Минерало́гия — наука о минералах — природных химических соединениях.
Минералогия изучает состав, свойства, структуры и условия образования минералов. Минералогия — одна из древнейших геологических наук. Первые описания минералов появились у древнегреческих философов. В дальнейшем развитию минералогии способствовало горное дело. В настоящее время интенсивно развиваются генетическая и экспериментальная минералогия.
В минералогии активно используются достижения физики, химии и других естественных наук. Так, минералогическое изучение метеоритов и образцов с других планет позволило узнать много нового об истории Солнечной системы и процессах формирования планет. Изучением минерального состава и минералов комет, метеоров, и других небесных тел, а также астрономической спектроскопией астероидов, комет и пыли околозвёздной среды в целом, занимается молодая наука на стыке минералогии, физики и астрономии — астроминералогия (astromineralogy).
Минералогия принадлежит к числу геологических наук. Название этой науки в буквальном смысле означает учение о минералах, которое объемлет все вопросы о минералах, включая и их происхождение. Термин «минерал» происходит от старинного слова «минера» (лат. minera — руда, ископаемое). Это указывает, что его появление связано с развитием горного промысла.
Интуитивно минералы можно определить как составные части горных пород и руд, отличающиеся друг от друга по химическому составу и физическим свойствам (цвету, блеску, твердости и т. д.). Например, биотитовый гранит как горная порода состоит из трех главных минералов различного состава: светлоокрашенного полевого шпата, серого кварца и черной слюды (биотита). Сплошная руда магнитного железняка сложена почти мономинеральным агрегатом, состоящим из кристаллических зерен магнетита.
На протяжении всей истории минералогии вопрос об определении содержания понятия «минерал» часто дискутировался, так что круг объектов этой науки неоднократно менялся и его границы нельзя считать окончательно установленными.
В настоящее время большинство объектов минералогии отвечает следующему определению: минерал — однородное природное твердое тело, находящееся или бывшее в кристаллическом состоянии. Таким образом, определенное понятие минерала отвечает минеральному индивиду — естественно ограниченному телу — и охватывает все разнообразие реальных единичных объектов минералогии, встречающихся в природе. В число минералов обычно не включаются высокомолекулярные органические
образования типа битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности. Некоторые из солеподобных органических соединений тем не менее рассматриваются в числе минералов, равно как и единичные аморфные образования, традиционно изучавшиеся минералогами, например, опал и аллофан. Газы, жидкости и вулканические стекла минералами не считаются.
С генетической точки зрения минералы представляют собой природные химические соединения и простые вещества, являющиеся естественными продуктами различных физикохимических процессов, соверша ющихся в земной коре и прилегающих к ней оболочках (включая и продукты жизнедеятельности организмов). (Разнообразнейшие синтетические продукты, т. е. искусственно получаемые в лабораториях и в заводских условиях химические соединения не могут называться минералами. Искусственными, или синтетическими, минералами условно называют лишь те искусственные соединения, которые по своему составу и кристаллическому строению отвечают природным.) К минералам относят и космогенные объекты, отвечающие вышеприведенным требованиям однородности и кристалличности.
Как показывают наблюдения над условиями нахождения минералов в природе, а также экспериментальные исследования, каждый минерал возникает в определенном интервале физикохимических условий (давления, температуры и концентрации химических компонентов в системе). При этом отдельные минералы сохраняются неизменными до тех пор, пока не будут превзойдены пределы их устойчивого состояния при воздействии внешней среды (например, при процессах окисления или восстановления, при падении или повышении температуры или давления и др.). Поэтому в историческом ходе развития геохимических процессов многие минералы подвергаются изменению, разрушению или замещению другими минералами, устойчивыми во вновь создающихся условиях.
Рассматривая минералы как части природных физикохимических систем, можно определить их, в полном соответствии с понятиями химической термодинамики, как природные твердые фазы (в понимании Дж. Гиббса). Необходимо только отметить, что некоторые минералы могут существовать в природе и за пределами своих полей устойчивости, сохраняясь в метастабильном состоянии долгое время (например, алмаз).
Весьма значительное количество известных в настоящее время минералов имеет важное практическое значение как минеральное сырье (при условии, конечно, если скопления их в определенных участках, называемых месторождениями полезных ископаемых, обладают промышленным содержанием и запасами, достаточными для обеспечения предприятия по разработке месторождения). Одни минералы (рудные) содержат в своем составе те или иные ценные для промышленности металлы (железо, марганец, медь, свинец, цинк, олово, вольфрам, молибден и др.), извлекаемые при металлургической обработке руд. Другие минералы (такие как алмаз, хризотиласбест, кварц, полевые шпаты, слюды, гипс, сода, мирабилит и др.), благодаря их ценным физическим или химическим свойствам, применяются для тех или иных целей в сыром виде (без переработки) или используются для получения необходимых в промышленности синтетических соединений, строительных материалов и пр.
Таким образом, минералогия как наука о природных химических соединениях (минералах) изучает во взаимной связи их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение. В соответствии с этим и задачи данной науки должны быть тесно связаны, с одной стороны, с достижениями смежных с нею наук (физики, химии, кристаллохимии и др.), а с другой — с запросами практики поисковоразведочного дела.
Главнейшими задачами минералогии в настоящее время являются:
1) всестороннее изучение и более глубокое познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с их химическим составом и кристаллическим строением с целью практического использования их в различных отраслях промышленности и выявления новых видов минерального сырья;
2) изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породах с целью выяснения условий возникновения минералов и истории процессов минералообразования (генезиса), а также использованияэтих закономерностей при поисках и разведках различных месторождений полезных ископаемых.
Минералогические исследования при решении этих задач опираются на законы точных наук: физики, химии, кристаллографии, кристаллохимии, коллоидной химии и физической химии. Данные минералогии, в свою очередь, используются в таких науках, как геохимия, петрография, учение о месторождениях полезных ископаемых, а также в поисковоразведочном деле и в ряде технических наук (металлургия, обогащение руд и др.).
Представления о природе минералов, а соответственно, и содержание минералогии складывались исторически и менялись по мере развития знаний в области геологии и естествознания в целом. Рассмотрим главнейшие события в истории естествознания, повлиявшие на развитие минералогии как науки.
В учебном пособии рассмотрены основные геометрические закономерности, наблкщаемые в кристаллах, и общие закономерности внутрен него строения кристаллического вещества. Приведена краткая характе ристика минералов и отдельно выделены характерные диагностические отличия от сходных минералов. Значительное внимание уделено метода ке визуальной диагностики минералов.
Предназначено для студентов негеологических специальностей: геофизиков, гидрогеологов, географов, металлургов, обогатителей, горняков, маркшейдеров, буровиков и т.п.
В настоящее время нет ни одной отрасли проминленности и сельского хозяйства, где в том или ином виде не использовались бы минералы. Знакомство с основами минералогии необходимо для работы во многих отраслях науки и техники. Без знаний в этой области не могут обойтись не только геологи но и специалисты многих других профессий. Как показывает многолетний опыт преподавания дисциплины, имеющиеся для геологов учебники по минералогии и кристаллографии не соответствуют сокращенной учетной программе для студентов негеологических специальностей, а учебных пособий и справоиников по определению минералов, пригодных для использования лицами не имеющими специальной минералогической подготовки, недостаточно, Учебное пособие должно восполнить этот пробел.
Приведено описание и охарактеризованы методы определения ювелирных и поделочных камней. Даны диагностические таблицы минералов. В них включены как традиционные ювелирные и поделочные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир, гранаты, топаз, турмалин, кварц и др.), так и новые (скаполит, апатит и др.), а также синтетические аналоги и имитации природных камней, применяемые в ювелирном деле. Определитель построен на диагностике физических свойств минералов: цвета, прозрачности, твердости, спайности и др.
Для геммологов, минералогов, геологов и других специалистов, занимающихся изучением, оценкой, обогащением и обработкой ювелирных и поделочных камней. Представляет также интерес для широкого круга любителей камня.
Лабораторные работы цикла “Минералогия” занимают важнейшее место в подготовке студентов направления 130400 “Горное дело” и являются наиболее сложными для усвоения дисциплины “Геология”, поскольку они требуют значительного объема самостоятельной работы студента с литературой, с каменным материалом, а также необходимость запоминания большого количества новых терминов и диагностических свойств отдельных минералов.
Основной целью лабораторных работ этого цикла является научить студента макроскопической диагностике минералов, т.е. определению минералов невооруженным глазом и при помощи легко доступных в быту подручных средств, а также ознакомить с программным перечнем породообразующих и рудных минералов. Поэтому настоящие методические указания содержат, в основном, сведения, характеризующие диагностические свойства минералов и описание этих свойств для отдельных минералов в виде минералогических таблиц.
Лабораторный цикл “Минералогия” охватывает 8 часов лабораторных занятий и включает следующие темы.
Лабораторная работа № 1. Изучение диагностических свойств минералов: морфология минералов и их агрегатов, физические свойства минералов (цвет, твердость, блеск и др.) (2 часа).
Лабораторная работа № 2. Изучение и определение породообразующих и рудных минералов из классов: самородные элементы, сульфиды, оксиды (окислы) и гидроксиды, карбонаты, сульфаты, хлориды, фториды, фосфаты, силикаты и алюмосиликаты (6 часов).
Выполнение лабораторных работ включает в себя: знакомство с эталонной коллекцией минералов под руководством преподавателя; выполнение контрольного задания по определению и описанию минералов индивидуальной задачи; проверку знаний студента диагностических свойств минералов отдельных классов путем тестового или устного опроса.
Обратите внимание, что в качестве примеров при характеристике отдельных диагностических свойств минералов используются только минералы из минералогических таблиц данных методических указаний.
Цель лабораторной работы: изучение состава, свойств, происхождения и применения породообразующих и рудных минералов, овладение навыками их диагностики и описания.
Необходимое оборудование и материалы: методические указания к лабораторной работе № 1, эталонные коллекции минералов: "самородные, сульфиды оксиды и гидроксиды", "соли", "силикаты", шкалы твёрдости, лупы, стеклянные и фарфоровые пластинки, магнитные стрелки, 10%-ную соляную кислоту, комплект индивидуальных задач на подгруппу – получает дежурный до начала занятия.
Практическая часть работы включает знакомство с эталонными коллекциями породообразующих и рудных минералов различных классов, а также определение и описание минералов индивидуальной задачи. Индивидуальная задача представляет собой набор образцов каменного материала снабжённых номером. Часто в образце присутствует не один, а несколько минералов предусмотренных для изучения программой курса ¡Геология¢. По результатам выполненной работы составляется отчёт в табличной форме на внутреннем развороте двойного листа тетради в клетку, с описанием минералов каждого образца индивидуальной задачи. Форма таблицы для составления отчета и пример описания минералов, а также образец оформления титульного листа приводятся в прил. 1 и 2.
Россыпям посвящена обширная литература, отображающая тот интерес, который на протяжении многих десятилетий неизменно вызывает во всех странах этот тип месторождений как один из важных источников минерального сырья.
В настоящее время имеется ряд обобщающих трудов по геологии россыпей и в том числе ставшая классической книга «Основы геологии россыпей» Ю. А. Билибина, составленная применительно к золотоносным районам Северо-Востока СССР.
Менее успешно развивалось изучение вещественного состава и особенно — минералогии россыпей. Несмотря на большое число опубликованных работ, посвященных описанию минералов россыпей, исследованию минерального состава шлихов и терригенных пород и тому подобных вопросов, еще не создана общая минералогия россыпей, позволяющая представить наблюдаемые в них минеральные ассоциации не как случайные механические скопления обломочных частиц, а как закономерный результат проявления геологических и геохимических процессов." title="<--break-->">
Изложены методика и организация полевых минералого-петрографических исследований на учебно-производственном полигоне «Саблино». Приведено описание геологического строения полигона и природных объектов в его окрестностях, изучение которых должно закрепить знания студентов по курсу минералогии, подготовить их к изучению петрографии и прохождению геологосъёмочной практики.
Предназначены для студентов геологоразведочного факультета специальности 130306 «Прикладная геохимия, петрология, минералогия».
Определитель главнейших минералов, используемых в черной и цветной металлургии и других отраслях промышленности, представлен в табличной форме в алфавитном порядке. В определителе представлены краткие сведения по основным морфологическим особенностям и физическим свойствам минералов, а также области их применения. Эти справочные данные могут использоваться студентами не только на стадии изучения минералов, но и при работе над курсовыми и дипломными проектами." title="<--break-->" class="mceItem">
Истинное наслаждение доставляет [лишь] то, стремление к чему возрастает тем больше, чем больше [человек] этим владеет. И таково состояние человеческой души, когда он познаёт то, чего не знал [ранее]. Однако тело берет верх над душой, требуя отдыха после усталости от усилий и отвлекая ее от того, чем она была занята, потому что невозможно испытывать наслаждение, когда чувства устали от деятельности, а во сне сила воображения ограничивается грезами.
В книге крупнейшего советского кристаллографа Г. Г. Леммлейна рассматриваются проблемы образования кристаллов, их дефектной структуры и связанных с нею свойств. В частности, анализируется как морфология поверхности выросших кристаллов, так и кинетика послойного роста и испарения кристаллов. Ряд работ автора, приведенных в монографии, посвящен образованию включений в растущих кристаллах и их дальнейшему преобразованию под действием поверхности энергии и изменения внешних условий. В связи с задачами геологической термометрии по включениям в минералах исследуются диаграммы состояния минералообразующих растворов при различных степенях заполнения.
Морфология распределения примесной дефектности обсуждается в связи с условиями генезиса минералов. Подробно рассматривается проблема примесной окраски кварца.
Книга интересна для физиков, химиков, минералогов, геологов и инженеров, изучающих проблемы образования и свойства кристаллов.
В книге рассматриваются происхождение, распространенность, а также особенности химизма породообразующих минералов щелочных горных пород Сибири (частично Востока страны).
Представления автора о генезисе различных типов щелочных пород складчатых и платформенных зон Сибири основываются на многочисленных данных прямых определений нижних температурных пределов кристаллизации породообразующих силикатов, полученных методом гомогенизации первичных газово-жидких и расплавленных включений в минералах, а также данных определения давления в магматических камерах по высокотемпературным первичным включениям, полученных криогидратным методом.
Излагаются соображения автора о возможных путях кристаллизации высококалиевых (лейцитовых) пород и возможной генетической природе щелочной ветви сложных ультраосновных щелочных комплексов платформ на примере Гулинской интрузии
" title="<--break-->"> 
