Введение в минералогию

Минералогия относится к числу наук, занимающих­ся изучением вещества земной коры; это одна из отрас­лей геологических наук. Слово «минерал» происходит от латинского minera, что означает вести горные разработ­ки, заниматься горным делом, т. е. рыть канавы или за­кладывать шахты для добычи минералов и горных по­род, которые в той или иной степени практически ис­пользовались прежде и в гораздо большем объеме находят применение в настоящее время. Ныне под ми­нералами понимают (за немногими исключениями) кристаллические компоненты твердой земной коры, имеющие однородный состав. В настоящее время извест­но около 2000 минеральных видов, установленных с научной достоверностью. Однако в своем большинстве они встречаются редко, и в формировании твердой зем­ной коры принимают существенное участие лишь отно­сительно немногие минералы.

Естественная форма минерала — это кристалл. Лишь некоторые минералы не являются кристаллическими веществами. В физическом смысле они относятся к бес­форменным, или аморфным, телам, как, например, опал — гель кремнезема, имеющий химический состав SiO₂xH₂O. Наряду с аморфными минералами сущест­вуют также весьма мелкие кристаллические образова­ния, распознаваемые лишь под микроскопом. Они назы­ваются скрытокристаллическими (криптокристалличе-скими); примером образования скрытокристаллического вещества может служить переход геля кремнекислоты (опала) вследствие потери воды в минерал халцедон.

Под названием «рудные минералы» понимают мине­ралы, из которых можно получать металлы, например золото, платину, серебро, медь, железо, хром, никель» марганец, цинк, свинец, сурьму, алюминий и др.

Начало образования минералов относится ко време­ни возникновения твердой земной коры, т. е. 4—5 млрд. лет назад. В процессе охлаждения раскаленного веще­ства Земли кристаллизовались первые породообразую­щие минералы. Тонкая вначале земная кора станови­лась в ходе длительного развития Земли все толще. Ее средняя мощность составляет ныне около 40 км. Неод­нородная в химическом и физическом отношении Земля состоит из ряда земных оболочек (сфер), о веществен­ном (химическом) составе которых мнения ученых до сих пор расходятся.

В самом общем виде принимается, что Земля состоит из трех оболочек, резко различающихся между собой по вещественному составу и физическим свойствам, при­чем внешняя оболочка, или литосфера, в свою очередь характеризуется дифференцированным многослойным строением. Разграничение оболочек производится на основании результатов геофизических (сейсмических) и геохимических исследований.

Минералообразующие процессы определяются хи­мическим составом земной коры и характером распре­деления в ней элементов. К области земной коры, со­стоящей из сиаля (гранитного слоя), сиальмы (переход­ного слоя) и симы [перидотит-габбрового(базальтово­го) слоя], относятся атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (океаны, свободная вода, снег и лед) и био­сфера (органические вещества, а также минеральные вещества панцирей и скелетов животных).

Из 102 химических соединений, составляющих пери­одическую систему элементов, лишь немногие широко­распространены в земной коре. Как следует из диаграм­мы рис. 2 (по А. Г. Бетехтину), самыми распространен­ными элементами являются кислород (О), кремний (Si), алюминий (А1), железо (Fe), кальций (Са), нат­рий (Na), калий (К), магний (Mg), водород (Н), титан (Ti), углерод (С) я хлор (С1). На долю всех остальных элементов приходится лишь несколько десятых массово­го процента. Большинство элементов земной коры вхо­дит в состав химических соединений. Самородные эле­менты, например платина, золото, серебро, мышьяк, се­ра, встречаются редко.