แร่ธาตุต่างจากหินอย่างไร และมนุษย์นำไปใช้อย่างไร? ในบทความของเราคุณจะพบคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ทั้งหมด

แร่และหิน: อะไรคือความแตกต่าง?

เปลือกนอกของโลกของเรา (เปลือกโลก) ประกอบด้วยหินและแร่ธาตุมากมาย แต่ละคนเป็นเรื่องของการศึกษาโดยละเอียดสำหรับนักวิทยาศาสตร์กลุ่มพิเศษ - นักธรณีวิทยา นักแร่วิทยา และนักปิโตรกราฟ การก่อตัวตามธรรมชาติเหล่านี้คืออะไร? และแร่ธาตุต่างจากหินอย่างไร? ลองตอบคำถามเหล่านี้ให้ง่ายที่สุด

แร่ธาตุและหินแตกต่างกันมากเท่ากับผลิตภัณฑ์อาหารแตกต่างจากอาหารสำเร็จรูป หากคุณมีไข่ นม น้ำตาล และแป้ง คุณสามารถทำแพนเค้กหรือเกี๊ยวหอมเป็นซุปจากส่วนผสมเหล่านี้ได้ ทุกอย่างจะขึ้นอยู่กับสัดส่วนและเทคโนโลยีการทำอาหาร

ไม่ว่าการเปรียบเทียบนี้จะหยาบแค่ไหน สิ่งเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นกับแร่ธาตุและหินเช่นกัน ตัวอย่างคือควอตซ์ ซึ่งเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในโลกของเรา เมื่อรวมกับสารบางชนิดจะทำให้เกิดหินแกรนิตและเมื่อรวมกับสารอื่น ๆ - หินบะซอลต์

อย่างไรก็ตาม กลับมาที่คำถามหลัก: แร่ธาตุแตกต่างจากหินอย่างไร ข้อแตกต่างที่สำคัญคือ: หินประกอบด้วยแร่ธาตุต่างๆ ในทางกลับกันเป็นสารประกอบทางเคมีที่มีองค์ประกอบเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่า เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าจนถึงต้นศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างแร่ธาตุและหิน แผนกนี้ปรากฏในวิทยาศาสตร์เมื่อไม่นานมานี้

แร่และหิน: คำจำกัดความของแนวคิด

แร่คือสารประกอบเคมีธรรมชาติที่มีองค์ประกอบเฉพาะ ซึ่งมักจะมีโครงสร้างเป็นผลึก คำนี้มาจากคำภาษาละตินตอนปลาย Minerale ซึ่งแปลว่า "แร่" แร่ธาตุในเปลือกโลกมักมีสถานะรวมตัวเป็นของแข็ง อย่างไรก็ตาม จะพบแร่ธาตุที่เป็นของเหลว (ปรอทพื้นเมือง) และก๊าซ (เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์)

ในธรรมชาติ แร่ธาตุเกิดขึ้นจากกระบวนการทางธรณีวิทยาที่หลากหลาย พวกเขาได้รับการศึกษาโดยสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกัน - แร่วิทยา คุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่สำคัญของแร่ธาตุ ได้แก่ ความแข็ง ความเปราะบาง ความหนาแน่น ความแตกแยก การแตกหัก สี และความแวววาว

หินคือมวลรวมตามธรรมชาติที่ประกอบด้วยแร่ธาตุตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป มันอาจจะแข็งหรืออ่อนหลวมก็ได้ หินแต่ละก้อนที่มีอยู่มีองค์ประกอบ พื้นผิว สี และคุณลักษณะอื่นๆ ที่แน่นอน ศาสตร์แห่ง petrography เกี่ยวข้องกับการศึกษาที่ครอบคลุม คำว่า "หิน" ถูกใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2341 โดยนักธรณีวิทยาชาวรัสเซีย วาซิลี เซเวอร์จิน

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแร่ธาตุแตกต่างจากหินอย่างไร แต่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้จักพวกมันประเภทใดบ้าง? เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง

ประเภทและตัวอย่างของหินและแร่ธาตุ

ควอตซ์คืออะไร? เฟลด์สปาร์เป็นแร่หรือหิน? แล้วหินแกรนิตและหินบะซอลต์ล่ะ? เรามาลองทำความเข้าใจกับปัญหานี้กัน

มีแร่ธาตุหลากหลายชนิดในธรรมชาติ! ปัจจุบันมนุษยชาติรู้จักแร่ธาตุประมาณ 6,000 ชนิด แต่มีเพียง 150 ชนิดเท่านั้นที่กระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ แร่ธาตุมีหลายประเภท ดังนั้นตามระดับความชุกของเปลือกโลกจึงมีความโดดเด่น:

• การก่อตัวของเมือง (สิ่งที่เป็นพื้นฐานของหินส่วนใหญ่)
• อุปกรณ์เสริม (มีอยู่ในองค์ประกอบของหิน แต่มีมวลไม่เกิน 5% ของมวลทั้งหมด)
• แร่ธาตุหายาก (การเกิดขึ้นตามธรรมชาตินั้นหายากมาก)

การจำแนกทางพันธุกรรมแบ่งแร่ธาตุทั้งหมดออกเป็นหลายประเภท (คาร์ไบด์ ซัลไฟด์ ซิลิเกต เซเลไนด์ ฟลูออไรด์ โครเมต และอื่นๆ)

หินทั้งหมดในโลกมักจะแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่ (ขึ้นอยู่กับกำเนิด):

1. หินอัคนี (เกิดจากแมกมาหลอมเหลวอันเป็นผลมาจากการเย็นตัวลงและการแข็งตัวเพิ่มเติม)
2. ตะกอน (เกิดขึ้นจากการสะสมของผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อนบนพื้นผิวเปลือกโลก)
3. แปรสภาพ (หินที่ก่อตัวในเปลือกโลกภายใต้อิทธิพลของความดันและอุณหภูมิที่สูงมาก)

ตัวอย่างแร่ธาตุที่รู้จักกันดี: ควอตซ์, เฟลด์สปาร์, ไมกา, โอลิวีน, ไพรอกซีน, พลาจิโอคลาส, แคลไซต์

หินที่พบมากที่สุด: หินแกรนิต หินบะซอลต์ ดินเหนียว เกลือสินเธาว์ ชอล์ก ลาบราโดไรต์

ควอตซ์

ควอตซ์เป็นแร่ธาตุที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ เป็นส่วนหนึ่งของหินมากมาย ส่วนแบ่งของควอตซ์ในมวลรวมของเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 60% สูตรทางเคมีของแร่: SiO 2

ชื่อ "ควอตซ์" มาจากคำภาษาเยอรมันและแปลว่า "แข็ง" ในรูปแบบบริสุทธิ์ มันเป็นแร่ที่ค่อนข้างแข็ง ไม่มีสี (หรือสีขาว) สิ่งเจือปนจากสารอื่นๆ สามารถทำให้มีสีได้หลากหลาย ควอตซ์มีหลายประเภท (หินเหล็กไฟ, อเมทิสต์, โมรา, นิลและอื่น ๆ )

เฟลด์สปาร์

เฟลด์สปาร์เป็นแร่หรือหิน? หลายคนแน่ใจว่ามันเป็นครั้งที่สอง อันที่จริงมันเป็นแร่ธาตุและเป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่พบได้บ่อยที่สุด มันอยู่ในกลุ่มซิลิเกต

เฟลด์สปาร์เป็นแร่ธาตุหลักที่ก่อตัวเมืองจากหินอัคนีหลายชนิด (เช่น หินแกรนิต) ปัจจุบันผู้คนใช้กันอย่างแพร่หลาย: ในอุตสาหกรรมแก้ว เซรามิก และเคมี นอกจากนี้ยังใช้เป็นฟลักซ์ในโลหะวิทยาและเป็นสารตัวเติมในยาสีฟัน

หินแกรนิต

หินแกรนิตเป็นหินที่มีต้นกำเนิดจากหินอัคนี องค์ประกอบของแร่ประกอบด้วยควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา หินแกรนิตมีอยู่ทั่วไปมากในเปลือกโลกทวีป ในธรรมชาติมักพบหินแกรนิตสีแดง สีชมพู และสีเทา

สายพันธุ์นี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างเนื่องจากมีความหนาแน่นความแข็งแรงและความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งเป็นพิเศษ มักพบได้ในการตกแต่งผนัง ผนังหุ้มบันได เตาผิง และน้ำพุกลางแจ้ง อนุสาวรีย์ อนุสาวรีย์ และเสาหินส่วนใหญ่ของเมืองก็ทำจากหินแกรนิตเช่นกัน

พื้นที่ใช้งานของหินและแร่ธาตุ

ปัจจุบันแร่ธาตุและหินเกือบทั้งหมดบนโลกถูกใช้โดยมนุษย์ไม่มากก็น้อย ยิ่งไปกว่านั้น นักธรณีวิทยาหลายพันคนทำงานทุกวันเพื่อค้นพบแหล่งสะสมแร่ธาตุต่างๆ ทั่วโลกมากขึ้นเรื่อยๆ แล้วคนเราจะใช้แร่ธาตุและหินที่ขุดจากส่วนลึกของโลกได้อย่างไร?

เริ่มจากทรัพยากรแร่เชื้อเพลิงกันก่อน ก๊าซธรรมชาติ พีท และถ่านหินถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความร้อนในอาคารที่พักอาศัย การดำเนินงานโรงไฟฟ้าพลังความร้อน โรงหม้อไอน้ำ และสถานประกอบการอุตสาหกรรมอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม หินตะกอนที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในโลกสมัยใหม่คือน้ำมัน ไม่เพียงแต่น้ำมันเบนซินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลาสติก โพลีเอทิลีน และวัสดุที่มีประโยชน์อื่น ๆ จากสิ่งที่เรียกว่า "ทองคำดำ"

เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่พูดถึงควอตซ์ไซต์ที่เป็นแร่ซึ่งหลังจากเพิ่มมวลแร่แล้วจะถูกใช้ในการผลิตเหล็กหล่อและเหล็กกล้า ทองคำ เงิน แพลทินัมเป็นโลหะที่มีค่าที่สุดที่ใช้ในเครื่องประดับ วิศวกรรมความแม่นยำ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แร่ธาตุและหินหลายชนิดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง ได้แก่หินปูน ทราย ดินเหนียว ชอล์ก ยิปซั่ม หินอ่อน และอื่นๆ หลายคนยังใช้ในการแพทย์และเครื่องสำอางค์ด้วย สีย้อมได้มาจากแร่ธาตุบางชนิด เหนือสิ่งอื่นใด แร่ธาตุหลายชนิดได้ค้นพบการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ เลนส์ อุตสาหกรรมเคมี และแม้กระทั่งในอุตสาหกรรมอวกาศ

แร่ธาตุเป็นสารที่มีพื้นฐานเป็นอนินทรีย์ มักเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลก และแร่ธาตุที่มีอยู่ทั้งหมดส่วนใหญ่จะถูกขุดขึ้นมาที่นั่น แนวคิดนี้หมายถึงสารผลึกอนินทรีย์ที่เป็นของแข็ง บางครั้งก็หมายถึงสารอินทรีย์ อสัณฐาน และผลิตภัณฑ์อื่นๆ บางอย่าง เช่น หิน ซึ่งหากพูดอย่างเคร่งครัดแล้ว ไม่สามารถจัดประเภทเป็นแร่ธาตุได้

นอกจากนี้ บางครั้งยังเป็นชื่อที่ตั้งให้กับสารธรรมชาติซึ่งในสถานะตามธรรมชาติของพวกมันจะเป็นของเหลว เช่น ปรอทพื้นเมือง ซึ่งกลายเป็นสารผลึกที่อุณหภูมิต่ำเพียงพอเท่านั้น อย่างไรก็ตาม น้ำแข็งยังจัดเป็นแร่ธาตุที่ละลายเป็นน้ำด้วย แต่ไม่ควรรวมน้ำมัน แอสฟัลต์ และบิทูเมนไว้ที่นี่ แม้ว่ามักจัดอยู่ในกลุ่มพิเศษ - แร่ธาตุอินทรีย์ก็ตาม

ปัจจุบันวิทยาศาสตร์รู้จักแร่ธาตุห้าพันชนิดและพันธุ์ของมัน แร่ธาตุที่มีอยู่ทั้งหมดมักจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - โลหะและอโลหะ แร่โลหะและอโลหะมีความแตกต่างกันในเรื่องความแวววาวที่มีลักษณะเฉพาะ ดังนั้นโลหะจึงมีความแวววาวของโลหะในขณะที่โลหะที่ไม่ใช่โลหะจะขาดไป

แร่ธาตุที่เป็นโลหะ ได้แก่ บอกไซต์ แร่ทองแดง แร่เหล็กสีแดง ความแวววาวของตะกั่ว และซัลเฟอร์ไพไรต์ อโลหะ ได้แก่ หินคริสตัล เกลือสินเธาว์ เพชร สฟาเลอไรต์ แคลไซต์ ควอตซ์ แร่ใยหิน ดังนั้นเราจึงเห็นว่าอัญมณีก็เป็นแร่ธาตุเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเราได้เริ่มพูดถึงความแวววาวแบบเมทัลลิกและอโลหะกันแล้ว เรามาดูกันว่าความแวววาวเหล่านี้แตกต่างจากความแวววาวอย่างไร ในบรรดาความแวววาวของโลหะนั้น มีสองประเภทหลักๆ ได้แก่ 1) ประเภทที่มีลักษณะคล้ายพื้นผิวที่แตกหักของโลหะ 2) และประเภทที่หมองคล้ำและมีลักษณะคล้ายโลหะที่มัวหมองตามกาลเวลา ประเภทของความเงาที่ไม่ใช่โลหะนั้นมีความหลากหลายมากกว่า สิ่งเหล่านี้ได้แก่ (1) ความแวววาวเหมือนแก้ว และ (2) ความแวววาวแบบเพชร และ (3) ความแวววาวดุจแพรไหม และแม้แต่สิ่งที่เรียกว่า (4) ความแวววาวมันเยิ้มและ (5) ความแวววาวแบบขี้ผึ้ง

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือแร่ธาตุที่มีอยู่ห้าพันชนิดถูกสร้างขึ้นบนโลกทันทีหลังจากการก่อตัวของระบบสุริยะ ฝุ่นดั้งเดิมที่ก่อตัวนั้นมีแร่ธาตุประมาณหนึ่งโหล ในขณะที่ส่วนที่เหลือปรากฏเป็นผลมาจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก โลกของเราแตกต่างไปจากที่อื่นโดยสิ้นเชิงเนื่องจากมีแผ่นเปลือกโลกโมเสกที่เคลื่อนที่และชนกันตลอดเวลา ตามสมมติฐานข้อหนึ่ง เมื่อโลกถือกำเนิดครั้งแรก แผ่นเปลือกโลกที่ประกอบขึ้นจะขยับและผลัก ทำให้เกิดความร้อนและแรงกดดันมหาศาล ดังนั้นแร่ธาตุนับพันจึงก่อตัวขึ้นบนโลกนี้ จากนั้นสิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกก็เริ่มปรากฏบนโลกนี้ สาหร่ายขนาดเล็กเริ่มผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ นี่คือสิ่งที่เปลี่ยนบรรยากาศส่วนใหญ่ให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตที่กินได้ ผลที่ได้คือออกซิเจน มันเริ่มก่อตัวเป็นสารประกอบเคมีเกือบทุกอย่างที่สามารถทำได้ อาจเป็นเรื่องยากที่จะเชื่อ แต่หินเกือบครึ่งหนึ่งของโลกประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต

ในขณะที่ออกซิเจนถูกดูดเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก คาร์โบไฮเดรตก็ถูกดูดลงสู่ทะเล ดังนั้นคาร์โบไฮเดรตจึงกลายเป็นพื้นฐานของสารประกอบอินทรีย์หลายล้านชนิด - คาร์โบไฮเดรต, กรด, โปรตีน, ไขมัน สิ่งมีชีวิตใหม่เริ่มปรากฏขึ้น และเมื่อรูปแบบชีวิตมีความซับซ้อนมากขึ้น รูปแบบชีวิตใหม่ก็เริ่มปรากฏขึ้น สัตว์ทะเลมีชีวิตอยู่จนตายและจมลงสู่ก้นทะเลในที่สุด เปลือกและโครงกระดูกหนาหลายชั้นกลายเป็นหินปูน ชอล์ก และหินอ่อน ตะกอนของพืชที่เน่าเปื่อยสร้างส่วนผสมสำหรับการสะสมของถ่านหินและน้ำมัน ซึ่งดังที่เรากล่าวไปแล้วไม่ได้จัดอยู่ในประเภทแร่ธาตุเสมอไป ดังนั้น สองในสามของแร่ธาตุจึงเป็นสิ่งมีชีวิตในอดีต และวิวัฒนาการบนโลกเกิดขึ้นในสองด้าน - ในหมู่สิ่งมีชีวิตและในหมู่แร่ธาตุ

แร่ธาตุธรรมชาติและเทียม แร่ธาตุหลักและทุติยภูมิ

แร่ (จาก lat. ศตวรรษที่ lat. minera - แร่)- เป็นวัตถุธรรมชาติที่มีองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึกที่แน่นอน เกิดขึ้นจากกระบวนการทางกายภาพและเคมีตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวและในส่วนลึกของโลก ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์อื่นๆ และครอบครองทางกายภาพ เชิงกล และ คุณสมบัติทางเคมี มักเป็นส่วนประกอบของหิน แร่ และอุกกาบาต แร่ธาตุมักเป็นสารประกอบทางเคมีตามธรรมชาติของธาตุ หรือธาตุพื้นเมืองที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะแวดล้อมทางกายภาพและทางเคมีบางประการ

แร่วิทยาคือการศึกษาเกี่ยวกับแร่ธาตุ วิทยาแร่ศึกษาองค์ประกอบ คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของแร่ธาตุ ต้นกำเนิด กระบวนการเปลี่ยนแปลงและการแปรสภาพเป็นแร่ธาตุอื่นๆ ตลอดจนความสัมพันธ์ของแร่ธาตุบางชนิดกับแร่ธาตุอื่นๆ ในแหล่งสะสมของแร่หรือหิน

คำว่า "แร่" หมายถึงสารผลึกอนินทรีย์ธรรมชาติที่เป็นของแข็ง แต่บางครั้งก็มีการพิจารณาในบริบทที่กว้างกว่า โดยจำแนกผลิตภัณฑ์อินทรีย์ อสัณฐาน และผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติอื่นๆ บางอย่างเป็นแร่ธาตุ

สารธรรมชาติบางชนิดที่เป็นของเหลวภายใต้สภาวะปกติก็ถือเป็นแร่ธาตุเช่นกัน (เช่น ปรอทพื้นเมืองซึ่งมีสถานะเป็นผลึกที่อุณหภูมิต่ำกว่า) ในทางกลับกัน น้ำไม่ได้จัดเป็นแร่ธาตุ โดยพิจารณาว่าเป็นสถานะของเหลว (ละลาย) ของน้ำแข็งแร่

สารอินทรีย์บางชนิด เช่น น้ำมัน ยางมะตอย น้ำมันดิน มักถูกจัดประเภทอย่างเข้าใจผิดว่าเป็นแร่ธาตุ หรือจัดอยู่ในประเภท "แร่ธาตุอินทรีย์" พิเศษ ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่ถกเถียงกันอย่างมาก

แร่ธาตุบางชนิดมีสถานะสัณฐานและไม่มีโครงสร้างเป็นผลึก แร่ธาตุที่มีรูปแบบภายนอกเป็นผลึก แต่อยู่ในสถานะคล้ายแก้วสัณฐาน เรียกว่า metamict ตัวอย่างเช่น เกลือแกงมีความชัดเจนเป็นผลึก ในขณะที่โอปอลไม่มีรูปร่าง ในแร่ธาตุที่มีโครงสร้างเป็นผลึก อนุภาคมูลฐาน (อะตอม, โมเลกุล) จะอยู่ในทิศทางที่แน่นอนและในระยะที่ห่างจากกันทำให้เกิดโครงตาข่ายคริสตัล ในสารอสัณฐาน อนุภาคเหล่านี้จะตั้งอยู่อย่างวุ่นวาย คุณสมบัติทางกายภาพขั้นพื้นฐาน (ความแข็ง ความแตกแยก ความเปราะบาง รูปร่างภายนอกของผลึกศาสตร์ ฯลฯ) ขึ้นอยู่กับโครงสร้างภายในของแร่ (ผลึกหรืออสัณฐาน) และในทางกลับกันก็เป็นหนึ่งในลักษณะการวินิจฉัยที่สำคัญที่สุดของแร่ธาตุ

องค์ประกอบของแร่ธาตุแสดงโดยสูตรทางเคมี - เคมีเชิงประจักษ์, กึ่งเชิงประจักษ์, เคมีคริสตัล สูตรเชิงประจักษ์สะท้อนถึงความสัมพันธ์ระหว่างธาตุแต่ละชนิดในแร่ธาตุเท่านั้น ในนั้นองค์ประกอบจะถูกจัดเรียงจากซ้ายไปขวาเมื่อจำนวนกลุ่มในตารางธาตุเพิ่มขึ้นและสำหรับองค์ประกอบของกลุ่มหนึ่ง - เมื่อหมายเลขซีเรียลลดลงเช่น เมื่อลักษณะความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น

ปัจจุบันมีการค้นพบและศึกษาแร่ธาตุในธรรมชาติมากกว่า 3,000 ชนิด แต่มีการกระจายไม่เท่ากัน มีการค้นพบพวกมันประมาณ 30 สายพันธุ์ทุกปี ซึ่งมีเพียงไม่กี่สิบสายพันธุ์เท่านั้นที่แพร่หลาย ส่วนที่เหลือเป็นของหายาก แร่ธาตุที่แพร่หลายมากที่สุดคือแร่ธาตุที่มีออกซิเจน ซิลิคอน และอลูมิเนียม เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้มีมากกว่าในเปลือกโลก - 82.58%

แร่ได้รับการตั้งชื่อตามสถานที่ที่มีการค้นพบครั้งแรก เพื่อเป็นเกียรติแก่นักแร่วิทยา นักธรณีวิทยา และนักวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ นักสะสมแร่ที่มีชื่อเสียง นักเดินทาง นักบินอวกาศ บุคคลสาธารณะและการเมืองทั้งในอดีตและปัจจุบัน ตามคุณสมบัติทางกายภาพบางประการหรือ องค์ประกอบทางเคมี แนะนำให้ใช้หลักการทางเคมีแบบหลังเป็นพิเศษ และแร่ธาตุส่วนใหญ่ที่ค้นพบในทศวรรษที่ผ่านมามีข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีในชื่อของมันเอง

ความพยายามที่จะจัดระบบแร่ธาตุบนพื้นฐานต่างๆ เกิดขึ้นแล้วในโลกยุคโบราณ ในแร่วิทยาสมัยใหม่ มีอนุกรมวิธานแร่วิทยาหลากหลายรูปแบบ ส่วนใหญ่สร้างขึ้นบนหลักโครงสร้างเคมี การจำแนกประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึก สารที่เป็นสารเคมีประเภทเดียวกันมักมีโครงสร้างคล้ายกัน ดังนั้น แร่ธาตุจึงถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามองค์ประกอบทางเคมีเป็นอันดับแรก จากนั้นจึงแบ่งออกเป็นประเภทย่อยตามลักษณะทางโครงสร้าง

แร่ธาตุถูกจำแนกตามแหล่งกำเนิด ประถมศึกษาและมัธยมศึกษา.

แร่ธาตุปฐมภูมิ ได้แก่ แร่ธาตุที่เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในเปลือกโลกหรือบนพื้นผิวระหว่างการตกผลึกของแมกมา แร่ธาตุหลักที่พบมากที่สุด ได้แก่ ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา ซึ่งประกอบขึ้นเป็นหินแกรนิตหรือกำมะถันในปล่องภูเขาไฟ

แร่ธาตุทุติยภูมิเกิดขึ้นภายใต้สภาวะปกติจากผลผลิตของการทำลายแร่ธาตุปฐมภูมิเนื่องจากสภาพอากาศ ในระหว่างการตกตะกอนและการตกผลึกของเกลือจากสารละลายที่เป็นน้ำ หรือเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต ได้แก่เกลือในครัว ยิปซั่ม ซิลไวต์ แร่เหล็กสีน้ำตาล และอื่นๆ

ไม่ว่าโลกแห่งแร่ธาตุจะอุดมสมบูรณ์และหลากหลายเพียงใด มันก็ไม่ได้เสมอไป คุณสามารถรับพวกมันได้ในปริมาณที่เพียงพอและมีคุณภาพที่ต้องการ ผู้คนมักต้องการไม่เพียงแต่แร่ธาตุใดๆ เท่านั้น แต่ยังต้องการเฉพาะแร่ธาตุที่จะสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ของวิศวกรรมโลหะวิทยา ไฟฟ้าและวิทยุ ออปติก-เครื่องกล การผลิตเครื่องมือที่มีความแม่นยำ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ข้อกำหนดที่เศรษฐกิจของประเทศกำหนดให้เกี่ยวกับแร่ธาตุมักจะสูงมาก เช่น ความบริสุทธิ์ทางเคมีในระดับสูง ความโปร่งใส การตัดที่สมบูรณ์แบบ ฯลฯ และแน่นอนว่าธรรมชาติไม่สามารถสนองความต้องการเหล่านี้ได้เสมอไป ดังนั้น โดยไม่จำกัดตัวเองอยู่เพียงการสกัดแร่ธาตุจากธรรมชาติ มนุษย์จึงมองหาวิธีและวิธีการในการได้รับแร่ธาตุเทียมอย่างต่อเนื่อง ซึ่งไม่เพียงแต่ไม่ด้อยกว่าเท่านั้น แต่ยังเหนือกว่าในคุณสมบัติของแร่ธาตุจากธรรมชาติด้วยซ้ำ การพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทุกปีช่วยให้เราเจาะลึกความลับของโลกแร่ได้มากขึ้น มนุษย์ได้เรียนรู้ที่จะสร้างอุปกรณ์พิเศษที่ช่วยให้ได้รับแร่ธาตุที่ไม่เพียงแต่ไม่ด้อยคุณภาพสำหรับผู้ที่เกิดในส่วนลึกของโลกเท่านั้น แต่ยังผลิตแร่ธาตุใหม่ที่ไม่รู้จักมาก่อน ซึ่งมักมีคุณสมบัติที่มีคุณค่าและเป็นต้นฉบับมาก

โดยวิธีการประดิษฐ์ (วิธีการสังเคราะห์) เป็นไปได้ที่จะได้รับแร่ธาตุที่พบในสภาพธรรมชาติ (เพชร คอรันดัม ควอตซ์ ฯลฯ ) และแร่ธาตุที่ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างอิสระในสภาพธรรมชาติ (อัลไลต์ เบไลต์ ฯลฯ ) แต่ รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์ด้านเทคนิคต่างๆ เช่น ซีเมนต์ วัสดุทนไฟ เป็นต้น ในปัจจุบัน แร่ธาตุจำนวนหนึ่งที่ไม่ค่อยพบในธรรมชาติแต่มีคุณสมบัติอันมีค่า (ฟลูออไรต์ คอรันดัม ฯลฯ) ได้ถูกได้มาเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม

วิธีการสังเคราะห์แร่ธาตุธรรมชาติสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่ม คือ

1) การสังเคราะห์ดำเนินการภายใต้สภาวะความดันปกติ

2) การสังเคราะห์ดำเนินการที่ความดันสูง

ปัจจุบันการผลิตแร่เทียมมีขั้นตอนดังนี้

1) การตกผลึกละลาย

2) ปฏิกิริยาที่ส่วนประกอบของก๊าซมีส่วนร่วม

3) การได้รับแร่ธาตุต่อหน้าสารละลายที่เป็นน้ำ

4) การได้รับแร่ธาตุโดยปฏิกิริยาในตัวกลางที่เป็นของแข็ง

ความสำคัญในทางปฏิบัติของการสังเคราะห์แร่ธาตุได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามความสำคัญของแร่ธาตุเทียมยังมีค่อนข้างน้อย บทบาทหลักเป็นของแร่ธาตุธรรมชาติซึ่งเป็นซัพพลายเออร์หลักของโลหะหลายชนิดสำหรับอุตสาหกรรม

แร่ธาตุที่พบได้ทั่วไป แอปพลิเคชันในโลกสมัยใหม่ ประมาณ 15% ของแร่ธาตุที่รู้จักทั้งหมดถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีและอุตสาหกรรม แร่ธาตุมีคุณค่าในทางปฏิบัติในฐานะแหล่งที่มาของโลหะทั้งหมดและองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ (แร่ของโลหะเหล็กและอโลหะ ธาตุหายากและธาตุรอง แร่ทางการเกษตร วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมี) การใช้งานทางเทคนิคของแร่ธาตุหลายชนิดนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน

แร่ธาตุแข็ง (เพชร คอรันดัม โกเมน โมรา ฯลฯ) ใช้เป็นสารกัดกร่อนและป้องกันการกัดกร่อน แร่ธาตุที่มีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก (ควอตซ์ ฯลฯ ) - ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ ไมกา (muscovite, phlogopite) - ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ (เนื่องจากคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า)

แร่ใยหิน - เป็นฉนวนความร้อน

แป้ง - ในยาและในสารหล่อลื่น

ควอตซ์, ฟลูออไรต์, สปาร์ไอซ์แลนด์ - ในทัศนศาสตร์;

ควอตซ์, ดินขาว, โพแทสเซียมเฟลด์สปาร์, ไพโรฟิลไลต์ - ในเซรามิก

magnesite, forsterite - เป็นวัสดุทนไฟของแมกนีเซีย ฯลฯ

แร่ธาตุหลายชนิดเป็นหินมีค่าและเป็นหินประดับ ในการปฏิบัติงานสำรวจทางธรณีวิทยา การสำรวจแร่วิทยาและการประเมินแหล่งสะสมแร่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

วิธีการเสริมสมรรถนะแร่และการแยกแร่ ตลอดจนวิธีการทางธรณีฟิสิกส์และธรณีเคมีในการสำรวจแร่และการสำรวจแหล่งสะสมแร่ ขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของแร่ธาตุ (ความหนาแน่น แม่เหล็ก ไฟฟ้า พื้นผิว กัมมันตภาพรังสี สารเรืองแสง และคุณสมบัติอื่น ๆ ) รวมถึงคอนทราสต์ของสีด้วย

การสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมของผลึกเดี่ยวของอะนาลอกเทียมของแร่ธาตุจำนวนหนึ่งสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ, เลนส์, สารกัดกร่อนและเครื่องประดับนั้นดำเนินการในขนาดใหญ่

จนถึงปัจจุบันมีแร่ธาตุมากกว่า 4,000 ชนิดที่เป็นที่รู้จัก ทุกปีมีการค้นพบแร่ชนิดใหม่หลายสิบชนิดและหลายสายพันธุ์ถูก "ปิด" - พวกมันพิสูจน์ว่าไม่มีแร่ดังกล่าวอยู่จริง

แร่ธาตุสี่พันชนิดนั้นถือว่าไม่มากเมื่อเทียบกับจำนวนสารประกอบอนินทรีย์ที่รู้จัก (มากกว่าหนึ่งล้าน)

กระบวนการสร้างแร่ธาตุและหินทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

A. ภายนอก (ภายใน) หรือที่มักเรียกกันว่ากระบวนการไฮโปจีน (ลึก) เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานความร้อนภายในของโลก

B. กระบวนการภายนอก (ภายนอก) หรือกระบวนการไฮเปอร์ยีน (พื้นผิว) ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลกส่วนใหญ่อยู่ภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสงอาทิตย์

B. กระบวนการแปรสภาพ (metamorphogenic) ที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมของสมาคมแร่ที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ (ทั้งภายนอกและภายนอก) อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาวะเคมีกายภาพซึ่งสถานที่หลักถูกครอบครองโดยการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิ

เปลือกโลกแข็งหรือเปลือกโลกคิดเป็นสัดส่วนเพียง 1.5% ของปริมาตรทั้งหมดของโลก แต่ถึงกระนั้น เปลือกโลกหรือชั้นบนสุดก็เป็นที่สนใจของเรามากที่สุด เนื่องจากเป็นแหล่งวัตถุดิบแร่
แร่ธาตุ- สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุธรรมชาติที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่าง ชื่อ "แร่" มาจากคำภาษาละติน "แร่" ซึ่งแปลตามตัวอักษรว่าแร่แร่ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาองค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติของแร่ธาตุ แหล่งกำเนิดและสภาวะที่เกิดขึ้น เรียกว่า แร่วิทยา
แร่ธาตุเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่เกิดขึ้นในเปลือกโลก เช่นเดียวกับธรรมชาติอื่นๆ รอบตัวเรา พวกมันประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี แร่เป็นอาคารประเภทหนึ่งที่ทำจากอิฐซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สร้างขึ้นตามกฎธรรมชาติบางประการ และเช่นเดียวกับที่มนุษย์สร้างอาคารต่างๆ มากมายบนโลกจากอิฐจำนวนเท่ากัน ธรรมชาติได้สร้างแร่ธาตุต่างๆ มากกว่า 3,000 แร่ธาตุในเปลือกโลกจากองค์ประกอบทางเคมีจำนวนค่อนข้างน้อย

โดยรวมแล้วเมื่อคำนึงถึงพันธุ์ต่าง ๆ มีชื่อมากกว่า 7,000 ชื่อซึ่งมอบให้กับแร่แต่ละชนิดตามลักษณะบางอย่าง
ในเปลือกโลก แร่ธาตุมักถูกพบโดยไม่ได้แยกจากกัน แต่เป็นส่วนหนึ่งของ ส่วนใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของหิน และจากมุมมองนี้ถือเป็นความสนใจสูงสุดสำหรับเทคโนโลยีการแปรรูปหิน
แร่ธาตุส่วนใหญ่เกิดขึ้นในธรรมชาติในสถานะของแข็ง แร่ธาตุที่เป็นของแข็งอาจเป็นผลึกหรืออสัณฐานก็ได้ โดยมีรูปทรงเรขาคณิตภายนอกแตกต่างกัน - ปกติสำหรับแร่ที่เป็นผลึกและไม่แน่นอนสำหรับแร่อสัณฐาน

รูปร่างของแร่ธาตุขึ้นอยู่กับเรื่องการจัดเรียงอะตอมในนั้น ในแร่ธาตุที่เป็นผลึก อะตอมจะถูกจัดเรียงตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด โดยก่อตัวเป็นตาข่ายเชิงพื้นที่ เนื่องจากแร่ธาตุหลายชนิด (เช่น คริสตัลควอตซ์) มีลักษณะเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ แร่ธาตุที่เป็นผลึกเป็นแบบแอนไอโซโทรปิก นั่นคือคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมันแตกต่างกันในทิศทางที่ต่างกัน ในแร่ธาตุอสัณฐาน (โดยปกติจะอยู่ในรูปของเม็ดบีด) อะตอมจะถูกจัดเรียงแบบสุ่ม แร่ธาตุดังกล่าวเป็นแบบไอโซโทรปิกนั่นคือคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมันจะเหมือนกันในทุกทิศทาง

การจำแนกประเภทของแร่ธาตุ

ตามการจำแนกประเภททางเคมีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในปัจจุบัน แร่ธาตุทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นเก้าประเภท:
I. ซิลิเกตคือเกลือของกรดซิลิซิก ซึ่งมีกลุ่มย่อยของแร่ธาตุที่มีองค์ประกอบและโครงสร้างเหมือนกัน: เฟลด์สปาร์ ซึ่งแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมีออกเป็นพลาจิโอคลาสและออร์โทคลาส, ไพรอกซีน, แอมฟิโบล, ไมคัส, โอลิวีน, แป้งโรยตัว, คลอไรต์ และดินเหนียว แร่ธาตุ เป็นแร่ธาตุที่มีจำนวนมากที่สุด โดยมีแร่ธาตุมากถึง 800 ชนิด
ครั้งที่สอง คาร์บอเนตคือเกลือของกรดคาร์บอนิก ซึ่งมีแร่ธาตุมากถึง 80 ชนิด โดยส่วนใหญ่ได้แก่ แคลไซต์ แมกนีไซต์ และโดโลไมต์

ที่สาม ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ - รวมแร่ธาตุประมาณ 200 ชนิด โดยที่พบมากที่สุด ได้แก่ ควอตซ์ โอปอล ลิโมไนต์ และฮามาไทต์
IV. ซัลไฟด์เป็นสารประกอบของธาตุที่มีซัลเฟอร์ ซึ่งมีแร่ธาตุมากถึง 200 ชนิด ตัวแทนทั่วไปคือไพไรต์
V. ซัลเฟต - เกลือของกรดซัลฟิวริกรวมถึงแร่ธาตุประมาณ 260 ชนิด
ซึ่งยิปซั่มและแอนไฮไดรต์เป็นที่แพร่หลายมากที่สุด
วี. เฮไลด์เป็นเกลือของกรดเฮไลด์ ซึ่งมีจำนวนประมาณ 100 นาที
ราลอฟ. ตัวแทนทั่วไปของฮาโลเจนคือฮาไลต์ (เกลือแกง) และ
ฟลูออไรต์
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ฟอสเฟตเป็นเกลือของกรดฟอสฟอริก ตัวแทนทั่วไปคือ
อะพาไทต์
8. ทังสเตตเป็นสารประกอบทังสเตน
ทรงเครื่อง ธาตุพื้นเมือง ได้แก่ เพชรและกำมะถัน

ทุกคนอย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตของเขาได้เห็นแร่ธาตุซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมีธรรมชาติที่เกิดขึ้นภายในเปลือกโลกเมื่อหลายล้านปีก่อน ในขณะเดียวกัน ไม่ใช่ทุกคนที่จะบอกคุณได้ว่าแร่ธาตุคืออะไรและจำเป็นสำหรับอะไร บทความของเราจะลงรายละเอียดเกี่ยวกับประเภทของแหล่งสะสมแร่ตลอดจนวิธีใช้

แร่คืออะไร?

แร่ธาตุเป็นสารอนินทรีย์แข็งที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ พวกเขามีโครงสร้างผลึกซึ่งเป็นลักษณะเด่นหลัก แร่ธาตุบางชนิดสามารถผลิตได้ด้วยการประดิษฐ์ พวกเขาจะมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมายโดยไม่คำนึงถึงต้นกำเนิด

มีแร่ธาตุเหลวหรือไม่? ถ้าเรายึดถือสภาพความเป็นอยู่แบบธรรมดาแล้วล่ะก็ใช่ ตัวอย่างเช่น นี่คือสารปรอทตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นสารพื้นเมืองที่แข็งที่อุณหภูมิต่ำเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังจำแนกน้ำแข็งบางประเภทเป็นแร่ธาตุด้วย อย่างไรก็ตามน้ำไม่รวมอยู่ในกลุ่มที่อยู่ระหว่างการพิจารณา

คำถามที่ว่าแร่ธาตุชนิดใดยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์จนถึงทุกวันนี้ ดังนั้นผู้เชี่ยวชาญบางคนจึงจัดน้ำมัน น้ำมันดิน และยางมะตอยให้อยู่ในกลุ่มของแร่ธาตุ ความเหมาะสมของข้อความดังกล่าวยังเป็นที่น่าสงสัย

ประเภทของแร่ธาตุ

ตามที่ Bauer และ Fersman นักเคมีในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 กล่าวไว้ หินแร่ทั้งหมดแบ่งออกเป็นอัญมณี หินออร์แกนิก และสารสี การจำแนกประเภทนี้มีลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์เนื่องจากความเชื่อมั่นอย่างลึกซึ้งของนักวิชาการเชิงปฏิบัติว่าหินและแร่ธาตุทั้งหมดมีไว้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ - เครื่องมือและเครื่องประดับ

เพื่อให้เข้าใจคำถามเกี่ยวกับแร่ธาตุได้ดีขึ้น จึงควรอ้างอิงการจำแนกทางวิทยาศาสตร์ที่พบบ่อยที่สุด ตามหลักการทางเคมีเชิงโครงสร้าง แร่ธาตุจะถูกแบ่งออกเป็นแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหิน - แร่ธาตุที่ประกอบขึ้นเป็นหินส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับแร่หายาก แร่และแร่ธาตุเสริม (ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนไม่เกิน 5% ของหิน)

แร่ธาตุพื้นเมืองประกอบด้วยโลหะและโลหะ สารแร่เป็นส่วนใหญ่ของกลุ่มพื้นเมือง แร่ธาตุเสริมนั้นหายากเป็นพิเศษ

การจำแนกประเภทสารเคมี

โครงสร้างทางเคมีของแร่ธาตุส่วนใหญ่ประมาณเดียวกัน ปัจจุบันเป็นธรรมเนียมที่จะต้องแบ่งสารที่พิจารณาออกเป็นประเภทต่างๆ ซึ่งส่งผลให้เกิดการจำแนกประเภทต่อไปนี้:

• ซิลิเกต ชั้นเรียนขนาดใหญ่ที่มีแหล่งแร่ต่างๆ มากกว่า 800 ชนิด ซิลิเกตประกอบขึ้นเป็นหินแปรและหินอัคนีส่วนใหญ่ แร่ธาตุบางชนิดที่นี่มีความโดดเด่นด้วยโครงสร้างและองค์ประกอบที่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น มันคุ้มค่าที่จะเน้นไปที่ไพรอกซีน ไมคัส เฟลด์สปาร์ แอมฟิโบล วัสดุดินเหนียว และอื่นๆ อีกมากมาย องค์ประกอบของซิลิเกตส่วนใหญ่เรียกว่าอลูมิโนซิลิเกต
• คาร์บอเนต ชั้นเรียนนี้ประกอบด้วยหินแร่ประมาณ 80 ชิ้น โดโลไมต์ แคลไซต์ และแม่เหล็กมีอยู่ทั่วไปที่นี่ พวกเขาเป็นหนี้ต้นกำเนิดในการแยกสารละลายที่เป็นน้ำ ทำลายได้ในกรด
• เฮไลด์เป็นกลุ่มของแร่ธาตุต่าง ๆ หนึ่งร้อยชนิด ละลายได้ง่ายและเกิดจากหินตะกอน สารที่พบมากที่สุดคือเฮไลต์
• ซัลไฟด์เป็นแร่ธาตุที่ถูกทำลายในเขตผุกร่อน ตัวแทนทั่วไปคือไพไรต์
• ซัลเฟต มีสีอ่อนและมีความแข็งในระดับต่ำ ที่แพร่หลายที่สุดคือยิปซั่ม
• ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ พวกมันคิดเป็นประมาณ 17% ของมวลเปลือกโลก ประเภทหลัก ได้แก่ โอปอล ลิโมไนต์ และควอตซ์

ดังนั้นแร่ธาตุเกือบทั้งหมดจึงมีลักษณะคล้ายกันแม้ว่าองค์ประกอบของสารจะแตกต่างกันก็ตาม

แร่ธาตุนานาชนิด

แร่คืออะไร? ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตอบคำถามนี้ ควรระลึกไว้ว่าในโลกปัจจุบันมีความมั่งคั่งใต้ดินมากกว่า 4,000 ประเภท แร่ธาตุเปิดและ “ปิด” ทุกปี ตัวอย่างเช่น สารที่พบในหินเมื่อมีอยู่จริงพิสูจน์ให้เห็นว่าการจำแนกประเภททั้งหมดที่รวบรวมโดยนักวิทยาศาสตร์ไม่สอดคล้องกัน กรณีดังกล่าวไม่ใช่เรื่องแปลก

ภาพถ่ายของซิลิเกตแสดงไว้ด้านล่าง

โปรดทราบว่าแร่ธาตุ 4,000 ชนิดนั้นไม่ใช่จำนวนที่มากนัก หากเราเปรียบเทียบกับจำนวนสารประกอบอนินทรีย์ทั้งหมด ความแตกต่างจะชัดเจน: อย่างหลังมีประมาณหนึ่งล้านสายพันธุ์ นักธรณีวิทยาอธิบายความมั่งคั่งของแร่ธาตุที่หลากหลายเช่นนี้ได้อย่างไร? ประการแรก ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุในระบบสุริยะ โลกของเราถูกครอบงำด้วยซิลิคอนและออกซิเจน การรวมกันของสารเหล่านี้นำไปสู่การปรากฏตัวของซิลิเกตซึ่งเป็นกลุ่มแร่ธาตุที่มีอยู่อย่างล้นหลามบนโลก ในทางกลับกัน แร่ธาตุกระจัดกระจายมากจนการค้นหาองค์ประกอบใหม่จะใช้เวลาหลายร้อยชั่วอายุคน เหตุผลที่สองสำหรับข้อจำกัดของแร่ธาตุคือความไม่เสถียรของสารประกอบเคมีส่วนใหญ่

ต้นกำเนิดของแร่ธาตุ

นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อเส้นทางหลักสามเส้นทางในการกำเนิดแร่หิน ตัวเลือกแรกเรียกว่าภายนอก โลหะผสมร้อนใต้ดินซึ่งมักเรียกว่าสสารแม่เหล็ก จะเจาะเข้าไปในเปลือกโลกแล้วแข็งตัวที่นั่น แมกมานั้นก่อตัวขึ้นเนื่องจากการปะทุของภูเขาไฟ มันต้องผ่านสามขั้นตอน: จากสถานะที่ร้อน แมกมาจะกลายเป็นของแข็ง - นี่เป็นผลมาจากกระบวนการเพกมาไทต์ หลังจากนั้นมันก็ค้างอย่างสมบูรณ์ นี่เป็นผลมาจากกระบวนการหลังแม็กมาติก

นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกภายนอกสำหรับต้นกำเนิดของแร่ธาตุ ในกรณีนี้จะเกิดการสลายตัวทางกายภาพและทางเคมีของสาร ในเวลาเดียวกัน มีการก่อตัวใหม่ซึ่งสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมอย่างมาก ตัวอย่างง่ายๆ: การผุกร่อนของวัสดุภายนอกทำให้เกิดผลึก

วิธีสุดท้ายในการกำเนิดแร่ธาตุคือการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติ สารทั้งหมดจะเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของเงื่อนไขบางประการ - โดยไม่คำนึงถึงตัวเลือกสำหรับการก่อตัวของหิน โดยพื้นฐานแล้วตัวอย่างดั้งเดิมจะเปลี่ยนไป - ได้รับคุณสมบัติและองค์ประกอบองค์ประกอบใหม่

คุณสมบัติของแร่ธาตุ

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของการก่อตัวของแร่ธาตุคือการมีโครงสร้างทางเคมีของผลึก ลักษณะอื่นๆ ทั้งหมดของสายพันธุ์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณาจะติดตามได้จากที่นี่

จนถึงปัจจุบันได้มีการพัฒนาการจำแนกประเภทลักษณะการวินิจฉัยแบบรวมของสารแร่ ที่นี่เราควรเน้นความแข็ง ซึ่งกำหนดโดยสเกล Mohs รวมถึงสี ความมันเงา การแตกหัก ความแตกแยก อำนาจแม่เหล็ก ความเปราะบาง และความเสื่อมเสีย คุณสมบัติของหินแต่ละชนิดที่อยู่ระหว่างการพิจารณาจะมีการศึกษาโดยละเอียดด้านล่าง

แนวคิดเรื่องความแข็ง

ความแข็งคืออะไร? มีคำจำกัดความหลายประการสำหรับแนวคิดนี้ คำอธิบายที่พบบ่อยที่สุดแสดงลักษณะความแข็งว่าเป็นระดับความต้านทานของร่างกายต่อการขีดข่วน การบีบ หรือการตัด ระดับความแข็งถูกกำหนดโดยใช้ระดับมอส ประกอบด้วยหินพิเศษซึ่งแต่ละก้อนมีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยความสามารถในการเกาพื้นผิวด้วยปลายแหลมคม มอสได้รวบรวมองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดสิบประการ วัสดุที่นุ่มที่สุดคือแป้งและยิปซั่ม ดังที่คุณทราบ ยิปซั่มเมื่อลงไปในน้ำจะเพิ่มขนาดได้ถึง 30% แร่ชนิดที่แข็งที่สุดและหินคือเพชร

การที่สารไหลผ่านกระจกจะทำให้เกิดรอยขีดข่วนที่มีความลึกต่างกันออกไป ข้อเท็จจริงของการมีอยู่ของรอยขีดข่วนได้กำหนดระดับแร่อย่างน้อยห้าในสิบแล้ว สารที่แข็งที่สุดพบได้ในกลุ่มแร่ธาตุที่มีความมันวาวที่ไม่ใช่โลหะ ความมันวาวเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอันดับสองของแร่ธาตุ และเกี่ยวข้องโดยตรงกับความแข็ง

ส่องแสง

ระดับความแวววาวของโลหะได้รับการตรวจสอบโดยการสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์จากโลหะเหล่านั้น ความเงามีสองระดับ - โลหะและอโลหะ กลุ่มแรกได้แก่หินที่ให้เส้นสีดำเมื่อแกะสลักกระจก สารดังกล่าวมีความทึบแสงแม้เป็นชิ้นส่วนที่บางมาก ประเภทของแร่ใต้ดินที่มีความมันวาวที่ไม่ใช่โลหะ ได้แก่ กราไฟต์ แมกนีไทต์ ถ่านหิน และสารอื่นๆ บางชนิด ทั้งหมดนี้สะท้อนแสงแดดได้ไม่ดีและให้เส้นสีเข้ม วัสดุส่วนเล็กๆ ที่มีความมันเงาของโลหะคือสารที่ให้เส้นสี: สีเขียว (ทอง) สีแดง (ทองแดง) สีขาว (เงิน) เป็นต้น

แร่ธาตุที่มีความแวววาวเป็นโลหะสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ดีกว่า พวกเขาเองมีความแข็งสูง Ore ครอบครองสถานที่พิเศษที่นี่

สี

สีซึ่งต่างจากความแข็งและความแวววาวไม่ใช่ลักษณะถาวรสำหรับแร่ธาตุส่วนใหญ่ ดังนั้นความแข็งหรือความเงางามจึงยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป สีจะเปลี่ยนไปตามสภาพการเก็บรักษา ตัวอย่างของแร่ธาตุที่ไม่ค่อยเปลี่ยนสี ได้แก่ มาลาไคต์ซึ่งไม่เคยเปลี่ยนสีเป็นสีเขียว และทองคำซึ่งยังคงเป็นสีเหลืองอยู่เสมอ

คุณสามารถดูรูปถ่ายของมาลาไคต์ด้านล่าง

สียังเปลี่ยนไปตามสถานะของแร่ ตัวอย่างเช่น ในทางธรณีวิทยา แนวคิดเรื่องสีของคุณลักษณะเป็นเรื่องปกติ แร่ที่ขูดขีดพื้นผิวกระจกจะทิ้งผงจำนวนเล็กน้อยไว้ซึ่งก่อให้เกิดรอยตำหนิ สีของผงดังกล่าวมักจะแตกต่างจากสีธรรมชาติของหิน ทุกอย่างเกี่ยวกับองค์ประกอบของแร่ โดยอาจมีแคลไซต์ ซึ่งจะเปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับปริมาณและวิธีการผสมกับสารอื่นๆ

การแตกหักและความแตกแยก

ความแตกแยกหมายถึงคุณสมบัติของแร่ที่จะแยกหรือแยกออกในทิศทางที่กำหนด ดังนั้นหลังจากการแตกหักพื้นผิวมันวาวเรียบจึงมักก่อตัวขึ้น เพื่อให้บรรลุผลนี้ คุณจะต้องแบ่งแร่ตามเส้นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ความแตกแยกมีห้าระดับ:

สัญญาณวินิจฉัยว่ามีแร่ธาตุหลายชนิดคือการมีความแตกแยกหลายทิศทางในคราวเดียว ผลจากการแตกตัวทำให้แร่มีการแตกหักซึ่งมีคุณสมบัติบางอย่างเช่นกัน ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงระบุประเภทของการแตกหักได้ 5 ประเภท:

• หอยสังข์ - คล้ายกับเปลือกหอย
• แตกเป็นเสี่ยง - การแตกหักมีลักษณะเป็นวัสดุเส้นใยหรือเส้นใย
• ไม่สม่ำเสมอ - การมีอยู่ของความแตกแยกที่ไม่สมบูรณ์ (ตัวอย่างเช่นในอะพาไทต์)
• ก้าว - อันเป็นผลมาจากความแตกแยกทำให้เกิดพื้นผิวเรียบเกือบสมบูรณ์แบบ (ในบางสถานที่อาจมีความไม่สม่ำเสมอในรูปแบบของขั้นตอน)
• เรียบ - ตามผลการบัดกรีไม่มีการโค้งงอหรือความผิดปกติที่เห็นได้ชัดเจนบนพื้นผิวของแร่

มีสัญญาณอื่นๆ อีกหลายประการที่สามารถระบุแร่ธาตุได้ ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้ทำให้เสื่อมเสีย - การปรากฏตัวของฟิล์มสีบาง ๆ ที่เกิดขึ้นบนสารอันเป็นผลมาจากสภาพดินฟ้าอากาศหรือการเกิดออกซิเดชัน คุณควรเน้นความเปราะบางซึ่งบ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของแร่ธาตุและความเป็นแม่เหล็กซึ่งมีลักษณะของธาตุเหล็กไดวาเลนต์

แร่ธาตุในอุตสาหกรรม

กิจกรรมทางสังคมใดบ้างที่ใช้แร่ธาตุ? ซึ่งรวมถึงการก่อสร้าง โลหะวิทยา และการผลิตสารเคมี

วัสดุก่อสร้างมักจะเจือจางด้วยแร่ธาตุบางชนิดซึ่งช่วยให้สามารถปรับความแข็งแรงและคุณภาพของสารได้ ในอุตสาหกรรมเคมี การมีอยู่ขององค์ประกอบที่เป็นปัญหาไม่ใช่เรื่องแปลกเช่นกัน ส่วนประกอบของแร่ถูกนำมาใช้ในสาขาเครื่องสำอาง การแพทย์ และอาหาร ตัวอย่างเช่น ร้านขายยามียาหลายชนิดที่มีวิตามินและแร่ธาตุ ส่วนประกอบทั้งสองนี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างสมบูรณ์แบบและเสริมซึ่งกันและกัน ช่วยปรับปรุงสุขภาพของผู้คนและปรับปรุงรูปลักษณ์ของพวกเขา

การขุดและการศึกษาแร่ธาตุถือเป็นกิจกรรมที่สำคัญและเกี่ยวข้องมาโดยตลอด จำเป็นต้องสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในสาขาธรณีวิทยาอย่างจริงจังรวมถึงการใช้วิตามินและแร่ธาตุในชีวิตประจำวันอย่างแข็งขัน