Число, состав и симметрия минералов

Общее число минеральных видов составляет около 3500–4000. Расхождения в подсчетах связаны с тем, что, во-первых, некоторые минералы изучены недостаточно полно и поэтому неоднозначно воспринимаются некоторыми исследователями. Во-вторых, принятые границы понятий «минеральный вид», «структурная и химическая (особенно структурная) разновидности» условны, а потому в сложных случаях эти границы могут быть проведены по-разному.

Наиболее многочисленны минеральные виды, в которые входят кислород и водород, – это основные химические элементы в мире минералов. Затем по числу минеральных видов химические элементы выстраиваются в такой ряд (в порядке убывания): Si,Fe,Ca,S,Al,Na,Mg,Cu,Mn,P,As,Pb. Однако неоднородность распределения химических элементов в протопланетном веществе Солнечной системы предопределила существенную разницу в наборе минералов, выявленных на внутренних и внешних планетах. Главными на внутренних планетах (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются силикаты, алюмосиликаты и оксиды. Минеральные фазы внешних планет (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) экзотичны для земных условий – это кристаллическиеH₂O,CH₄,S,SO₃.

На примере Земли и ее коры явственно проступает главная количественная закономерность: ряд убывания распространенности химических элементов в земной коре во многом совпадает с рядом убывания числа минералов для этих же химических элементов (табл. 1).

Таблица 1

Распространенность химических элементов в земной коре и число минералов для них

Химический элемент	Содержание в земной коре, ат. %	Число минералов		Химический элемент	Содержание в земной коре, ат. %	Число минералов
O H Si Al Na Mg Ca	53,39 17,25 16,11 4,80 1,82 1,72 1,41	2909 1921 906 714 560 555 867		Fe K C Ti Cl F S	1,31 1,05 0,51 0,22 0,10 0,07 0,05	883 288 272 196 220 221 761

Здесь только три исключения – для минералов кальция, железа и серы. Но если учесть числа минералов меди (437), фосфора (398), марганца (416), мышьяка (387), свинца (371), бора (179), урана (199), этих расхождений будет значительно больше. Они объясняются разными факторами, такими как степень активности элемента (число минеральных видов больше у химически активных элементов), неравномерным распределением химических элементов по горным породам, зонам и участкам минералообразования в земной коре.

Классификация минералов

Современные основы систематики минералов как химических соединений заложены шведским химиком и минералогом Й. Я. Берцелиусом в 1814 г. Впервые наиболее полное выражение эта химическая основа нашла в классификации Дж. Дэна, в третьем издании его многотомного издания « Система минералогии» (1850–1854). Здесь было выделено пять классов: а) самородные вещества; б) сернистые и мышьяковистые соединения; в) галоидные соединения; г) кислородные соединения; д) органические вещества. Эти подразделения почти без изменений сохраняются во всех переизданиях справочника Дж. Дэна и практически во всех современных классификациях минералов; в одних классификациях они выступают в качестве классов, в других – в качестве типов.

Во всех классификациях начальным является выделение минеральных видов, затем они объединяются в группы, но в различных классификациях это делается по-разному.

Дело в том, что авторы современных классификаций стремятся учесть сразу два фактора – химический состав и структуру (это заменяют одним словом – кристаллохимия). Так, на двух основах построены почти все современные классификации: Х. Штрунца (1941, 1982, 1997), А. Г. Бетехтина (1950), А. С. Поваренных (1966), Е. К. Лазаренко (1971), Е. И. Семенова (1981), А. А. Годовикова (1975, 1979, 1983).

Наиболее логична классификация, построенная только на одном принципе – химическом, которому отдавал предпочтение В. И. Вернадский. Такая классификация будет полнее отражать родственные связи или, наоборот, различия минералов как химических веществ. Такая классификация создана Г. Б. Бокием. В структурной кристаллографии и кристаллохимии более ценна классификация, построенная на структурных признаках. Вообще же в любой науке должны одновременно присутствовать разные типы классификаций, которые с разных сторон могут охарактеризовать объекты минералогии и установить связи между ними.

Мы будем пользоваться упрощенной системой сведений, которая призвана дать студентам самую общую картину химического состава и структуры минералов.

Все множество минералов по химическому принципу разбито на типы, они подразделены по этому же принципу на классы. Классы мы делим уже с учетом структуры минерала на подклассы. Подклассы же в свою очередь разбиты на группы. Это сделано то на химической, то на структурной основе. В редких случаях прибегают к еще одной категории промежуточной между подклассом и группой – семейству. В группы объединяются минеральные виды. Ниже по отношению к минеральному виду располагаются разновидности – структурные, химические и другие.

Тип

Классы

Подклассы

Семейства

Группы

Минеральные виды

Разновидности