Минерал

Минерал (ескі лат. mіnera – кентас кесегі) – химиялық құрамы және физикалық қасиеттері бір текті табиғи дене. Ол жер бетіндегі немесе жердің (ғарыш денелерінің) қойнауындағы физикалық - химиялық процестерге байланысты пайда болып, тау жыныстарын, кентастар мен метеориттерді, т.б. құрайды. Минерал негізінен қатты денелер. Олар кристалды (пирит, галенит), аморфты (опал, лимонит) және метамикты (сырты кристалл тәрізді, ішкі құрылысы аморфты, шыныға ұқсас) болып жіктеледі. Әр Минерал өзіне тән құрамды, кристалды құрылымы бар табиғи қосынды. Жекелеген кристалдар, дәндер және басқа денелер Минералдық индивид деп, ал Минералдық индивидтердің бірігіп түзілгендері минералдық агрегаттар деп аталады. Табиғатта зерттелген Минерал түрлері 2,5 мыңға жуық, жыл сайын 30-ға жақын жаңа Минерал түрлері анықталады. Минералдардың көпшілігінде ионды құрылым кездеседі (кристалдық химия). Ковалентті және интерметалдық құрылымдар аз кездеседі. Минерал құрауға Менделеев кестесіндегі инертті (асыл) газдар мен ураннан соңғы элементтердің бәрі қатысады. Олардың кейбіреуі Минерал құрауда басты орын алады, ал құрылымы мен қасиеттері басты элементтерге ұқсастары (Pd, Ge, Іn, Cd, Ga, Tl, Se, І, Br, Re, Rb) Минералдардың құрамында изоморфтық қоспалар түрінде кездеседі. Изоморфтық қоспалар Минералдардың химиялық қасиеттерін өзгертеді. Табиғатта силикаттар (Минералдың жалпы санының 25%-ы), сульфидтер (13%), фосфаттар мен ванадаттар (18%), тотықтар мен гидрототықтар (12%), түрлі табиғи химиялық қосылыстардың (32%) Минералдары бар. Жер қыртысының 92%-ы силикаттардан, тотықтардан, гидрототықтардан тұрады. Химиялық құрамы жағынан Минералдар таза элементтер және күрделі қосылыстар болып бөлінеді. Минерал кристалдары жай аниондардан (S^2–, O^2–, OH^–, Cl^–, т.б.), аниондық радикалдардан [CO₃]^2–, [SіO₄]^4–, [PO₄]^3–, т.б. құралады. Минералдарды кристалды химиялық жіктеу, құрылысының ерекшеліктеріне негізделген. Құрылымы бір типтес Минералдар құрамының изоморфизм процестерінен өзгеруі оларды құраушы атомдардың, иондардың атомдық (иондық) радиустарына, кристалдық - химиялық сандарына, химиялық байланыс түрлеріне байланысты болады. Минерал морфологиясы оның ішкі, құрылысына, пайда болу, қалыптасу жағдайларына қарай анықталады. Мысасылы, Қарағанды өңірінің талшықты родуситі – сұйық, ал бұршақ сияқты тығыз, борпылдақ родуситі – қою коллоид ерітінділерінің кристалдануынан түзілген. Жеке Минералдар сыңарларының өлшемі әр түрлі болады. Тарбағатай пегматиттерінен табылған кварц кристалдарының ұзындығы 6 метр, салмағы 72 тонна, қырларының ені 1 метрге жетеді. Кейбір коллоидтық Минералдардың көлемі бірнеше м³ болады. Табиғаттағы Минералдар сырт пішініне қарай көбіне дендриттер, оолиттер, сферолиттер, секрециялар, конкрециялар, дән, топырақ сияқты массалар, сталактиттер, сталагмиттер түрінде кездеседі. Минералдардың физикалық қасиеттері кристалдық құрылымына және химиялық құрамына байланысты. Тығыздығына байланысты Минералдар жеңіл (2500 кг/м³ дейін), орташа (2500 – 4000 кг/м³), ауыр (4000 – 8000 кг/м³) және өте ауыр (8000 кг/м³-тен жоғары) болып жіктеледі. Мөлдірлік қасиетіне байланысты мөлдір (тау хрусталі), шала мөлдір (сфалерит), мөлдір емес (магнетит) болып ажыратылады. Минералдар жаралу, өсу, өзгеру сатыларынан (Минералдар онтогениясы) өтеді. Минерал магмалық балқымаларда, ерітінділерде, газдарда түзіледі. Белгілі процестерден кейін бірнеше Минералдың топталуы Минералдар парагенезисі деп аталады. Пайда болған Минералдар ассоциациялары парагенетикалық талдау негізінде жасалған әр түрлі физикалық - химиялық диаграммалар бойынша анықталады. Табиғи реакцияларда түзілетін Минерал өзін қоршаған ортамен, ортаның фазалық қалпымен және физикалық - химиялық параметрлермен тығыз байланысты. Бұл жағдайлар Минералдардың құрамы мен түрлі қасиеттеріне әсер етіп, оған типоморфтық белгілер (Минералдардың кристаллографиялық ерекшеліктері, агрегаттарының сипаты, жеке сыңарларының өлшемі, кейбір физикалық - химиялық қасиеттер) береді. Минералдар экзогендік, эндогендік, метаморфогендік процестерде пайда болады. Минералдардың генезисін анықтау үшін олардың түзілу процестерінің химизмін, пайда болған ортаның фазалық қалпын, жүйенің физикалық - химиялық параметрлерін, түзілу, өсу, даму жолдарын, оны құраған заттардың түп негізін білу керек. Бұл аталғандарды анықтаудың басты жолдары: а) геологиялық жағдайларды зерттеу; ә) типоморфтық белгілерді анықтау; б) парагенетиканы талдау; в) онтогенды талдау; г) газ бен сұйық қосындысын зерттеу; ғ) табиғи реакциялардың термодинамикалық шамаларын есептеу; д) әр түрлі геотермометрлер мен газобарометрлер арқылы термодинамикалық параметрлерді анықтау; е) теңдеулердің физикалық - химиялық жүйесін зерттеу; ж) табиғатта түзілу жолдарын тәжірибемен қайталау; з) изотоптық құрамын анықтау. Минералдардың өндірісте қолданылуы олардың түрлі бағалы қасиеттеріне негізделген. Өте қатты Минералдар (алмас, корунд, гранат, т.б.) абразивтер ретінде, пьезоэлементтік қасиеті барлары радиоэлектроникада қолданылады; қатты әдемі түстілерінен зергерлік бұйымдар жасалады. Минералдардың физикалық қасиеттері олардың кендерін іздеуге, кентастарды байытуға мүмкіншілік береді. Қазақстанда кездесетін Минералдардан Менделеев кестесіндегі элементтердің 60-тан астамы өндіріледі. Қазақстанның әр жерінен жиналған Минералдардың таңдаулы коллекциялары Қазақстанның геологиялық мұражайларына қойылған. Бандунгтегі (Индонезия) геологиялық мекеменің мұражайында Семізбұғы кенінің корунд Минералы сақтаулы;

Минерал түрлері.

Минералдар

Термин

"Минерал" термині жеке адамға, түрге және сортқа қатысты қолданылады. Минерал минералды түр ретінде белгілі бір химиялық құрамы мен кристалдық құрылымы бар табиғи химиялық қосылыс болып табылады. Егер құрылымдық сәйкестіліктегі химиялық құрамдағы айырмашылықтар өте үлкен болмаса, онда минералды сорттар түсіне, морфологиялық немесе басқа ерекшеліктеріне байланысты бөлінеді: мысалы, рок кристалы, аметист, цитрин, халцедон кварцтың сорттары болып табылады. Минералды адамдар-бұл минералды денелер, олардың арасында интерфейстер бар, мысалы, кристалдар мен дәндер.

Минералдарды зерттеу минералогия ғылымымен айналысады. Минералдардың пайда болуын генетикалық минералогия анықтайды, ал минералдардың филогенезі минералды түрлерді зерттеумен айналысады.

1950 жылдардан бастап жаңа минералдың ашылу фактісін және оның атауын халықаралық минералогиялық қауымдастықтың (ММА) жаңа минералдар мен минералды атаулар жөніндегі комиссиясы мақұлдады. Қазіргі уақытта 5336-дан астам минералды түрлер құрылды және комиссия жыл сайын бірнеше ондаған жаңа түрлерін бекітеді, бірақ тек 100-150 минерал кең таралған.

Атмосфералық жағдайда сұйықтық болып табылатын кейбір табиғи заттар да минералдар болып саналады (мысалы, төмен температурада кристалды күйге келетін табиғи сынап). Су, керісінше, минералдарға жатпайды, оны минералдың сұйық күйі (балқымасы) ретінде қарастырады мұз. Кейбір минералдар аморфты күйде және кристалдық құрылымы жоқ. Бұл негізінен кристалдардың сыртқы формасы бар, бірақ өздерінің құрамына кіретін радиоактивті элементтердің (уран, торий және т.б.) қатты радиоактивті сәулеленуінің әсерінен олардың бастапқы кристалдық торының бұзылуына байланысты аморфты, шыны тәрізді күйде болатын метамиктикалық минералдар деп аталады. Минералдар айқын кристалды, аморфты — метаколлоидтар (мысалы, опал, лешателерит және басқалар) және кристалдардың сыртқы пішіні бар, бірақ аморфты, шыны тәрізді күйде болатын метамиктикалық минералдар бар.