу.
Сложные минералы
Некоторые минералы состоят из одного чистого элемента. Многие состоят из двух или более элементов. Один из самых распространенных минералов - кварц - является смесью кремния и кислорода. Большая часть песка на Земле - это гранулы кварца, который используется для изготовления стекла.
Руды
Многие сложные минералы содержат металлы. Красный железняк, или гематит, например, - это оксид железа, а галенит, или свинцовый блеск, - это сульфид свинца. Минералы, из которых можно извлечь металл, называются рудами, и их добывают в шахтах.
Например, образцы гематита и галенита могут быть темно-серыми, но гематит имеет красную полоску, а у галенита есть серая полоска. Вы можете описать бриллианты как блестящие или пиритные как блестящие, но минералоги имеют особые термины, чтобы описать блеск минерала. Сначала они делят минералы на металлический и неметаллический блеск. Минералы, такие как пирит, которые непрозрачны и блестят, имеют металлический блеск. Минералы с неметаллическим блеском не похожи на металлы.
Существует много типов неметаллического блеска, шесть из которых описаны в таблице. Можете ли вы сопоставить минералы на рисунке 15 с правильным блеском из таблицы 1, не глядя на подпись? Рисунок 15: Алмаз имеет адамантиновый блеск. Кварц не блеск, как алмаз. Он имеет стекловидный или стеклянный блеск. Сера отражает меньше света, чем кварц, поэтому он имеет смолистый блеск.
Кристаллы
Многие минералы образуют четкой формы-кристаллы. Это является результатом определенного расположения атомов и молекул внутри минерала. Минералы, имеющие твердую кристаллическую форму, а также блеск и красивую окраску, называются самоцветами.
Драгоценные камни
Самоцветы используются главным образом в ювелирном деле. Среди них особенно красивы алмазы, рубины, сапфиры и изумруды. Алмазы, обладающие невероятной прочностью, также широко применяются в промышленности и в горном деле для бурения, сверления и размельчения породы. Алмазы для промышленного применения могут наготавливаться и искусственным путем.
Вы собираетесь посетить друга. Вы заполняете один рюкзак книгами, чтобы потом учиться. Вы кладете свою подушку в другой рюкзак того же размера. Какой рюкзак будет легче переносить? Несмотря на то, что рюкзаки имеют одинаковый размер, сумка, которая содержит ваши книги, будет намного тяжелее. Он имеет большую плотность, чем рюкзак с подушкой.
Плотность описывает, сколько материи находится в определенном объеме пространства. Вещества, у которых больше материала, упакованного в заданное пространство, имеют более высокие плотности. Вода в стакане имеет ту же плотность, что и вода в ванной или бассейне. Все вещества имеют характерные плотности, которые не зависят от того, какая часть вещества у вас есть.
