Добрый день, Коллеги. Важное сообщение, просьба принять участие. Музей Ферсмана ищет помощь для реставрационных работ в помещении. Подробности по ссылке
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 этот том включены доклада, представленные на XI съезде ММА (Новосибирск, 4-10 сентября 1978 г.) и посвященные различным аспектам экспериментальной минералогии и петрологии. Книга представляет интерес для широкого круга геологов, специалистов в области генетической и экспериментальной минералогии и петрологии.
По инициативе Комиссии по экспериментальной петрологии высоких давлений и температур при Международном союзе геологиче-ких обществ с участием Международной минералогической ассоциации з рамках XI съезда ассоциации, состоявшегося 4-10 сентября [978 года в г.Новосибирске, проведен симпозиум "Экспериментальная минералогия и проблема верхней мантии". Симпозиум был организован Комиссией по экспериментальной минералогии Всесоюзного минералогического общества.В настоящий сборник включены доклады по экспериментальной минералогии и петрологии, прочитанные учеными СССР, ФРГ, Канады, Японии и США на заседаниях симпозиума и некоторых других секциях (I съезда Международной минералогической ассоциации.В статье П.Уайли, открывающей сборник, дано обобщение экспериментальных исследований автора по плавлению перидотита в присутствии флюидов с различным соотношением Н20 и С02 при давлениях до 40 кбар. Присутствие H2O и CO2 приводит к понижению температуры солидуса, и состав флюидной фазы существенно зависит от температуры, давления и содержания H2O и CO2, если они, конечно, присутствуют в мантийных минералах. Зона пониженных скоростей в мантии связана с начальным плавлением периодитов. Различные геотектонические условия отличаются соотношениями H2O и CO2 во флюидах и, следовательно, условиями плавления.В.А.Жариков, Р.А.Ишбулатов, Ю.А.Литвин в своей статье приводят данные экспериментальных исследований, подтверждающих ранее выдвинутую авторами гипотезу происхождения изверженных пород известко-во-щелочных серий из мантийных базальтовых магм или эклогитов путем выноса 10-30% первичного содержания щелочей. Непосредственно показано, что добавление щелочей к кремнеземсодержащим разностям перемещает фигуративные точки расплавов в область эклогитовых па-рагенезисов, отделенных от кремнеземсодержащих пород температурным барьером. Показано, что это связано с избыточным содержанием кремнезема в клинопироксенах высокого давления.
В книге изложены новые данные о типоморфизме минералов и минеральных ассоциаций и показаны возможности использования их особенностей для выяснения генезиса руд и пород разных генетических типов. Рассмотрено значение выявляемых закономерностей для поисков, разведки и оценки минеральных месторождений, в том числе - новых типов. Доказывается необходимость интерпретаций результатов исследований типоморфизма минералов в тесной связи с материалами, характеризующими геологическое строение районов и рудных полей. Оцениваются перспективы минералогического картирования с оконтуриванием участков и зон распространения типоморфных минералов и их ассоциаций.
Книга представляет значительно дополненное и переработанное издание предыдущей книги автора «Физико-химические основы анализа парагенезисов минералов» (1957 г.), которая была издана также на английском, французском и японском языках. Глава I посвящена термодинамическим основам анализа парагенезисов минералов, в особенности введенным автором понятиям открытых систем с вполне подвижными компонентами. Она дополнена данными об активности, фугитивности, кислотно-основном взаимодействии компонентов, термодинамических потенциалах систем с извне заданной кислотностью и окислительном потенциале. Глава II излагает графические методы изображения составов и их проективные преобразования. В главе III исследуется связь между минеральным и химическим составом при постоянных внешних условиях на основе правила фаз Гиббса. В главе] IV рассматривается зависимость минерального состава от внешних условий, излагаются методы построения многопучковых диаграмм минеральных равновесий в зависимости от интенсивных параметров, особенно от химических потенциалов двух вполне подвижных компонентов. В главе V излагается развитая автором теория экстремальных состояний минеральных систем (не затрагивавшаяся в предыдущем издании). В главе VI рассмотрено значение анализа парагенезиса минералов для решения петрологических проблем. Книга рассчитана на исследователей, интересующихся вопросами физико-химической петрологии и минералогии.
Обобщены новейшие данные в области синтеза ряда минералов в гидротермальных условиях, рас-плавными методами и при высоких давлениях. Приведены сведения по условиям выращивания, изучению строения и физических свойств кварца и некоторых его разновидностей, оптического кальцита, асбеста, цинкита, канкринита, циркона, иттриево-алюминиевых гранатов, фторфлогопита, муллита, алмаза и некоторых других минералов.
Для минералогов, геохимиков, кристаллографов, физиков, а также для всех других специалистов, занимающихся выращиванием и исследованием минералов, изучением процессов природного минерало-образования.
Третий выпуск тома III справочника «Минералы» содержит характеристику ленточных силикатов. Как и в предыдущих выпусках справочника при составлении статей критически использованы опубликованные в СССР и за рубежом результаты новейших исследований (рентгеноструктурных, химических, оптических и других), указаны условия образования и главные месторождения минералов, приведены данные об их синтезе и практическом использовании.
Справочник предназначен для широкого круга специалистов, имеющих дело с изучением и использованием минерального сырья.
Второй выпуск тома III справочника «Минералы» включает характеристику силикатов с линейными трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. Как и в предыдущих выпусках справочника, при составлении статей критически использованы опубликованные в СССР и за рубежом новейшие данные о рентгеноструктурных, химических, оптических, термических, физико-химических и других свойствах минералов, их нахождении в природе, синтезе и практическом использовании. Справочник предназначен для широкого круга минералогов, петрографов, геохимиков, геологов и других специалистов,, занимающихся изучением минерального сырья.
В настоящем выпуске III тома приводится описание силикатов с линейными трехчленными группами кремнекислородных тетраэдров, силикатов с кремне-кислородными тетраэдрами, сочлененными в кольца (кольцевые силикаты) и в цепочки (цепочечные силикаты). Кристаллохимическая классификация силикатов, описанных в этом выпуске, разработана Ф. В. Чухровым. Во втором выпуске III тома Справочника материал изложен в том же порядке, что и в предыдущих томах.
Изложены теоретические основы прохождения света через прозрачные среды и отражения его от непрозрачных сред. Описаны аппаратура, использующаяся при изучении прозрачных и рудных минералов, и методика изучения оптических явлений. Даны схемы последовательности определения неизвестного минерала по его оптическим свойствам. Помещены таблицы оптических и физических свойств наиболее распространенных прозрачных и рудных минералов.
Для геологов-практиков и научных работников в области петрографии, минералогии, обогащения руд и металлургии.
Настоящий справочник по минералам представляет перевод известной книги Dana, System of Mineralogy, имеющей длинную историю. Составленная молодым американским минералогом Джемсом Дуайтом Дэна (James Dwight Dana, 1813—1895), „System" впервые увидела свет в 1837 г. Как удобный справочник по минералам, эта книга затем неоднократно переиздавалась, каждый раз пополняясь и получая необходимые изменения. Шестое издание „System" подготовил к печати уже сын автора — Эдвард Салисбери Дэна в 1892 г., снабдивший ее подзаголовком „Описательная минералогия", более точно отображающим содержание и назначение книги. В таком виде, но с приложением дополнений (Арреndix'ов), книга затем переиздавалась еще несколько раз.
В книге обобщены новейшие достижения электронной микроскопии, в частности, приведены сведения о ее применении в минералогии. Авторы книги — наиболее авторитетные специалисты по отдельным вопросам теории, эксперимента и применения электронной микроскопии в различных областях исследований. Рассматриваются трансмиссионная электронная микроскопия высокого разрешения, высоковольтная и сканирующая электронная микроскопия, дифракция электронов, микрорентгеноспектральный анализ, теория контраста и высокого разрешения изображений, методики универсального препарирования и т. д.
Книга чрезвычайно полезна для работников лаоорато-рий электронной микроскопии вне зависимости от их профиля, минералогов, петрографов, металлургов, материаловедов, а также преподавателей, аспирантов и студентов соответствующих вузов.
Предлагаемая вниманию читателей книга примечательна во многих отношениях. Она отличается новизной и оригинальным содержанием, необычным составом авторов, что оказало определенное влияние на ее построение и характер изложения. В книге нашел отражение тот качественный скачок в развитии электронной микроскопии (ЭМ) вообще и в ее применениях в минералогии в частности, который произошел в начале семидесятых годов. Здесь собран свежий научный и фактический материал, которого пока еще нет в других книгах по электронной микроскопии,— его можно найти лишь в отдельных публикациях, рассеянных по многочисленным периодическим изданиям и сборникам последних лет.
Показано значение минералогических исследований для повышения эффективности поисково-разведочных работ. Освещено развитие поисковой минералогии, основанной на изучении типоморфизма минералов. Рассмотрены задачи технологической минералогии и состояние генетической минералогии. Основное внимание уделено применению современных методов изучения минералов с целью получения различной геологической информации, помогающей решению практических задач при поисках и разведке месторождений.
Для геологов, минералогов и других специалистов, занимающихся поисковыми, разведочными и оценочными работами на различные полезные ископаемые.
