Мінералы

Зямная кара складаецца ў асноўным з рэчываў, званых мінераламі - ад рэдкіх і надзвычай каштоўных дыяментаў да розных руд, з якіх атрымліваюць металы для нашых паўсядзённых патрэб.

Мінералы згулялі найважную ролю ў развіцці чалавека і стварэнні цывілізацый. У каменным стагоддзі людзі карысталіся крамянёвымі прыладамі працы. Каля 10 000 гадоў назад чалавек асвоіў спосаб атрымання медзі з руды, а з вынаходствам мосенжу (сплава медзі і цыну) пачаўся новае стагоддзе - бронзавы. З пачатку жалезнага стагоддзя, 3300 гадоў назад, чалавек асвойваў усе новыя і новыя спосабы выкарыстання карысных выкапняў, здабытых з зямной кары. Сучасная прамысловасць па-ранейшаму залежыць ад мінеральных рэсурсаў Зямлі. Навукоўцы налічаюць каля 3000 выглядаў мінералаў, але толькі 100 з іх досыць шырока распаўсюджаныя. Мінералы ставяцца да неарганічнага (нежывому) міру. Часцей за ўсё яны з'яўляюцца цвёрдымі рэчывамі. Выключэнне складае ртуць.

Арганічныя і неарганічныя рэчывы

Шматлікія завуць мінераламі ўсё, што здабываюць з зямлі. Яны адносяць да гэтага разраду таксама выкапень паліва, напрыклад, вугаль. Аднак, минералоги - людзі, якія прафесійна вывучаюць мінералы, - лічаць, што вугаль, нафта і прыродны газ - арганічныя субстанцыі, паколькі ўтварыліся з астаткаў калісьці жывых раслін і жывёл, а таму мінераламі не з'яўляюцца.

У мінералаў вызначаны хімічны склад. Яны заўсёды аднастайныя, іншымі словамі, усе часткі мінерала аднолькавыя. Гэтым яны адрозніваюцца ад горных парод, улучальных некалькі мінералаў.

Мінералы складаюцца з хімічных элементаў, т. е. рэчываў, якія ўжо нельга раскласці на іншыя рэчывы хімічным шляхам. З 107 вядомых навуцы элементаў 90 сустракаюцца ў натуральным выглядзе ў зямной кары. Некаторыя, іх завуць самароднымі элементамі, знаходзяцца ў зямной кары ў чыстым або амаль чыстым выглядзе. Існуе 22 самародных элемента, сярод іх - золата, срэбра і дыяменты (адна з формаў вуглярода).

Зямная кара

Два элемента, кісларод і крэмній, складаюць 74% масы зямной кары. Алюміній, жалеза, кальцый, натрый, калій і магній - яшчэ 24,27%. Усе разам яны фармуюць амаль 99% зямной кары.

Самыя распаўсюджаныя мінералы - гэтае силикаты, хімічнае злучэнне кіслароду і крэмнія, часта з прымешкай аднаго або больш з астатніх шасці элементаў. Пераважаюць такія силикаты, як кварц, лушчак і палявыя шпаты. Усе тры ў розных прапорцыях з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі розных тыпаў граніту. Кварц, эрадаваны з граніту, назапашваецца на ўзбярэжжа і ўтворыць пяшчаныя пляжы.

Азначэнне мінералаў

Часта сустракаемыя мінералы, такія як палявыя шпаты, кварц і лушчак, завуцца породообразующими. Гэта адрознівае іх ад мінералаў, якія знаходзяць толькі ў невялікіх колькасцях. Кальцыт - яшчэ адзін породообразующий мінерал. Ён фармуе вапняковыя пароды.

У прыродзе існуе так шмат мінералаў, што минералогам прыйшлося выпрацаваць цэлую сістэму іх азначэння, заснаваную на фізічных і хімічных уласцівасцях. Часам распазнаць мінерал дапамагаюць вельмі простыя ўласцівасці, напрыклад, колер або цвёрдасць, а сітавінай для гэтага патрабуюцца складаныя тэсты ў лабараторных умовах з ужываннем рэагентаў.

Некаторыя мінералы, такія як лазурит (сіні) і малахіт (зялёны), можна распазнаць па колеры. Але колер часта зманлівы, таму што ў шматлікіх мінералаў ён даволі шырока вар'іруецца. Адрозненні ў колеры залежаць ад прымешак, тэмпературы, асвятленні, радыяцыі і эрозіі.

Чорта мінерала і цвёрдасць

Калі паскрэбці мінерал, у нас атрымаецца парашок, званы рысай мінерала. Чорта з'яўляецца важнай характэрнай асаблівасцю, яна часам адрозніваецца ад колеру мінерала ва ўзоры і звычайна сталая для аднаго і таго жа мінерала.

Яшчэ мінералы адрозніваюцца па цвёрдасці, ацэньванай па шкале Мооса (па імі аўстрыйскага минералога) ад 1 да 10. Мяккі мінерал тальк па ёй адпавядае 1, а дыямент, самы цвёрды з прыродных матэрыялаў, - 10.

Удзельная вага

Удзельная вага, або шчыльнасць, - гэтыя суадносіны паміж вагай рэчывы і аднолькавай колькасці вады. Калі мы прымем удзельную вагу вады за 1, то ў большасці мінералаў ён вар'іруецца ад 2,2 да 3,2. У некаторых мінералаў вельмі высокая або вельмі нізкая ўдзельная вага. Напрыклад, у графіту ён роўны 1,9, а ў золата - ад 15 да 20 у залежнасці ад чысціні.

Яшчэ адным паказчыкам для азначэння мінералаў з'яўляецца кливаж, т. е. то, як мінерал распадаецца на часткі пры ўдары. Можна атрымаць інфармацыю аб мінерале і паднясучы яго да святла. Празрыстыя мінералы так лёгка прапускаюць святло, што скрозь іх усё відаць. Напаўпразрыстыя таксама прапускаюць святло, але скрозь іх ужо нічога не відаць. Непразрыстыя мінералы зусім не прапускаюць святло, а, наадварот, паглынаюць яго або адлюстроўваюць. Часта ў мінералаў бывае металічны або вясёлкавы бляск. Напрыклад, у галена (свінцовай руды) - металічны бляск, ён бліскоча амаль як метал, а ў большасці силикатов - шклопадобны, яны нагадваюць блішчалае шкло. Існуюць і іншыя выгляды бляску - адамантовый (як у дыямента), жамчужны, шаўкавісты (або атласны), землистый (бляклы). У некаторых мінералаў можа быць некалькі выглядаў бляску. Так, бляск кальцытаў вар'іруецца ад шклопадобнага да землистого.

У шматлікіх мінералаў ёсць спецыфічныя ўласцівасці, па якіх іх лёгка пазнаць. Напрыклад, скородит і самародны элемент мыш'як пры награванні павеюць часныком, а тальк - мыльны навобмацак.

Некаторыя мінералы флюарэсцуюць (свецяцца або змяняюць колер) ва ўльтрафіялетавых або рэнтгенаўскіх прамянях. Іншыя па-электрычнаму зараджаюцца пры награванні або пад ціскам.

А ёсць мінералы, распазнаць якія можна толькі пасродкам адмысловых тэстаў у лабараторыі. Адны раствараюцца толькі ў гарачых кіслотах, а ў лядоўнях - не, іншыя - толькі ў канцэнтраваных, але не ў разведзеных.

Крышталі

Мінералы маюць вызначаны склад і сваю хімічную формулу. Хімічная формула галита (каменнай солі) NaCl. Гэта значыць, што галит - хімічнае злучэнне натрыю (Na) і хлору (Сl).

Бо ў кожнага мінерала вызначаны і сталы склад, атамы яго элементаў выбудоўваюць правільную трохмерную рашотку спецыфічнай для яго структуры. Гэтыя крышталічныя рашоткі з'яўляюцца геаметрычнымі постацямі, плоскія грані якіх размяшчаюцца сіметрычна. Калі вы на нейкае час пакінеце ў плоскім посудзе трохі салёнай вады, яна выпарыцца, і на дні ўтворацца крышталі солі. У павелічальнае шкло відаць, што яны ўяўляюць сабой правільныя кубы.

Існуе сем асноўных крышталеграфічных, або ізаметрычных, сістэм, званых сингониями. Дыямент, напрыклад, прыналежыць да кубічнай сістэмы, лал - да гексагональной, біруза - да триклинной. Кожную сістэму можна апісаць у адпаведнасці са спецыфікай яе сіметрыі - уласцівасці, якое пры кручэнні крышталя вакол восі дазваляе яму з'яўляцца ў тоесным выглядзе два або больш раз за адзін поўнае абарачэнне. Крышталь можна вызначыць па колькасці восяў сіметрыі.

Каштоўныя мінералы

Яшчэ ў каменным стагоддзі людзі рабілі ўпрыгожванні з золата, у бронзавым стагоддзі - з срэбра. Сёння ў распараджэнні ювеліраў мноства мінералаў. Самыя дарагія каштоўныя камяні - гэта дыямент (асабліва бескаляровы), а таксама смарагд, лал і сапфір, якія шануюцца ў першую чаргу за колер. Гэтыя камяні настолькі дарагія, што іх вага вымераюць у каратах. Адзін карат роўны 200 міліграмам.

Дыяменты фармуюцца пад велізарным ціскам у структурах магматычнай пароды ў форме трубы, кимберлитах. Яны зараджаюцца глыбока ў мантыі Землі. Дыямент - гэта разнавіднасць хімічна чыстага вугля і па хімічным складзе не адрозніваецца ад звычайнага мяккага мінерала графіту, знаёмага нам па алоўках. Дыямент шануюць за цвёрдасць і бляск, набываны пры агранцы і шліфоўцы. Чыннік такога адрознення дыямента ад графіту ў тым, што яны маюць розную ўнутраную структуру. Здольнасць рэчыва існаваць у двух і больш формах пры аднолькавым хімічным складзе завецца палімарфізмам.

Так, напрыклад, смарагд - гэта рэдкая разнавіднасць берылу. Самыя прыгожыя асобнікі знаходзяць у Калумбіі (Паўднёвая Амерыка). А самыя вядомыя ў міры лалы (разнавіднасць цвёрдага мінерала корунда) - у М'янме (былой Бірме). Выдатныя сапфіры (блакітныя корунды) здабываюць на Шри-Ланке і ў Тайландзе.