БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (МИ)

В природе наиболее распространены М. класса силикатов — около 25 % от общего числа М.; окислы и гидроокислы — около 12%; сульфиды и их аналоги составляют около 13 %; фосфаты, арсенаты (ванадаты) — около 18 %; прочие природные химические соединения — 32 %. Земная кора на 92 % сложена силикатами, окислами и гидроокислами. По типу химических соединений М. подразделяются на простые тела (самородные элементы) и составные (бинарные и прочие). Помимо простых анионов S 2-, O 2-, OH -, Cl -и др., в структурах часты комплексные солеобразующие анионные радикалы [СО 3] 2-, [SiO 4] 4-, [РO 4] 3-и др. В зависимости от состава простого или комплексного аниона среди М. выделяют сульфиды и их аналоги, окислы, галогениды, соли кислородных кислот.

В основу современной классификации М. положены различия в типах химических соединений и кристаллических решёток (см. таблицу). Состав М. определённого структурного типа, а также закономерные его изменения при изоморфизме определяются строением и кристаллохимическими характеристиками слагающих атомов (ионов), их радиусами, координационными числами и типом химической связи.

Конституция (состав и структура) М. выражается кристаллохимическими формулами, в которых указываются: а) валентность иона (если присутствуют элементы в различной степени валентности); б) комплексные анионы (в квадратных скобках), например [SiO 4] 4-, [АlO 4] 5-; в) изоморфные группы элементов, заключающиеся в круглые скобки и отделяющиеся друг от друга запятыми; при этом элементы, находящиеся в большем количестве, пишутся на первом месте; г) дополнительные анионы OH -F -, Cl -, O 2-и др., помещающиеся после анионного радикала; д) молекулы воды в кристаллогидратах (в конце формулы, соединяются с ней через точку); е) цеолитная или адсорбцыионная вода показывается также в конце формулы, пишется через точку и обозначается n H 2O; ж) недостаток атомов в дефектных структурах отмечается буквой х; з) если катионы в структуре М. занимают различное положение, то в формуле они показываются раздельно, при этом координацыионное число их обозначается римскими цифрами в показателе и справа от символа элемента. Примеры развёрнутого кристаллохимического написания формул М.: магнетит Fe 2+Fe 2 3+O 4; андалузит Al VIAI V[SiO 4]O; гипс Ca[SO 4]×2H 2O; пирротин Fe 1-xS, флогопит K[Mg, Fe] 3[AISi 3O 10] (OH,F) 2; опал SiO 2×nH 2O.

МорфологияМ. определяется их внутренней структурой и условиями образования. Размер отдельных минеральных индивидов широко варьирует: от 1—100 нм (коллоидные М.) до 10 м (например, кристаллы сподумена в пегматитах). В зависимости от кристаллической структуры и условий роста возникают кристаллы М. различного облика (габитуса) — изометрического (например, галит, галенит, сфалерит, оливин и др.), листоватого и чешуйчатого (например, молибденит, слюды, тальк), дощатого (например, барит), столбчатого и игольчатого (рутил, актинолит, турмалин). На некоторых кристаллах М. наблюдается характерная штриховка, а также формы роста и растворения. Детально изучая морфологию М. и скульптуру граней, т. е. проводя кристалломорфологические исследования, можно воссоздать историю образования минеральных индивидов. Наряду с отдельными кристаллами М. в природе образуются также сростки М., как закономерно ориентированные по отношению друг к другу (двойники, параллельные и эпитаксические сростки), так и без взаимной ориентации (минеральные агрегаты). По морфологии агрегатов выделяются друзы (щётки), дендриты, зернистые, плотные и землистые массы, оолиты и сферолиты, секреции и конкреции, различные натёчные агрегаты минералов, особенно характерные для минералов экзогенного происхождения. Изучение морфологии минеральных агрегатов составляет содержание особого раздела минералогии — онтогенического анализа М. Знание морфологических особенностей М. помогает быстро их определять.

Физические свойстваМ. обусловлены кристаллической структурой и химическим составом. Вследствие изоморфизма, микронеоднородности, разупорядоченности, наличия дефектов и других особенностей в природных кристаллах М., свойства их обычно не являются строго постоянными. Физические свойства М. подразделяют на скалярные (например, плотность) и векторные, имеющие различную величину в зависимости от кристаллографических направления (например, твёрдость, кристаллооптические свойства и др.). К физическим свойствам М., которые наряду с формами выделений служат основой их диагностики, относятся плотность, механические, оптические, люминесцентные, магнитные, электрические, термические свойства, радиоактивность.

По плотности М. подразделяются на: лёгкие (до 2500 кг/м 3) , средние (от 2500 до 4000 кг/м 3) — преобладающая масса М., тяжёлые (от 4000 до 8000 кг/м 3) и весьма тяжёлые (более 8000 кг/м 3) . Плотность М. зависит от массы атомов или ионов, входящих в кристаллическую структуру, и характера их упаковки, а также от присутствия в М. добавочных анионов (OH -, F -и др.) и воды.

Механические свойства включают твёрдость (см. Твёрдость минералов ) , хрупкость, ковкость, спайность (см. Спайность минералов ) , отдельность (см. Отдельность минералов ) , излом, гибкость, упругость. При диагностике обычно определяется относительная твёрдость М. в соответствии с Мооса шкалой.

Спайность — весьма совершенная, совершенная, средняя (ясная), несовершенная (неясная) и весьма несовершенная — выражается в способности М. раскалываться по определённым направлениям (параллельным сеткам кристаллической решётки с наибольшей ретикулярной плотностью атомов и наименьшей силой сцепления между ними). Излом (ровный ступенчатый, неровный, занозистый, раковистый и др.) характеризуют поверхности раскола М., произошедшего не по спайности.

Оптические свойства (см. Кристаллооптика ) — цвет минералов, блеск, степень прозрачности, светопреломление, светоотражение, плеохроизм — могут быть изучены на отдельных участках зёрен М. с помощью оптической микроскопии в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Блеск М. (металлический, полуметаллический и неметаллический — алмазный, стеклянный, жирный, восковой, шелковистый, перламутровый и др.) обусловлен количеством отражаемого от поверхности М. света и зависит от его показателя преломления. По прозрачности М. разделяются на прозрачные, полупрозрачные, просвечивающие в тонких осколках и непрозрачные. Количественное определение светопреломления и светоотражения М. возможно только под микроскопом, равно как и определение плеохроизма. Большинство других физических свойств М. (люминесцентные, магнитные, электрические, радиоактивные и др.) рассматривается в специальных статьях (см. Люминесценция, Магнетизм, Пьезоэлектричество, Радиоактивные минералы ) . В современной минералогии возникло и успешно развивается особое направление — физика минералов.