Ako sa minerály líšia od hornín a ako ich využívajú ľudia? V našom článku nájdete odpovede na všetky tieto otázky.

Minerál a hornina: aký je rozdiel?

Vonkajší obal našej planéty (zemská kôra) pozostáva z mnohých hornín a minerálov. Každý z nich je predmetom podrobného štúdia pre osobitnú kastu vedcov – geológov, mineralógov a petrografov. Aké sú tieto prírodné útvary? A ako sa minerály líšia od hornín? Pokúsme sa na tieto otázky odpovedať čo najjednoduchšie.

Minerály a horniny sa navzájom líšia tak, ako sa potraviny líšia od hotových jedál. Ak máte vajcia, mlieko, cukor a múku, tak si z týchto surovín môžete pripraviť buď palacinky alebo aromatické halušky do polievky. Všetko bude závisieť od proporcií a technológie varenia.

Bez ohľadu na to, aká surová môže byť táto analógia, prakticky to isté sa deje s minerálmi a horninami. Príkladom je kremeň, jeden z najbežnejších minerálov na našej planéte. V kombinácii s niektorými látkami tvorí žulu a v kombinácii s inými - čadič.

Vráťme sa však k hlavnej otázke: čím sa líšia minerály od hornín? Kľúčový rozdiel je tento: Horniny sa skladajú z rôznych minerálov. Sú to zase chemické zlúčeniny, ktoré sú vo svojom zložení homogénnejšie. Je zaujímavé, že až do začiatku 19. storočia vedci ešte nerozlišovali medzi minerálmi a horninami. Toto rozdelenie sa objavilo vo vede pomerne nedávno.

Minerál a hornina: definícia pojmov

Minerál je prírodná chemická zlúčenina so špecifickým zložením, zvyčajne s kryštalickou štruktúrou. Termín pochádza z neskorolatinského slova minerale, čo znamená „ruda“. Minerály v zemskej kôre sú najčastejšie prezentované v pevnom stave agregácie. Nachádzajú sa však tekuté (natívna ortuť) a plynné minerály (napríklad sírovodík).

V prírode sa minerály tvoria v dôsledku rôznych geologických procesov. Študuje ich samostatný vedný odbor – mineralógia. Medzi hlavné fyzikálne a optické vlastnosti minerálov patrí tvrdosť, krehkosť, hustota, štiepnosť, lom, farba a lesk.

Hornina je prírodný agregát pozostávajúci z jedného alebo viacerých minerálov. Môže byť tvrdý alebo mäkký, voľný. Každá z existujúcich hornín má určité zloženie, textúru, farbu a iné vlastnosti. Ich komplexným štúdiom sa zaoberá veda petrografia. Termín „skala“ prvýkrát použil v roku 1798 ruský geológ Vasily Severgin.

Teraz viete, ako sa minerály líšia od hornín. Aké typy z nich sú však známe modernej vede? Viac o tom neskôr.

Typy a príklady hornín a minerálov

Čo je kremeň? Je živec minerál alebo hornina? A čo žula a čadič? Pokúsme sa pochopiť tento problém.

V prírode existuje obrovské množstvo minerálov! V súčasnosti ľudstvo pozná asi 6 tisíc minerálov. Ale len 150 z nich je široko rozšírených v prírode. Existuje niekoľko rôznych klasifikácií minerálov. Podľa stupňa prevalencie v zemskej kôre sa teda rozlišujú:

• Mestotvorné (tie, ktoré tvoria základ väčšiny hornín).
• Doplnok (prítomný v zložení hornín, ale netvorí viac ako 5 % ich celkovej hmotnosti).
• Vzácne minerály (ich výskyty v prírode sú mimoriadne zriedkavé).

Genetická klasifikácia rozdeľuje všetky minerály do niekoľkých tried (karbidy, sulfidy, silikáty, selenidy, fluoridy, chrómany a iné).

Všetky horniny Zeme sú zvyčajne rozdelené do troch veľkých skupín (na základe ich genézy):

1. Magmatický (vzniká z roztavenej magmy v dôsledku jej ochladzovania a ďalšieho tuhnutia).
2. Sedimentárne (vzniknuté v dôsledku opätovného ukladania produktov zvetrávania na povrchu zemskej kôry).
3. Metamorfované (horniny vznikajúce v zemskej kôre pod vplyvom veľmi vysokého tlaku a teploty).

Známe príklady minerálov: kremeň, živec, sľuda, olivín, pyroxén, plagioklas, kalcit.

Najbežnejšie horniny: žula, čadič, íl, kamenná soľ, krieda, labradorit.

Kremeň

Kremeň je najbežnejším minerálom v prírode. Je súčasťou mnohých skál. Podiel kremeňa na celkovej hmotnosti zemskej kôry je asi 60 %. Chemický vzorec minerálu: SiO2.

Názov „quartz“ pochádza z nemeckého slova a prekladá sa ako „tvrdý“. Vo svojej čistej forme je to dosť tvrdý, bezfarebný (alebo belavý) minerál. Nečistoty iných látok mu môžu poskytnúť širokú škálu farieb. Existuje niekoľko desiatok odrôd kremeňa (pazúrik, ametyst, chalcedón, ónyx a iné).

Živce

Je živec minerál alebo hornina? Mnohí sú si istí, že je to druhé. V skutočnosti je to minerál a jeden z najbežnejších. Patrí do triedy silikátov.

Živce sú hlavnými mestotvornými minerálmi mnohých hornín magmatického pôvodu (napríklad žuly). Dnes sú široko používané ľuďmi: v sklárskom, keramickom a chemickom priemysle. Používajú sa tiež ako tavivá v metalurgii a ako plnivá do zubných pást.

Žula

Žula je hornina magmatického pôvodu. Jeho minerálne zloženie zahŕňa kremeň, živec a sľudu. Granity sú v kontinentálnej kôre mimoriadne bežné. V prírode sa najčastejšie vyskytujú červené, ružové a sivé žuly.

Toto plemeno je vďaka svojej výnimočnej hustote, sile a mrazuvzdornosti široko používané v stavebníctve. Často ho možno nájsť v dekorácii stien, obkladoch schodísk, krboch a vonkajších fontánach. Väčšina mestských pamiatok, pomníkov a hviezd je tiež vyrobená zo žuly.

Oblasti použitia hornín a minerálov

Dnes sú takmer všetky minerály a horniny na Zemi vo väčšej či menšej miere využívané ľuďmi. Okrem toho tisíce geológov každý deň pracujú na objavovaní ďalších a ďalších ložísk rôznych nerastov po celom svete. Ako teda človek využíva minerály a horniny vyťažené z hlbín planéty?

Začnime možno so zdrojmi nerastných palív. Zemný plyn, rašelina a uhlie sa široko používajú na vykurovanie obytných budov, prevádzkovanie tepelných elektrární, kotolní a iných priemyselných podnikov. Najvyhľadávanejšou sedimentárnou horninou v modernom svete je však ropa. Z takzvaného „čierneho zlata“ sa získava nielen benzín, ale aj plasty, polyetylén a ďalšie užitočné materiály.

Nemožno nespomenúť železité kremence, ktoré sa po obohatení rudnej hmoty využívajú pri výrobe liatiny a ocele. Zlato, striebro, platina sú najcennejšie kovy používané v šperkárstve, jemnom strojárstve a elektronike.

V stavebníctve sa používa celý rad minerálov a hornín. Sú to vápenec, piesok, hlina, krieda, sadra, mramor a iné. Mnohé z nich sa používajú aj v medicíne a kozmeteológii. Farbivá sa získavajú z niektorých minerálov. Rôzne minerály našli svoje uplatnenie okrem iného aj v rádioelektronike, optike, chemickom priemysle a dokonca aj v kozmickom priemysle.

Minerály sú látky, ktoré majú anorganický základ, sú zvyčajne súčasťou zemskej kôry a ťaží sa tam väčšina existujúcich nerastov. Tento pojem znamená pevnú anorganickú kryštalickú látku, niekedy tiež organické, amorfné a niektoré ďalšie produkty, ako sú napríklad horniny, ktoré, prísne vzaté, nemožno klasifikovať ako minerály.

Okrem toho sa tak niekedy nazývajú prírodné látky, ktoré sú v prirodzenom stave kvapalné, napríklad natívna ortuť, ktorá sa na kryštalickú látku mení až pri dostatočne nízkych teplotách. Mimochodom, ľad je tiež klasifikovaný ako minerál, ktorého taveninou je voda. Ropa, asfalt a bitúmen by sem však nemali byť zahrnuté, hoci sú často zaradené do špeciálnej triedy - organické minerály.

V súčasnosti veda pozná päťtisíc minerálov a ich odrôd. Všetky existujúce minerály sú zvyčajne rozdelené do dvoch skupín - kovové a nekovové. Kovové a nekovové minerály sa navzájom líšia svojim charakteristickým leskom. Kovové teda majú kovový lesk, zatiaľ čo nekovové ho nemajú.

Kovové minerály zahŕňajú bauxit, medenú rudu, červenú železnú rudu, olovnatý lesk a sírový pyrit. Medzi nekovové patria: horský krištáľ, kamenná soľ, diamant, sfalerit, kalcit, kremeň, azbest. Vidíme teda, že drahé kamene sú tiež minerály. Mimochodom, keď sme už začali hovoriť o kovovom a nemetalickom lesku, poďme zistiť, ako presne tieto lesky rozlišujú jeden od druhého. Medzi kovovým leskom existujú dva hlavné typy - 1) ten, ktorý sa podobá lomovej ploche kovu 2) a ten, ktorý je matnejší a pripomína kovy, ktoré sa časom zakalili. Druhy nekovových leskov sú pestrejšie. Sú to (1) sklenený lesk a (2) diamantový lesk a (3) hodvábny lesk a dokonca aj takzvaný (4) mastný a (5) voskový lesk.

Zaujímavosťou je, že hneď po vzniku slnečnej sústavy sa na Zemi vytvorilo päťtisíc existujúcich minerálov. Pôvodný prach, z ktorého vznikol, obsahoval asi tucet minerálov, pričom zvyšok sa objavil v dôsledku pohybu tektonických platní. Naša planéta sa líši od všetkých ostatných práve tým, že má mozaiku tektonických platní, ktoré sa neustále pohybujú a navzájom na seba narážajú. Podľa jednej hypotézy, keď sa Zem prvýkrát zrodila, platne, ktoré ju tvorili, sa pohybovali a tlačili, pričom generovali obrovské teplo a tlak. Na planéte tak vzniklo tisíc minerálov. Potom sa na planéte začali objavovať prvé formy života. Mikroskopické riasy začali produkovať oxid uhličitý. To je to, čo premenilo väčšinu atmosféry na jedlé sacharidy. Výsledkom bol kyslík. Začalo vytvárať chemické zlúčeniny takmer so všetkým, čo sa dalo. Možno je to ťažké uveriť, ale takmer polovicu skál Zeme tvoria sacharidy.

Kým sa do zemskej atmosféry nasával kyslík, do morí sa nasávali sacharidy. Sacharid sa tak stal základom miliónov organických zlúčenín – sacharidov, kyselín, bielkovín, tukov. Začali sa objavovať nové živé bytosti a ako sa formy života stávali zložitejšími, začali sa objavovať nové formy života. Morské tvory dožili svoj život a nakoniec zomreli a klesli na dno mora. Hrubé vrstvy mušlí a kostier sa zmenili na vápenec, kriedu a mramor. Naplaveniny hnijúcich rastlín vytvorili prísady pre ložiská uhlia a ropy, ktoré, ako sme povedali, nie sú vždy klasifikované ako minerály. Dve tretiny minerálov teda boli v minulosti živé bytosti a vývoj na Zemi prebiehal na dvoch frontoch – medzi živými bytosťami a medzi minerálmi.

Prírodné a umelé minerály. Primárne a sekundárne minerály.

Minerál (z lat. minera - ruda zo storočia lat.)- je to prirodzené teleso s určitým chemickým zložením a kryštalickou štruktúrou, ktoré vzniklo v dôsledku prirodzených fyzikálnych a chemických procesov prebiehajúcich na povrchu a v hĺbkach Zeme, Mesiaca a iných planét a ktoré má určité fyzikálne, mechanické a chemické vlastnosti; zvyčajne súčasťou hornín, rúd a meteoritov. Minerál je zvyčajne prírodná chemická zlúčenina prvkov alebo prírodný prvok vytvorený za určitých fyzikálnych a chemických podmienok prostredia.

Mineralógia je náuka o mineráloch. Mineralógia študuje zloženie, chemické a fyzikálne vlastnosti minerálov, ich pôvod, procesy zmeny a premeny na iné minerály, ako aj vzťahy niektorých minerálov s inými v ložiskách nerastov alebo v horninách.

Termín „minerál“ znamená tuhú prírodnú anorganickú kryštalickú látku. Niekedy sa však uvažuje v širšom kontexte, pričom medzi minerály sa zaraďujú niektoré organické, amorfné a iné prírodné produkty.

Za minerály sa považujú aj niektoré prírodné látky, ktoré sú za normálnych podmienok kvapalné (napríklad natívna ortuť, ktorá pri nižšej teplote prechádza do kryštalického stavu). Voda naopak nie je klasifikovaná ako minerál, pretože je považovaná za tekuté skupenstvo (tavenina) minerálneho ľadu.

Niektoré organické látky – ropa, asfalt, bitúmen – sa často mylne zaraďujú medzi minerály, prípadne sú zaradené do špeciálnej triedy „organické minerály“, ktorých realizovateľnosť je veľmi kontroverzná.

Niektoré minerály sú v amorfnom stave a nemajú kryštalickú štruktúru. Minerály, ktoré majú vonkajšiu formu kryštálov, ale sú v amorfnom stave podobnom sklu, sa nazývajú metamikt. Napríklad kuchynská soľ je jasne kryštalická, zatiaľ čo opál je amorfný. V mineráloch s kryštalickou štruktúrou sú elementárne častice (atómy, molekuly) umiestnené v určitom smere a v určitej vzdialenosti od seba a tvoria kryštálovú mriežku. V amorfnej látke sú tieto častice umiestnené chaoticky. Jeho základné fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, štiepnosť, krehkosť, kryštalografický vonkajší tvar a pod.) závisia od vnútornej štruktúry minerálu (kryštalickej alebo amorfnej). A tie zase patria medzi najdôležitejšie diagnostické charakteristiky minerálov.

Zloženie minerálov vyjadruje jeho chemický vzorec – empirický, semiempirický, kryštalochemický. Empirický vzorec odráža len vzťah medzi jednotlivými prvkami v mineráloch. Prvky sú v nej usporiadané zľava doprava pri zvyšovaní počtu ich skupín v periodickej tabuľke a pri prvkoch jednej skupiny - pri znižovaní ich poradových čísel, t.j. ako sa zvyšujú ich pevnostné charakteristiky.

V súčasnosti bolo v prírode nájdených a študovaných viac ako 3 000 minerálov, ktoré však nie sú rovnomerne rozdelené. Ročne sa ich objaví okolo 30 druhov, z ktorých je rozšírených len niekoľko desiatok, ostatné sú vzácne. Najrozšírenejšie sú minerály obsahujúce kyslík, kremík a hliník, keďže tieto prvky prevládajú v zemskej kôre - 82,58%.

Minerály sú pomenované podľa miesta ich prvého objavu, na počesť významných mineralógov, geológov a vedcov iných odborov, slávnych zberateľov minerálov, cestovateľov, astronautov, verejných a politických osobností minulosti i súčasnosti, podľa niektorých charakteristických fyzikálnych vlastností resp. chemické zloženie. Odporúča sa najmä posledný uvedený chemický princíp a väčšina minerálov objavených v posledných desaťročiach nesie informáciu o svojom chemickom zložení už v samotnom názve.

Pokusy o systematizáciu minerálov na rôznych základoch sa robili už v staroveku. V modernej mineralógii existuje veľa rôznych variantov mineralogickej taxonómie. Väčšina z nich je postavená na štrukturálno-chemickom princípe. Najpoužívanejšia klasifikácia je založená na chemickom zložení a kryštálovej štruktúre. Látky rovnakého chemického typu majú často podobnú štruktúru, preto sa minerály najprv rozdeľujú do tried na základe chemického zloženia a potom do podtried na základe štruktúrnych charakteristík.

Minerály sú klasifikované v závislosti od ich pôvodu. primárne a sekundárne.

Medzi primárne minerály patria tie, ktoré vznikli prvýkrát v zemskej kôre alebo na jej povrchu pri kryštalizácii magmy. Medzi primárne najbežnejšie minerály patrí kremeň, živec a sľuda, ktoré tvoria žulu alebo síru v sopečných kráteroch.

Sekundárne minerály vznikali za normálnych podmienok z produktov deštrukcie primárnych minerálov zvetrávaním, pri zrážaní a kryštalizácii solí z vodných roztokov alebo v dôsledku životnej činnosti živých organizmov. Ide o kuchynskú soľ, sadru, sylvit, hnedú železnú rudu a iné.

Bez ohľadu na to, aký bohatý a rozmanitý je svet minerálov, nie je to tak vždy môžete ich získať v dostatočnom množstve a požadovanej kvalite. Ľudia často požadujú nie hocijaké nerasty, ale len také, ktoré by zodpovedali neustále rastúcim nárokom hutníckeho, elektrotechnického a rádiotechnického priemyslu, opticko-mechanického priemyslu, výroby presných prístrojov a iných odvetví. Požiadavky, ktoré národné hospodárstvo kladie na nerasty, sú často veľmi vysoké: vysoký stupeň chemickej čistoty, transparentnosť, dokonalé rezanie atď. A samozrejme, nie vždy je príroda schopná tieto nároky uspokojiť. Preto, neobmedzujúc sa len na ťažbu prírodných nerastov, človek neustále hľadá spôsoby a prostriedky, ako získať umelé nerasty, ktoré nielenže nie sú horšie, ale svojimi vlastnosťami dokonca prevyšujú tie prírodné. Rozvoj vedy a techniky nám každoročne umožňuje preniknúť hlbšie do tajov sveta minerálov. Človek sa naučil vytvárať unikátne zariadenia, ktoré umožňujú získavať minerály, ktoré nie sú kvalitou nielen horšie ako tie, ktoré sa narodili v hlbinách Zeme, ale aj produkovať nové, dovtedy neznáme minerály, často s veľmi cennými a originálnymi vlastnosťami.

Umelou cestou (metóda syntézy) je možné získať minerály, ktoré sa nachádzajú v prírodných podmienkach (diamant, korund, kremeň a pod.), a minerály, ktoré sa v prírodných podmienkach nevyskytujú samostatne (alit, belit a pod.), ale sú zahrnuté v rôznych technických výrobkoch, ako sú cementy, žiaruvzdorné materiály atď. V súčasnosti sa na priemyselné účely získava množstvo minerálov, ktoré sa v prírode vyskytujú zriedkavo, ale majú cenné vlastnosti (fluorit, korund atď.).

Metódy syntézy prírodných minerálov možno rozdeliť do dvoch skupín:

1) syntéza uskutočnená za normálnych tlakových podmienok.

2) syntéza uskutočnená pri zvýšených tlakoch.

V súčasnosti výroba umelých minerálov spočíva v týchto procesoch:

1) kryštalizácia z taveniny;

2) reakcie, na ktorých sa zúčastňujú zložky plynu;

3) získanie minerálov v prítomnosti vodných roztokov;

4) získavanie minerálov reakciou v pevnom médiu.

Praktický význam syntézy minerálov sa v posledných rokoch dramaticky zvýšil. Napriek tomu je význam umelých minerálov stále relatívne malý. Hlavná úloha patrí prírodným minerálom - hlavným dodávateľom mnohých kovov pre priemysel

Minerály sa vyskytujú široko aplikácie v modernom svete. Asi 15% všetkých známych minerálnych druhov sa používa v technológii a priemysle. Minerály majú praktickú hodnotu ako zdroje všetkých kovov a iných chemických prvkov (rudy železných a neželezných kovov, vzácne a stopové prvky, agronomické rudy, suroviny pre chemický priemysel). Technické aplikácie mnohých minerálov sú založené na ich fyzikálnych vlastnostiach.

Tvrdé minerály (diamant, korund, granát, achát atď.) sa používajú ako brúsivá a antiabrazíva; minerály s piezoelektrickými vlastnosťami (kremeň a pod.) - v rádioelektronike; sľuda (muskovit, flogopit) - v elektrotechnike a rádiotechnike (kvôli ich elektroizolačným vlastnostiam);

azbest - ako tepelný izolátor;

mastenec - v medicíne a v lubrikantoch;

kremeň, fluorit, islandský nosník - v optike;

kremeň, kaolinit, draselný živec, pyrofylit - v keramike;

magnezit, forsterit - ako magnéziové žiaruvzdorné materiály atď.

Množstvo minerálov sú drahé a okrasné kamene. V praxi geologického prieskumu sa široko využíva mineralogický prieskum a hodnotenie ložísk nerastných surovín.

Metódy obohacovania rúd a separácie nerastov, ako aj geofyzikálne a geochemické metódy prieskumu a prieskumu ložísk nerastov sú založené na rozdieloch vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach nerastov (hustotné, magnetické, elektrické, povrchové, rádioaktívne, luminiscenčné a iné vlastnosti). ), ako aj na farebné kontrasty.

Priemyselná syntéza monokryštálov umelých analógov množstva minerálov pre rádioelektroniku, optiku, brúsny a šperkársky priemysel sa vykonáva vo veľkom meradle.

K dnešnému dňu je známych viac ako 4 000 minerálov. Každý rok je objavených niekoľko desiatok nových minerálnych druhov a viaceré sú „uzavreté“ – dokazujú, že taký minerál neexistuje.

Štyritisíc minerálov nie je veľa v porovnaní s počtom známych anorganických zlúčenín (viac ako milión).

Všetky procesy tvorby minerálov a hornín možno rozdeliť do troch skupín:

A. Endogénne (vnútorné) alebo, ako sa často nazývajú, hypogénne (hlboké) procesy vyskytujúce sa v dôsledku vnútornej tepelnej energie zemegule.

B. Exogénne (vonkajšie) alebo hypergénne (povrchové) procesy prebiehajúce na povrchu Zeme najmä vplyvom slnečnej energie.

B. Metamorfné (metamorfogénne) procesy spojené s degeneráciou predtým vytvorených minerálnych asociácií (exogénnych aj endogénnych) v dôsledku meniacich sa fyzikálno-chemických podmienok, medzi ktorými hlavné miesto zaujímajú zmeny tlaku a teploty.

Pevná škrupina Zeme – zemská kôra – tvorí len 1,5 % z celkového objemu zemegule. Ale napriek tomu nás najviac zaujíma zemská kôra, respektíve jej vrchná vrstva, pretože je zdrojom nerastných surovín.
Minerály- ide o relatívne homogénne prírodné telesá, ktoré majú určité chemické zloženie a fyzikálne vlastnosti. Názov „minerál“ pochádza z latinského slova „minera“, čo doslova znamená ruda, ruda. Veda, ktorá študuje zloženie, štruktúru a vlastnosti minerálov, ich pôvod a podmienky výskytu, sa nazýva mineralógia.
Vznikajú minerály v dôsledku fyzikálnych a chemických procesov prebiehajúcich v zemskej kôre. Rovnako ako celá príroda okolo nás pozostávajú z chemických prvkov. Obrazne povedané, minerál je akási stavba z tehál – chemických prvkov, postavená podľa určitých prírodných zákonov. A tak ako človek na Zemi postavil mnoho rôznych budov z približne rovnakého počtu tehál, príroda vytvorila v zemskej kôre viac ako 3 tisíc rôznych minerálov z relatívne malého počtu chemických prvkov.

Celkovo, berúc do úvahy početné odrody, existuje viac ako 7 000 ich mien, ktoré sú priradené každému minerálu podľa nejakej charakteristiky.
V zemskej kôre sa minerály častejšie nenachádzajú samostatne, ale ako súčasť. Do značnej miery určujú fyzikálno-mechanické vlastnosti hornín a z tohto hľadiska sú pre technológiu spracovania kameňa najzaujímavejšie.
Väčšina minerálov sa v prírode vyskytuje v pevnom stave. Tuhé minerály môžu byť kryštalické alebo amorfné, líšia sa vonkajším geometrickým tvarom - pravidelným pre kryštalické a neurčité pre amorfné.

Tvar minerálov závisí o usporiadaní atómov v nich. V kryštalických mineráloch sú atómy usporiadané v presne definovanom poradí a tvoria priestorovú mriežku, vďaka ktorej majú mnohé minerály (napríklad kryštál kremeňa) vzhľad pravidelných mnohostenov. Kryštalické minerály sú anizotropné, to znamená, že ich fyzikálne vlastnosti sa líšia v rôznych smeroch. V amorfných mineráloch (zvyčajne vo forme guľôčok) sú atómy usporiadané náhodne. Takéto minerály sú izotropné, to znamená, že ich fyzikálne vlastnosti sú vo všetkých smeroch rovnaké.

Klasifikácia minerálov

V súlade s v súčasnosti všeobecne akceptovanou chemickou klasifikáciou možno všetky minerály rozdeliť do deviatich tried:
I. Silikáty sú soli kyselín kremičitých, medzi ktorými sú podskupiny minerálov, ktoré majú nejaké spoločné zloženie a štruktúru: živce, rozdelené podľa chemického zloženia na plagioklasy a ortoklasy, pyroxény, amfiboly, sľudy, olivín, mastenec, chloritany a íly minerály. Ide o najpočetnejšiu triedu, ktorá má až 800 minerálov.
II. Uhličitany sú soli kyseliny uhličitej, zahŕňajúce až 80 minerálov, z ktorých najčastejšie sú kalcit, magnezit a dolomit.

III. Oxidy a hydroxidy – kombinujú asi 200 minerálov, z ktorých najbežnejšie sú kremeň, opál, limonit a hamatit.
IV. Sulfidy sú zlúčeniny prvkov so sírou v počte až 200 minerálov. Typickým predstaviteľom je pyrit.
V. Sulfáty - soli kyseliny sírovej, vrátane asi 260 minerálov,
medzi ktorými sú najrozšírenejšie sadra a anhydrit.
VI. Halogenidy sú soli halogenidových kyselín v počte asi 100 min.
Ralov. Typickými predstaviteľmi halogénov sú halit (kuchynská soľ) a
fluorit
VII. Fosfáty sú soli kyseliny fosforečnej. Typickým predstaviteľom je
apatit.
VIII. Volfrámany sú volfrámové zlúčeniny.
IX. Prirodzenými prvkami sú diamant a síra.

Každý človek aspoň raz v živote videl minerály – produkty prirodzených chemických reakcií, ktoré prebiehali vo vnútri zemskej kôry pred miliónmi rokov. Nie každý vám zároveň vie povedať, čo je to minerál a na čo je potrebný. Náš článok sa bude podrobne zaoberať typmi ložísk nerastov a ich využitím.

Čo je minerál?

Minerály sú pevné anorganické látky prírodného pôvodu. Majú kryštalickú štruktúru, ktorá je ich hlavným rozlišovacím znakom. Niektoré minerály sa dajú vyrobiť umelo. Bez ohľadu na ich pôvod budú mať množstvo užitočných vlastností.

Existujú tekuté minerály? Ak si zoberieme bežné životné podmienky, tak áno. Ide napríklad o prírodnú ortuť – prírodnú látku, ktorá je tvrdá len pri nízkych teplotách. Vedci tiež klasifikujú niektoré druhy ľadu medzi minerály. Voda však nie je zahrnutá v posudzovanej skupine.

Otázka, čo je minerál, nie je dodnes úplne vyriešená. Zopár odborníkov teda zaraďuje ropu, bitúmen a asfalt do skupiny minerálnych látok. Vhodnosť takýchto vyhlásení je otázna.

Druhy minerálov

Podľa Bauera a Fersmana, chemikov z konca 19. storočia, sa všetky minerálne horniny delia na drahokamy, organogénne kamene a farebné látky. Táto klasifikácia má taký jedinečný vzhľad vďaka hlbokému presvedčeniu pragmatických akademikov, že všetky kamene a minerály sú určené na výrobu rôznych produktov - nástrojov a šperkov.

Aby sme lepšie pochopili otázku, čo sú minerálne látky, stojí za to uviesť najbežnejšiu vedeckú klasifikáciu. Podľa štruktúrno-chemického princípu sa minerály delia na minerály horninotvorné - tie, ktoré tvoria väčšinu hornín, ďalej vzácne, rudné a akcesorické minerály (ktoré netvoria viac ako 5 % horniny).

Natívna trieda minerálov zahŕňa kovy a metaloidy. Rudné látky tvoria väčšinu pôvodnej skupiny. Doplnkové minerály sú obzvlášť vzácne.

Chemická klasifikácia

Chemická štruktúra väčšiny minerálov je približne rovnaká. V súčasnosti je zvykom rozdeliť posudzované látky do tried. Výsledkom je nasledujúca klasifikácia:

• Silikáty. Veľká trieda, ktorá zahŕňa viac ako 800 rôznych ložísk nerastov. Silikáty tvoria väčšinu metamorfovaných a vyvrelých hornín. Niektoré minerály sa tu vyznačujú spoločnou štruktúrou a zložením. Ako príklad stojí za to zdôrazniť pyroxény, sľudy, živce, amfiboly, ílovité materiály a oveľa viac. Zloženie väčšiny silikátov sa nazýva hlinitokremičitan.
• Uhličitany. Táto trieda zahŕňa asi 80 minerálnych hornín. Časté sú tu dolomity, kalcity a magnety. Za svoj vznik vďačia oddeleným vodným roztokom. Zničiteľné v kyselinách.
• Halogenidy sú skupinou sto rôznych minerálov. Sú ľahko rozpustné a vznikajú zo sedimentárnych hornín. Najbežnejšou látkou je halit.
• Sulfidy sú minerály, ktoré sa ničia v zóne zvetrávania. Typickým predstaviteľom je pyrit.
• Sulfáty. Majú svetlú farbu a nízku tvrdosť. Najrozšírenejšia je sadra.
• Oxidy a hydroxidy. Tvoria asi 17 % hmotnosti zemskej kôry. Hlavnými typmi sú opály, limonity a kremeň.

Takmer všetky minerály majú teda podobné vlastnosti, hoci zloženie látok je odlišné.

Rozmanitosť minerálov

Čo je minerál? Na túto otázku nie je ľahké odpovedať. Treba mať na pamäti, že v dnešnom svete existuje viac ako 4 tisíc rôznych druhov podzemného bohatstva. Minerály sa otvárajú a „zatvárajú“ každý rok. Napríklad látka nachádzajúca sa v horninách už svojou existenciou dokazuje nekonzistentnosť celej klasifikácie zostavenej vedcami. Takéto prípady nie sú ani zďaleka ojedinelé.

Fotografie silikátov sú uvedené nižšie.

Treba si uvedomiť, že 4 tisíc minerálov nie je až také veľké číslo. Ak to porovnáme s celkovým počtom anorganických zlúčenín, rozdiel bude zrejmý: druhá obsahuje asi milión druhov. Ako si geológovia vysvetľujú takú chudobnú rozmanitosť nerastného bohatstva? Po prvé, množstvo prvkov v slnečnej sústave. Na našej planéte dominuje kremík a kyslík. Kombinácia týchto látok vedie k vzniku silikátov - drvivej skupiny minerálov na Zemi. Na druhej strane sú minerály natoľko rozptýlené, že hľadanie nových prvkov bude záležitosťou niekoľkých stoviek generácií. Druhým dôvodom obmedzenia minerálov je nestabilita väčšiny chemických zlúčenín.

Pôvod minerálov

Vedci vymenúvajú tri hlavné cesty pôvodu horninových minerálov. Prvá možnosť sa nazýva endogénna. Podzemné horúce zliatiny, ktoré sa bežne nazývajú magmatická hmota, prenikajú do zemskej kôry a tam potom tuhnú. Samotná magma sa tvorí v dôsledku sopečných erupcií. Prechádza tromi štádiami: z horúceho stavu sa magma stáva pevnou látkou - to je výsledok pegmatitových procesov. Následne úplne zamrzne. Je to dôsledok postmagmatických procesov.

Existuje aj exogénna možnosť pôvodu minerálov. V tomto prípade dochádza k fyzikálnemu a chemickému rozkladu látok. Zároveň vznikajú nové formácie, ktoré sú vysoko v súlade s prostredím. Jednoduchý príklad: zvetrávaním endogénneho materiálu vznikajú kryštály.

Posledný spôsob vzniku minerálov je metamorfnej povahy. Všetky látky sa pod vplyvom určitých podmienok zmenia – bez ohľadu na možnosti vzniku hornín. Pôvodná vzorka sa v podstate mení – získava nové vlastnosti a kompozičné prvky.

Vlastnosti minerálov

Najdôležitejšou vlastnosťou akejkoľvek minerálnej formácie je prítomnosť kryštalickej chemickej štruktúry. Všetky ostatné charakteristiky uvažovaných plemien vyplývajú práve odtiaľto.

K dnešnému dňu bola vyvinutá jednotná klasifikácia diagnostických charakteristík charakteristických pre minerálne látky. Tu treba vyzdvihnúť tvrdosť, určovanú Mohsovou stupnicou, ako aj farbu, lesk, lom, štiepenie, magnetizmus, krehkosť a matnosť. Každá vlastnosť uvažovaných hornín bude podrobne študovaná nižšie.

Koncept tvrdosti

Čo je tvrdosť? Existuje niekoľko definícií tohto pojmu. Najbežnejší popis charakterizuje tvrdosť ako úroveň odolnosti určitého telesa voči poškriabaniu, stláčaniu alebo prerezaniu. Úroveň tvrdosti sa určuje pomocou Mossovej stupnice. Obsahuje špeciálne horniny, z ktorých každá sa vyznačuje schopnosťou poškriabať povrchy ostrým koncom. Moss zostavil zoznam desiatich najbežnejších prvkov. Najjemnejšími materiálmi sú tu mastenec a sadra. Ako viete, sadra, keď sa dostane do vody, zväčší veľkosť až o 30%. Najtvrdším druhom a horninou minerálu je diamant.

Prebehnutie látky po skle by malo zanechať škrabance rôznej hĺbky. Samotný fakt existencie škrabanca už priraďuje minerálu minimálne piatu triedu z desiatich. Najtvrdšie látky sa nachádzajú v skupinách minerálov, ktoré majú nekovový lesk. Lesk je druhou dôležitou vlastnosťou minerálov a priamo súvisí s tvrdosťou.

Lesknite sa

Úroveň lesku kovov sa kontroluje odrazom slnečných lúčov od nich. Existujú dva stupne lesku – kovový a nemetalický. Do prvej skupiny patria skaly, ktoré pri vyrezávaní skla dávajú čiernu čiaru. Takéto látky sú nepriehľadné aj vo veľmi tenkých úlomkoch. Medzi typy podzemných minerálov s nekovovým leskom patrí grafit, magnetit, uhlie a niektoré ďalšie látky. Všetky sa na slnku zle odrážajú a vytvárajú tmavú čiaru. Malú časť materiálov s kovovým leskom tvoria látky, ktoré dávajú farebnú líniu: zelená (zlatá), červená (meď), biela (strieborná) atď.

Minerály s kovovým leskom lepšie odrážajú slnečné svetlo. Sami majú vysokú tvrdosť. Zvláštne miesto tu zaujíma ruda.

Farba

Farba, na rozdiel od tvrdosti a lesku, nie je trvalou charakteristikou väčšiny minerálov. Tvrdosť alebo lesk tak zostáva časom nezmenený. Farba sa mení v závislosti od podmienok skladovania. Príklady minerálov, ktoré len zriedka menia farbu, zahŕňajú malachit, ktorý nikdy nezmení svoju zelenú farbu, a zlato, ktoré vždy zostáva žlté.

Nižšie môžete vidieť fotografiu malachitu.

Farba sa tiež mení v závislosti od stavu minerálu. Napríklad v geológii je koncept farby prvku bežný. Minerál, ktorý poškriabe sklenený povrch, zanecháva za sebou malé množstvo prášku, ktorý vytvára stopu. Farba takéhoto prášku sa často líši od prirodzenej farby kameňa. Je to všetko o zložení minerálu: môže obsahovať kalcit, ktorý mení farbu v závislosti od množstva a spôsobu zmiešania s inými látkami.

Zlomenina a štiepenie

Štiepenie sa vzťahuje na vlastnosť minerálu štiepiť sa alebo štiepiť v určitom smere. Po zlomenine sa teda najčastejšie vytvorí hladký lesklý povrch. Aby ste dosiahli tento výsledok, musíte rozdeliť minerál pozdĺž presne definovanej línie. Existuje päť stupňov štiepenia:

Diagnostickým znakom mnohých minerálov je prítomnosť viacerých smerov štiepenia naraz. V dôsledku štiepenia má minerál lomy, čo má tiež určité vlastnosti. Vedci teda identifikujú päť typov zlomenín:

• lastúrna - podobná škrupine;
• štiepané - zlomenina je charakterizovaná vláknitými alebo vláknitými materiálmi;
• nerovnomerné - prítomnosť nedokonalého štiepenia (napríklad v apatite);
• stupňovitý - v dôsledku štiepenia sa vytvorí takmer dokonale hladký povrch (na niektorých miestach však môže mať nerovnosti v podobe stupňov);
• hladký - podľa výsledkov spájkovania nie sú na povrchu minerálu viditeľné žiadne ohyby alebo nepravidelnosti.

Existuje množstvo ďalších znakov, podľa ktorých možno minerály identifikovať. Toto je napríklad zakalenie - prítomnosť tenkého farebného filmu vytvoreného na látke v dôsledku zvetrávania alebo oxidácie. Vyzdvihnúť treba aj krehkosť, označujúcu silu minerálu a magnetizmus, charakterizovaný obsahom dvojmocného železa.

Minerály v priemysle

V akých oblastiach spoločenskej činnosti sa minerály využívajú? Patrí sem stavebníctvo, hutníctvo a chemická výroba.

Stavebné materiály sa často riedia určitými minerálmi, čo umožňuje úpravu pevnosti a kvality hmoty. V chemickom priemysle tiež nie je prítomnosť príslušných prvkov neobvyklá. Minerálne zložky sa používajú v kozmetickej, medicínskej a potravinárskej oblasti. Napríklad lekárne ponúkajú veľa liekov, ktoré obsahujú vitamíny a minerály. Tieto dve zložky spolu dokonale spolupracujú a dopĺňajú sa. Pomáhajú zlepšovať zdravie ľudí a zlepšujú ich vzhľad.

Ťažba a štúdium nerastov boli vždy považované za dôležité a relevantné činnosti. Je potrebné výrazne podporovať vedecký výskum v oblasti geológie, ako aj aktívne využívať vitamíny a minerály v každodennom živote.