Looduslikud ja kunstlikud mineraalid. Primaarsed ja sekundaarsed mineraalid.

Mineraal (alates u. sajandist lat. minera – maak)- see on teatud keemilise koostise ja kristalse struktuuriga looduslik keha, mis on tekkinud Maa, Kuu ja teiste planeetide pinnal ja sügavustes toimuvate looduslike füüsikaliste ja keemiliste protsesside tulemusena ning millel on teatud füüsikalised, mehaanilised ja keemilised omadused; on tavaliselt komponent kivid, maagid ja meteoriidid. Mineraal on tavaliselt elementide looduslik keemiline ühend või looduslik element, mis moodustub teatud füüsikalistes ja keemilistes keskkonnatingimustes.

Mineraloogia on mineraalide uurimine. Mineraloogia uurib mineraalide koostist, keemilisi ja füüsikalisi omadusi, nende päritolu, muutumis- ja muundumisprotsesse teisteks mineraalideks, samuti mõnede mineraalide seoseid teistega maavarades või kivimites.

Termin "mineraal" tähendab tahket looduslikku anorgaanilist kristalset ainet. Kuid mõnikord käsitletakse seda laiemas kontekstis, liigitades mõned orgaanilised, amorfsed ja muud looduslikud tooted mineraalideks.

Mineraalideks peetakse ka mõningaid looduslikke aineid, mis on normaalsetes tingimustes vedelikud (näiteks elavhõbe, mis muutub kristalliliseks olekusse madalamal temperatuuril). Vett, vastupidi, ei klassifitseerita mineraalide hulka, pidades seda mineraaljää vedelaks olekuks (sulaks).

Mõned orgaanilised ained - õli, asfalt, bituumen - liigitatakse sageli ekslikult mineraalideks või liigitatakse need eriklassi "orgaanilised mineraalid", mille otstarbekus on väga vastuoluline.

Mõned mineraalid on amorfses olekus ja neil puudub kristalne struktuur. Mineraale, millel on kristallide väline vorm, kuid mis on amorfses klaasitaolises olekus, nimetatakse metamiktiks. Näiteks lauasool on selgelt kristalne, opaal aga amorfne. Kristallilise struktuuriga mineraalides paiknevad elementaarosakesed (aatomid, molekulid) kindlas suunas ja üksteisest teatud kaugusel, moodustades kristallvõre. Amorfses aines paiknevad need osakesed kaootiliselt. Selle põhiomadused sõltuvad mineraali sisestruktuurist (kristalliline või amorfne). füüsikalised omadused(kõvadus, lõhenemine, haprus, kristallograafiline väliskuju jne). Ja need omakorda kuuluvad mineraalide kõige olulisemate diagnostiliste omaduste hulka.

Mineraalide koostist väljendab selle keemiline valem – empiiriline, poolempiiriline, kristallkeemiline. Empiiriline valem kajastab ainult mineraalide üksikute elementide vahelist suhet. Selles on elemendid paigutatud vasakult paremale, kui nende rühmade arv perioodilisuse tabelis suureneb, ja ühe rühma elementide puhul - nende järjekorranumbrite vähenedes, s.t. kui nende tugevusomadused suurenevad.

Praegu on loodusest leitud ja uuritud üle 3 tuhande mineraali, kuid need pole võrdselt jaotunud. Igal aastal avastatakse neid umbes 30 liiki, millest vaid paarkümmend on laialt levinud, ülejäänud on haruldased. Kõige levinumad on hapnikku, räni ja alumiiniumi sisaldavad mineraalid, kuna need elemendid on maakoores ülekaalus - 82,58%.

Mineraalid on saanud nime nende esmaavastuskoha järgi, suurte mineraloogide, geoloogide ja muude erialade teadlaste, kuulsate mineraalide kogujate, rändurite, astronautide, mineviku ja tänapäeva ühiskonna- ja poliitikategelaste auks, vastavalt mõnele iseloomulikule füüsikalisele omadusele või keemiline koostis. Viimane keemiline põhimõte on eriti soovitatav ja enamik viimastel aastakümnetel avastatud mineraale kannab nimes endas teavet nende keemilise koostise kohta.

Mineraale üritati süstematiseerida erinevatel alustel juba aastal iidne maailm. Kaasaegses mineraloogias on palju erinevaid mineraloogilise taksonoomia variante. Enamik neist on üles ehitatud struktuur-keemilisel põhimõttel. Kõige laialdasemalt kasutatav klassifikatsioon põhineb keemilisel koostisel ja kristallstruktuuril. Sama keemilise tüüpi ained on sageli sarnase struktuuriga, mistõttu jaotatakse mineraalid esmalt klassidesse keemilise koostise alusel ja seejärel struktuuriomaduste alusel alamklassidesse.

Mineraale klassifitseeritakse sõltuvalt nende päritolust. esmane ja sekundaarne.

Primaarsete mineraalide hulka kuuluvad need, mis tekkisid esimest korda maakoores või selle pinnal magma kristalliseerumise käigus. Peamised levinumad mineraalid on kvarts, päevakivi ja vilgukivi, mis moodustavad vulkaanikraatrites graniidi või väävli.

Sekundaarsed mineraalid tekkisid tavatingimustes primaarsete mineraalide hävimisproduktidest ilmastiku mõjul, sadestamisel ja soolade kristalliseerumisel vesilahustest või elusorganismide elutegevuse tulemusena. Need on köögisool, kips, silviit, pruun rauamaak jt.

Ükskõik kui rikas ja mitmekesine on mineraalide maailm, ei ole see alati nii sa saad neid piisavas koguses ja nõutava kvaliteediga. Inimesed ei vaja sageli mitte ainult mineraale, vaid ainult neid, mis vastaksid metallurgia-, elektri- ja raadiotehnika, optika-mehaanika, täppisinstrumentide valmistamise ja muude tööstusharude üha kasvavatele nõudmistele. Nõuded rahvamajandus mineraalidele, on sageli väga suured: kõrge keemilise puhtuse aste, läbipaistvus, täiuslik lõikamine jne. Ja loomulikult ei suuda loodus alati neid taotlusi rahuldada. Seetõttu, mitte piirdudes ainult looduslike mineraalide kaevandamisega, otsib inimene pidevalt viise ja vahendeid tehismineraalide saamiseks, mis pole mitte ainult mitte halvemad, vaid isegi paremad kui looduslikud. Teaduse ja tehnoloogia areng igal aastal võimaldab meil tungida sügavamale mineraalide maailma saladustesse. Inimene on õppinud looma ainulaadseid seadmeid, mis võimaldavad saada mineraale, mis ei jää mitte ainult kvaliteedilt alla Maa sügavustes sündinutele, vaid ka toota uusi, seni tundmatuid, sageli väga väärtuslike ja originaalsete omadustega mineraale.

Kunstlike vahenditega (sünteesimeetod) on võimalik saada mineraale, mida leidub looduslikes tingimustes (teemant, korund, kvarts jne), ja mineraale, mis looduslikes tingimustes iseseisvalt ei esine (aliit, beliit jne), kuid sisalduvad erinevates tehnilistes toodetes, nagu tsemendid, tulekindlad materjalid jne. Praegu on tööstuslikuks otstarbeks saadud mitmeid looduses harva esinevaid, kuid väärtuslike omadustega mineraale (fluoriit, korund jne).

Looduslike mineraalide sünteesimeetodid võib jagada kahte rühma:

1) süntees viiakse läbi normaalrõhu tingimustes.

2) süntees, mis viiakse läbi kõrgendatud rõhul.

Praegu taandub tehismineraalide tootmine järgmistele protsessidele:

1) sulakristallisatsioon;

2) reaktsioonid, milles osalevad gaasikomponendid;

3) mineraalide saamine vesilahuste juuresolekul;

4) mineraalide saamine reaktsioonil tahkes keskkonnas.

Mineraalide sünteesi praktiline tähtsus on viimastel aastatel järsult kasvanud. Sellest hoolimata on tehismineraalide osatähtsus endiselt suhteliselt väike. Peamine roll on looduslikel mineraalidel - paljude metallide peamistel tarnijatel tööstusele

Mineraale leidub laialdaselt rakendus V kaasaegne maailm. Umbes 15% kõigist teadaolevatest mineraaliliikidest kasutatakse tehnoloogias ja tööstuses. Mineraalidel on praktiline väärtus kõigi metallide ja muude allikatena keemilised elemendid(mustade ja värviliste metallide maagid, haruldased ja mikroelemendid, agronoomilised maagid, toorained keemiatööstus). Paljude mineraalide tehnilised rakendused põhinevad nende füüsikalistel omadustel.

Abrasiividena ja abrasiivainetena kasutatakse kõvasid mineraale (teemant, korund, granaat, ahhaat jne); piesoelektriliste omadustega mineraalid (kvarts jne) - raadioelektroonikas; vilgukivi (muskoviit, flogopiit) - elektro- ja raadiotehnikas (oma elektriisolatsiooniomaduste tõttu);

asbest - soojusisolaatorina;

talk - meditsiinis ja määrdeainetes;

kvarts, fluoriit, Islandi sparv - optikas;

kvarts, kaoliniit, kaaliumpäevakivi, pürofülliit - keraamikas;

magnesiit, forsteriit - magneesiumi tulekindlate ainetena jne.

Mitmed mineraalid on vääriskivid ja dekoratiivkivid. Geoloogilise uurimistöö praktikas kasutatakse laialdaselt maavarade mineraloogilist uurimist ja hindamist.

Maakide rikastamise ja mineraalide eraldamise meetodid, samuti geofüüsikalised ja geokeemilised meetodid maavarade leiukohtade otsimiseks ja uurimiseks põhinevad mineraalide füüsikaliste ja keemiliste omaduste (tihedus, magnetilised, elektrilised, pinna-, radioaktiivsed, luminestsents- ja muud omadused) erinevustel. ), samuti värvikontrastidele.

Mitmete mineraalide tehisanaloogide monokristallide tööstuslik süntees raadioelektroonika-, optika-, abrasiivi- ja juveelitööstuse jaoks toimub suures mahus.

Praeguseks on teada rohkem kui 4 tuhat mineraali. Igal aastal avastatakse mitukümmend uut mineraaliliiki ja mitu suletakse - need tõestavad, et sellist mineraali pole olemas.

Neli tuhat mineraali pole teadaolevate anorgaaniliste ühendite arvuga (üle miljoniga) palju.

Kõik mineraalide ja kivimite moodustumise protsessid võib jagada kolme rühma:

A. Endogeensed (sisemised) või, nagu neid sageli nimetatakse, hüpogeensed (sügavad) protsessid, mis toimuvad maakera sisemise soojusenergia tõttu.

B. Eksogeensed (välised) või hüpergeensed (pinna) protsessid, mis toimuvad maapinnal peamiselt päikeseenergia mõjul.

B. Metamorfsed (metamorfogeensed) protsessid, mis on seotud varem tekkinud mineraalsete ühenduste (nii eksogeensete kui endogeensete) degeneratsiooniga muutumise tagajärjel. füüsikalised ja keemilised tingimused, mille hulgas peamise koha hõivavad rõhu ja temperatuuri muutused.

Mineraalide liigid ja rühmad

Mineraalid: üldised omadused
"Mineraal" on tahke keha, mis koosneb keemilistest elementidest ja millel on mitmeid individuaalseid füüsikalis-keemilisi omadusi. Lisaks peaks see moodustuma ainult looduslikult, teatud looduslike protsesside mõjul. Mineraale saab moodustada kas lihtsatest ainetest (natiivsetest) või keerukatest.

Nende moodustumisele aitavad kaasa järgmised protsessid:
Tardne
Hüdrotermiline
Settekujuline
Metamorfogeenne
Biogeenne
Ühtsetesse süsteemidesse kogutud suuri mineraalide agregaate nimetatakse kivimiteks. Seetõttu ei tohiks neid kahte mõistet segi ajada. Kivimineraalid kaevandatakse täpselt tervete kivimitükkide purustamise ja töötlemise teel. Kõnealuste ühendite keemiline koostis võib olla erinev ja sisaldada suur hulk mitmesugused lisandid. Siiski on alati üks põhiasi, mis rivistuses domineerib. Seetõttu on see otsustav ja lisandeid ei võeta arvesse.
Mineraalide struktuur
Mineraalide struktuur on kristalne. Võredel on mitu võimalust, millega seda saab kujutada:
Kuubik
Kuusnurkne
Rombikujuline
Nelinurkne
Monokliinik
Trigonaalne
Trikliinik

Need ühendid klassifitseeritakse määrava aine keemilise koostise järgi.

Mineraalide tüübid
Klassifikatsioon, mis kajastab põhiosa mineraali koostisest.

Native või lihtsad ained. Need on ka mineraalid. Näiteks: kuld, raud, süsinik teemandi kujul, kivisüsi, antratsiit, väävel, hõbe, seleen, koobalt, vask, arseen, vismut ja paljud teised.

Halogeniidid, mille hulka kuuluvad kloriidid, fluoriidid, bromiidid. Näiteks: kivisool (naatriumkloriid) või haliit, silviit, fluoriit.

Oksiidid ja hüdroksiidid. Need moodustuvad metallide ja mittemetallide oksiididest, see tähendab nende ühendamisel hapnikuga. Sellesse rühma kuuluvad mineraalid - kaltsedon, korund (rubiin, safiir), magnetiit, kvarts, hematiit, rutiil, kasematiit jt.

Nitraadid. Näiteks: kaalium- ja naatriumnitraat.

Boraadid: optiline kaltsiit, eremejeviit.

Karbonaadid on süsihappe soolad. Sellesse rühma kuuluvad järgmised mineraalid: malahhiit, aragoniit, magnesiit, lubjakivi, kriit, marmor ja teised.

Sulfaadid: kips, bariit, seleniit.

Volframaadid, molübdaadid, kromaadid, vanadaadid, arsenaadid, fosfaadid - kõik need on vastavate hapete soolad, mis moodustavad erineva struktuuriga mineraale. Nimed - nefeliin, apatiit ja teised.

Silikaadid. SiO4 rühma sisaldavad ränihappe soolad. Näiteks: berüül, päevakivi, topaas, granaadid, kaoliniit, talk, turmaliin, jadeiit, lapis lazuli jt.

Samuti leitud orgaanilised ühendid, moodustades terveid looduslikke ladestusi. Näiteks turvas, kivisüsi, urkiit, kaltsium- ja raudoksolaadid jt. Samuti mitmed karbiidid, silitsiidid, fosfiidid ja nitriidid.

Natiivsed elemendid

Need on mineraalid, mis moodustuvad lihtsatest ainetest.
Näiteks:
Kuld liiva ja kullatükkide, kangide kujul
Teemant ja grafiit – allotroopsed modifikatsioonid kristallvõre süsinik
Vask
Hõbedane
Raud
Väävel
Plaatinametallide rühm

Sageli esinevad need ained suurte agregaatide kujul koos teiste mineraalidega, kivimitükkide ja maakidega. Kaevandamine ja nende kasutamine tööstuses on oluline. Need on aluseks, tooraine saamiseks materjalide, millest kõige rohkem erinevaid esemeid majapidamistarbed, kujundused, kaunistused, seadmed ja palju muud.

Fosfaadid, arsenaadid, vanadaadid
Sellesse rühma kuuluvad kivimid ja mineraalid, mis on valdavalt eksogeense päritoluga, st leitud väliskihtides maakoor. Sees tekivad ainult fosfaadid. Fosfor-, arseen- ja vanadiinhapete sooli on tegelikult päris palju. Kuid üldiselt on nende osakaal koores väike.

Sellesse rühma kuuluvad tavalised kristallid:

Apatiit
Vivianiit
Lindakerite
Roseniit
Karnotiit
Pascoite

Nagu juba märgitud, moodustavad need mineraalid üsna muljetavaldava suurusega kivimeid.

Oksiidid ja hüdroksiidid

Sellesse mineraalide rühma kuuluvad kõik oksiidid, nii lihtsad kui ka komplekssed, mis on moodustatud metallidest, mittemetallidest, metallidevahelistest ühenditest ja üleminekuelementidest. Nende ainete koguprotsent maakoores on 5%. Ainus erand, mis viitab silikaatidele, mitte aga vaadeldavale rühmale, on ränioksiid SiO2 kõigi selle sortidega.

Kõige tavalisem:
Graniit
Magnetiit
Hematiit
Ilmeniit
Kolumbiit
Spinell
Laim
Gibbsite
Romaneeshit
Holfertiit
Korund (rubiin, safiir)
Boksiit

Karbonaadid
Sellesse mineraalide klassi kuulub üsna palju erinevaid esindajaid, millel on samuti oluline praktiline tähtsus inimese jaoks.
Alamklassid või rühmad:
kaltsiit
dolomiit
aragoniit
malahhiit
sooda mineraalid
bastnäsite

Iga alamklass sisaldab mitmest üksusest kümnete esindajateni. Kokku on seal umbes sada erinevat mineraalset karbonaati.

Kõige levinumad neist:

marmorist
lubjakivi
malahhiit
apatiit
sideriit
smithsoniit
magnesiit
karbonatiit ja teised

Mõnda hinnatakse väga levinud ja olulise ehitusmaterjalina, teisi kasutatakse ehete loomisel, teisi aga tehnikas. Siiski on kõik olulised.

Silikaadid

Välisvormide ja esindajate arvu poolest kõige mitmekesisem mineraalide rühm. See varieeruvus on tingitud asjaolust, et räni aatomid, mis on nende keemilise struktuuri aluseks, on võimelised ühinema erinevad tüübid struktuur, koordineerides enda ümber mitut hapnikuaatomit.

Seega saab moodustada järgmist tüüpi struktuure:

saar
kett
lint
lehed

Need sisaldavad:
topaas
granaatõun
krüsopraas
rhinestone
opaal
kaltsedoon ja teised.
Neid kasutatakse ehetes ja neid hinnatakse kui vastupidavaid konstruktsioone, mida kasutatakse tehnoloogias.

Olulised mineraalid tööstuses:
Datoniit
Oliviin
murmaniit
Krüsokool
Eudialüüt
Beryl

Mineraalid- need on keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste poolest ligikaudu homogeensed looduslikud kehad, mis on tekkinud füüsikaliste ja keemiliste protsesside tulemusena Maa (või muude kosmiliste kehade) pinnal või sügavuses, peamiselt komponent kivimid, maagid, meteoriidid, ilma inimese sekkumiseta nendesse protsessidesse.

See on erinevus mineraalide ja laborites, tehastes ja tehastes saadud tehistoodete vahel.

Loodusest on leitud ja uuritud üle 3 tuhande mineraali. Praegu avastatakse neid aastas umbes 30 liiki, millest vaid paarkümmend on laialt levinud, ülejäänud on haruldased.

Mineraale klassifitseeritakse nende füüsikalise oleku järgi tahked (kvarts, päevakivi, vilgukivi), vedelad (vesi, õli, looduslik elavhõbe) ja gaasilised (vesinik, hapnik, süsinikdioksiid, vesiniksulfiid jne). Mõned mineraalid võivad olenevalt tingimustest olla kas vedelad või tahked (näiteks vesi).

Mineraalid jagunevad nende sisemise struktuuri järgi kristalliliseks (köögisool) ja amorfseks (opaal). Kristallilise struktuuriga mineraalides paiknevad elementaarosakesed (aatomid, molekulid) kindlas suunas ja üksteisest teatud kaugusel, moodustades kristallvõre. Amorfses aines paiknevad need osakesed kaootiliselt.

Selle füüsikalised põhiomadused (kõvadus, lõhenemine, kristallograafiline väliskuju jne) sõltuvad mineraali sisestruktuurist (kristalne või amorfne).

Sõltuvalt nende päritolust eristatakse primaarseid ja sekundaarseid mineraale.

Primaarsete mineraalide hulka kuuluvad need, mis tekkisid esimest korda maakoores või selle pinnal magma kristalliseerumise käigus. Peamised levinumad mineraalid on kvarts, päevakivi ja vilgukivi, mis moodustavad vulkaanikraatrites graniidi või väävli.

Sekundaarsed mineraalid tekkisid tavatingimustes primaarsete mineraalide hävimisproduktidest ilmastiku mõjul, sadestamisel ja soolade kristalliseerumisel vesilahustest või elusorganismide elutegevuse tulemusena. Need on köögisool, kips, silviit, pruun rauamaak jt.

Looduses on palju protsesse, mille tulemusena tekivad mineraalid.. Eristatakse järgmisi protsesse: magmaatiline, supergeen ehk klimaatiline ja metamorfne.

Peamine protsess on magmaatiline. Seda seostatakse sula magma jahutamise, diferentseerumise ja kristalliseerumisega ajal erinevad surved ja temperatuur. Magma koosneb peamiselt järgmistest keemilistest komponentidest: Si02, Al203, FeO, CaO, MgO, K2O, sisaldab ka teisi keemilised ühendid, kuid väiksemates kogustes.

Mineraalid tekivad peamiselt temperatuuril 1000-1500°C ja mitme tuhande atmosfäärilise rõhu juures. Kõik primaarsed kristalsed kivimid on tekkinud tardse päritoluga mineraalidest. Mineraalid, mille päritolu on seotud magma ja sisemine soojus Maad nimetatakse primaarseteks. Nende hulka kuuluvad päevakivid – ortoklaas, albiit, anortiit, ortosilikaadid – oliviin ja teised.

Ka gaasidest tekivad mineraalid(magma gaasifaas). Neist levinumad on pegmatiidid ehk veenimineraalid, kvartsiga ortoklaas, mikrokliin, apatiit, muskoviit, biotiit ja paljud teised. Selliseid mineraale nimetatakse pneumatogeenseteks.

Magma kuumast vedelikust(vedel faas) tekivad hüdrotermilised mineraalid - püriit, kuld, hõbe ja paljud teised.

Hüpergeensed protsessid esinevad Maa pinnal normaalsetes tingimustes vee, temperatuuri ja muude tegurite mõjul. Selle tulemusena lahustuvad ja liiguvad mitmesugused keemilised ühendid ning tekivad uued (sekundaarsed) mineraalid nagu silviit, kvarts, kaltsiit, pruun rauamaak ja kaoliniit. Supergeenitsükli mineraalid tekivad rõhul kuni 1 atm ja temperatuuridel alla 100°C. Kvaliteetne koostis nende mineraalide levik Maa pinnal sõltub teatud määral geograafilistest laiuskraadidest. Tuleb märkida, et sama mineraali muundumine erinevates tingimustes ei pruugi toimuda ühtemoodi. Näiteks hüdromikaasid moodustuvad mitte ainult vilgukividest, vaid ka kunstlikult.

Peamine materjal supergeeni päritolu mineraalide tekkeks on murenenud primaarkivimid või need, mis on juba läbinud transformatsiooniprotsessi. Selles protsessis osalevad ka elusorganismid. Välisprotsesside mõjul tekkinud supergeenitsükli mineraalid on osa sette- ja pinnast moodustavatest kivimitest.

Mineraalide moodustumise eksogeensed protsessid esinevad nii Maa pinnal kui ka ilmastikukoores. Eksogeense päritoluga mineraalide tekkeks on olulised füüsikalised, keemilised ja bioloogilised murenemisprotsessid.

Metamorfse protsessi käigus tekivad füüsikaliste ja keemiliste tingimuste (temperatuur, rõhk, keemiliselt aktiivsete komponentide kontsentratsioon) muutumisel maapinnast suurtel sügavustel mineraalid. Nendes tingimustes toimub paljude varem moodustunud primaarsete ja sekundaarsete mineraalide muundumine. Nende hulgas on kõige levinumad hematiit, grafiit, kvarts, sarvest, talk ja paljud teised.

Teid võivad huvitada ka:

MINERAALID JA MINERALOOGIA
Mineraalid on tahked looduslikud moodustised, mis on osa Maa, Kuu ja mõnede teiste planeetide kivimitest, samuti meteoriidid ja asteroidid. Mineraalid on reeglina üsna homogeensed korrastatud sisestruktuuri ja kindla koostisega kristalsed ained, mida saab väljendada sobiva keemilise valemiga. Mineraalid ei ole segu pisikestest mineraaliosakestest, nagu smirgel (koosneb peamiselt korundist ja magnetiidist) või limoniit (goetiidi ja muude raudhüdroksiidide agregaat), vaid ka korrastamata struktuuriga elementide ühendid, nagu vulkaanilised klaasid (obsidiaan, jne.) .). Mineraalideks loetakse keemilisi elemente või nende ühendeid, mis on tekkinud looduslike protsesside tulemusena. Olulisemad orgaanilise päritoluga mineraalse tooraine liigid, nagu kivisüsi ja nafta, jäetakse mineraalide loetelust välja. Mineraloogia on teadus mineraalidest, nende klassifikatsioonist, keemilisest koostisest, struktuuri (struktuuri) tunnustest ja mustritest, päritolust, tingimustest looduses ja praktilisest rakendusest. Mineraalide siseehituse ja nende seose Maa ajalooga sügavamaks selgitamiseks hõlmab mineraloogia matemaatikat, füüsikat ja keemiat. See kasutab kvantitatiivseid andmeid suuremal määral kui teised geoloogiateadused, kuna mineraalide adekvaatseks kirjeldamiseks on vaja peenkeemilist analüüsi ja täpseid füüsikalisi mõõtmisi.
MINERALOOGIA AJALUGU
Teravate servadega tulekivihelbeid kasutas ürginimene tööriistadena juba paleoliitikumis. Flint (peeneteraline kvartsi sort) pikka aega jäi peamiseks maavaraks. Iidsetel aegadel tundsid inimesed ka teisi mineraale. Mõnda neist, nagu kirsi hematiit, kollakaspruun goetiit ja mangaani mustad oksiidid, kasutati värvidena kaljumaalimisel ja kehamaalimisel, samas kui teisi, näiteks merevaigust, nefriiti ja looduslikku kulda, kasutati rituaalsete esemete valmistamiseks. , ehted ja amuletid. Eeldünastilise perioodi (5000-3000 eKr) Egiptuses tunti juba paljusid mineraale. Kaunistuseks kasutati kohalikku vaske, kulda ja hõbedat. Mõnevõrra hiljem hakati tööriistu ja relvi valmistama vasest ja selle sulamist pronksist. Paljusid mineraale kasutati värvainetena, teisi ehete ja tähiste jaoks (türkiis, jade, kristall, kaltsedon, malahhiit, granaat, lapis lazuli ja hematiit). Praegu on mineraalid allikaks metallide, ehitusmaterjalide (tsement, krohv, klaas jne), keemiatööstuse tooraine jne tootmiseks. Aristotelese õpilase esimeses teadaolevas mineraloogia käsitluses "Kividest" kreeka Theophrastus (umbes 372–287 eKr). eKr) jaotati mineraalid metallideks, muldadeks ja kivideks. Umbes 400 aastat hiljem Plinius vanem (23-79 pKr) viies viimased raamatud Looduslugu võttis kokku kogu sel ajal kättesaadava teabe mineraloogia kohta. Varasel keskajal riikides Araabia ida kes võtsid omaks teadmised Vana-Kreekast ja iidne India, teadus õitses. Kesk-Aasia teadlane-entsüklopedist Biruni (973 - ca 1050) koostas vääriskivide kirjeldused (mineraloogia) ja leiutas meetodi nende täpseks mõõtmiseks. erikaal. Teine silmapaistev teadlane Ibn Sina (Avicenna) (umbes 980-1037) andis oma traktaadis Kividest klassifikatsiooni kõik teadaolevad mineraalid, jagades need nelja klassi: kivid ja mullad, fossiilsed kütused, soolad, metallid. Keskajal kogunes Euroopas praktilist teavet mineraalide kohta. Kaevurist ja maaotsijast said vajadusest praktiseerivad mineraloogid ning nad andsid oma kogemusi ja teadmisi edasi üliõpilastele ja praktikantidele. Esimene faktilise teabe kogum praktilise mineraloogia, kaevandamise ja metallurgia kohta oli G. Agricola töö metallide kohta (De re metallica), mis avaldati 1556. aastal. Tänu sellele traktaadile ja varasemale teosele Fossiilide olemusest (De natura fossilium, 1546), mis sisaldab mineraalide klassifikatsiooni nende füüsikaliste omaduste alusel, oli Agricola tuntud mineraloogia isana. 300 aastat pärast Agricola tööde avaldamist tegeleti mineraloogia alase uurimistööga looduslike kristallide uurimisega. 1669. aastal kehtestas Taani loodusteadlane N. Stenon sadade kvartskristallide vaatlusi kokku võttes kristallide tahkude vaheliste nurkade püsivuse seaduse. Sajand hiljem (1772) kinnitas Romé de Lisle Stenoni järeldusi. 1784. aastal pani aluse abt R. Gayuy kaasaegsed ideed kristallide struktuuri kohta. 1809. aastal leiutas Wollaston peegeldava goniomeetri, mis võimaldas teostada kristallide tahkude vaheliste nurkade täpsemat mõõtmist ning 1812. aastal esitas ta ruumilise võre mõiste kui kristallide sisestruktuuri seaduse. 1815. aastal tegi P. Cordier ettepaneku õppida optilised omadused purustatud mineraalide killud mikroskoobi all. Edasine areng mikroskoopilisi uuringuid seostatakse leiutisega 1828. aastal W. Nicoli poolt polariseeritud valguse tootmiseks mõeldud seadme (Nicoli prisma) kohta. Polariseerivat mikroskoopi täiustas 1849. aastal G. Sorby, kes rakendas seda kivimite läbipaistvate õhukeste lõikude uurimisel. Tekkis vajadus mineraale klassifitseerida. 1735. aastal avaldas C. Linnaeus teose System of Nature (Systema naturae), milles mineraalid klassifitseeriti väliste tunnuste järgi, s.o. täpselt nagu taimed ja loomad. Seejärel pakkusid Rootsi teadlased – A. Kronstedt 1757. aastal ning J. Berzelius 1815. ja 1824. aastal välja mitu varianti. keemilised klassifikatsioonid mineraalid. Teine Berzeliuse klassifikatsioon, mida muutis K. Rammelsberg aastatel 1841-1847, kehtestati kindlalt pärast seda, kui Ameerika mineraloog J. Dana kasutas seda Dana mineraalide süsteemi kolmanda väljaande, 1850, aluseks. Suur panus mineraloogia arengusse aastal. 18. – 19. sajandi esimese poole tutvustasid saksa teadlased A. G. Werner ja I. A. Breithaupt ning venelased – M. V. Lomonosov ja V. M. Severgin. 19. sajandi teisel poolel võimaldasid seda täiustatud polarisatsioonimikroskoobid, optilised goniomeetrid ja analüüsimeetodid. et saada täpsemaid andmeid üksikute mineraaliliikide kohta.Kui kristalle hakati uurima röntgenanalüüsi abil, saadi sügavam arusaam mineraalide struktuurist 1912. aastal tegi saksa füüsik M. Laue eksperimentaalselt kindlaks, et informatsioon mineraalide sisestruktuuri kohta. kristalle on võimalik saada röntgenikiirte läbilaskmisel.See meetod muutis mineraloogias revolutsiooni: valdavalt kirjeldav teadus muutus täpsemaks ja mineraloogid suutsid seostada füüsikalisi ja Keemilised omadused mineraalid oma kristallstruktuuridega. 19. sajandi lõpus - 20. sajandi alguses. Mineraloogia arengule aitasid oluliselt kaasa silmapaistvate vene teadlaste N. I. Koksharovi, V. I. Vernadski, E. S. Fedorovi, A. E. Fersmani, A. K. Boldõrevi jt tööd 20. sajandi teisel poolel. mineraloogia vastu võetud uus uurimismeetodid tahkisfüüsika, eriti infrapunaspektroskoopia, terve rida resonantsmeetodeid (elektronide paramagnetresonants, tuumagammaresonants jne), luminestsentsspektroskoopia jne, samuti uusimad analüütilised meetodid, sealhulgas elektronmikrosondi analüüs, elektronmikroskoopia kombinatsioonis elektronide difraktsiooniga jne. Nende meetodite kasutamine võimaldab määrata mineraalide keemilise koostise “punktis”, s.o. üksikutel mineraalide teradel uurige nende kristallstruktuuri peeneid tunnuseid, lisandite sisaldust ja jaotumist, värvi ja luminestsentsi olemust. Täpse rakendamine füüsilised meetodid uuringud tõid kaasa tõelise revolutsiooni mineraloogias. Selle mineraloogia arenguetapiga seostatakse selliste vene teadlaste nimesid nagu N. V. Belov, D. S. Koržinski, D. P. Grigorjev, I. I. Šafranovski jt.
MINERAALIDE PEAMISED OMADUSED
Pikka aega olid mineraalide põhiomadused nende kristallide ja muude sademete väliskuju ning füüsikalised omadused (värvus, läige, lõhenemine, kõvadus, tihedus jne), mis neil säilivad ka tänapäeval. suur tähtsus nende kirjeldamisel ja visuaalses (eelkõige väli) diagnostikas. Need omadused, aga ka optilised, keemilised, elektrilised, magnetilised ja muud omadused, sõltuvad mineraalide keemilisest koostisest ja sisestruktuurist (kristalliline struktuur). Keemia esmane roll mineraloogias tunnistati 19. sajandi keskpaigaks, kuid struktuuri tähtsus ilmnes alles radiograafia kasutuselevõtuga. Esimese kristallstruktuuride dekodeerimise viisid läbi juba 1913. aastal inglise füüsikud W. G. Bragg ja W. L. Bragg. Mineraalid on keemilised ühendid (välja arvatud looduslikud elemendid). Kuid isegi nende mineraalide värvitud optiliselt läbipaistvad proovid sisaldavad peaaegu alati väikeses koguses lisandeid. Looduslikud lahused või sulamid, millest kristalliseeruvad mineraalid, koosnevad tavaliselt paljudest elementidest. Ühendite moodustumise ajal võivad põhielementide aatomeid asendada mõned vähem levinud elementide aatomid. Selline asendamine on nii tavaline, et paljude mineraalide keemiline koostis läheneb väga harva puhta ühendi omale. Näiteks hariliku kivimit moodustava mineraali oliviini koostis varieerub kahe nn. sarja lõppliikmed: forsteriidist, magneesiumsilikaadist Mg2SiO4, fayaliidist, raudsilikaadist Fe2SiO4. Mg:Si:O suhe esimeses mineraalis ja Fe:Si:O teises on 2:1:4. Vahepealse koostisega oliviinides on vahekorrad samad, s.t. (Mg + Fe):Si:O on 2:1:4 ja valem on kirjutatud kujul (Mg,Fe)2SiO4. Kui suhtelised kogused magneesium ja raud on teada, see kajastub valemis (Mg0,80Fe0,20)2SiO4, millest on näha, et 80% metalli aatomitest on esindatud magneesiumiga ja 20% rauaga.
Struktuur. Kõik mineraalid, välja arvatud vesi (mida erinevalt jääst ei liigitata tavaliselt mineraalideks) ja elavhõbe, on tavalisel temperatuuril tahked ained. Kui aga vett ja elavhõbedat oluliselt jahutada, siis need tahkuvad: vesi temperatuuril 0 ° C ja elavhõbe -39 ° C juures. Nendel temperatuuridel moodustavad veemolekulid ja elavhõbedaaatomid iseloomuliku korrapärase kolmemõõtmelise kristallilise struktuuri (mõisted "kristalliline" " ja "tahke") "V sel juhul peaaegu samaväärne). Seega on mineraalid kristalsed ained, mille omadused on määratud nende koostises olevate aatomite geomeetrilise paigutusega ja nendevahelise keemilise sideme tüübiga. Ühikrakk (kristalli väikseim ühik) koosneb korrapäraselt paigutatud aatomitest, mida hoiavad koos elektrooniline side. Need pisikesed rakud, mis korduvad lõputult kolmemõõtmeline ruum, moodustavad kristalli. Ühikrakkude suurused erinevates mineraalides on erinevad ja sõltuvad aatomite suurusest, arvust ja suhtelisest paigutusest rakus. Raku parameetreid väljendatakse angströmides () või nanomeetrites (1 = 10-8 cm = 0,1 nm). Tihedalt, ilma lünkadeta kokku pandud kristalli elementaarrakud täidavad ruumala ja moodustavad kristallvõre. Kristallide jagamisel lähtutakse ühikelemendi sümmeetriast, mida iseloomustab selle servade ja nurkade suhe. Tavaliselt on 7 süsteemi (sümmeetria suurenemise järjekorras): trikliiniline, monokliiniline, rombiline, tetragonaalne, trigonaalne, kuusnurkne ja kuup (isomeetriline). Mõnikord ei eraldata trigonaal- ja kuusnurksüsteeme ning neid kirjeldatakse koos nimetuse all kuusnurkne süsteem. Süngooniad jagunevad 32 kristalliklassi (sümmeetria tüübid), sealhulgas 230 ruumirühma. Need rühmad tuvastas esmakordselt 1890. aastal vene teadlane E. S. Fedorov. Röntgendifraktsioonanalüüsi abil määratakse mineraali ühikelemendi mõõtmed, süngonoonia, sümmeetriaklass ja ruumirühm ning dešifreeritakse kristallstruktuur, s.o. vastastikune kokkulepeühikraku moodustavate aatomite kolmemõõtmelises ruumis.
GEOMEETRILINE (MORFOLOOGILINE) KRISTALLOGRAAFIA
Lamedate, siledate, läikivate servadega kristallid on pikka aega inimeste tähelepanu köitnud. Alates mineraloogia kui teaduse tulekust on kristallograafiast saanud mineraalide morfoloogia ja struktuuri uurimise alus. Leiti, et kristallide tahkudel on sümmeetriline paigutus, mis võimaldab määrata kristalli teatud süsteemi ja mõnikord ka ühte klassi (sümmeetria) (vt eespool). Röntgenuuringud on näidanud, et kristallide väline sümmeetria vastab aatomite sisemisele korrapärasele paigutusele. Mineraalikristallide suurused varieeruvad väga laias vahemikus – alates 5 tonni kaaluvatest hiiglastest (Brasiiliast pärit hästikujunenud kvartskristalli mass) kuni nii väikesteni, et nende nägusid saab eristada vaid elektronmikroskoobis. Isegi sama mineraali kristallikuju võib erinevates proovides veidi erineda; näiteks kvartskristallid on peaaegu isomeetrilised, nõelakujulised või lamedad. Kõik kvartskristallid, nii suured kui väikesed, teravatipulised ja lamedad, tekivad aga identsete ühikrakkude kordumisel. Kui need rakud on orienteeritud teatud suunas, on kristall pikliku kujuga, kui kahes suunas kolmanda kahjuks, siis on kristalli kuju tabelikujuline. Kuna sama kristalli vastavate tahkude vahelised nurgad on püsiv väärtus ja on igale mineraaliliigile omased, sisaldub see omadus tingimata mineraali omadustes. Mineraalid, mida esindavad üksikud hästi lõigatud kristallid, on haruldased. Palju sagedamini esinevad need ebakorrapäraste terade või kristalsete agregaatide kujul. Sageli iseloomustab mineraali teatud tüüpi täitematerjal, mis võib olla diagnostiline tunnus. Üksusi on mitut tüüpi. Dendriitsed hargnevad agregaadid meenutavad sõnajalalehti või sammalt ning on iseloomulikud näiteks pürolusiidile. Tihedalt pakitud paralleelkiududest koosnevad kiulised agregaadid on tüüpilised krüsotiil- ja amfiboolasbestile. Kollomorfsed agregaadid, millel on sile, ümar pind, on valmistatud kiududest, mis ulatuvad radiaalselt ühisest keskmest. Suured ümarad massid on mastoidsed (malahhiit), väiksemad aga neerukujulised (hematiit) või viinamarjakujulised (psilomelaan).
Väikestest plaaditaolistest kristallidest koosnevad ketendavad agregaadid on iseloomulikud vilgukivile ja bariidile. Stalaktiidid on karstikoobastes jääpurikate, torude, koonuste või “kardinate” kujul rippuvad tilk-tilguvad moodustised. Need tekivad läbi lubjakivipragude imbuva mineraliseeritud vee aurustumise tulemusena ja koosnevad sageli kaltsiidist (kaltsiumkarbonaat) või aragoniidist. Ooliite, väikestest pallidest koosnevaid ja kalamarja meenutavaid agregaate leidub mõnes kaltsiidis (ooliitne lubjakivi), goetiidis (ooliitne rauamaak) ja muudes sarnastes moodustistes.
KRISTALLIKEEMIA
Pärast radiograafiliste andmete kogumist ja nende võrdlemist tulemustega keemilised analüüsid Selgus, et mineraali kristallstruktuuri omadused sõltuvad selle keemilisest koostisest. Nii pandi alus uus teadus- kristallide keemia. Mineraalide paljusid näiliselt mitteseotud omadusi saab seletada nende kristallstruktuuri ja keemilise koostisega. Osa keemilisi elemente (kuld, hõbe, vask) leidub natiivses, s.o. puhas, vorm. Need on ehitatud elektriliselt neutraalsetest aatomitest (erinevalt enamikust mineraalidest, mille aatomid kannavad elektrilaeng ja neid nimetatakse ioonideks). Elektronide puudumisega aatom on positiivselt laetud ja seda nimetatakse katiooniks; elektronide liiaga aatomil on negatiivne laeng ja seda nimetatakse aniooniks. Vastupidiselt laetud ioonide vahelist külgetõmmet nimetatakse iooniliseks sidemeks ja see toimib mineraalide peamise sidumisjõuna. Teist tüüpi sidemete korral pöörlevad välised elektronid ümber tuumade ühistel orbiitidel, ühendades aatomeid üksteisega. Kovalentne side on tugevaim sideme tüüp. Kovalentsete sidemetega mineraalidel on tavaliselt kõrge kõvadus ja sulamistemperatuur (näiteks teemant). Märksa väiksemat rolli mineraalides mängib nõrk van der Waalsi side, mis tekib elektriliselt neutraalsete struktuuriüksuste vahel. Selliste struktuuriüksuste (aatomite kihtide või rühmade) sidumisenergia jaotub ebaühtlaselt. Van der Waalsi side pakub suuremat külgetõmmet vastupidiselt laetud piirkondade vahel struktuuriüksused. Seda tüüpi sidet täheldatakse grafiidi (üks süsiniku looduslikest vormidest) kihtide vahel, mis on moodustunud süsinikuaatomite tugeva kovalentse sideme tõttu. Tänu kihtidevahelistele nõrkadele sidemetele on grafiidil madal kõvadus ja väga täiuslik lõhenemine, paralleelselt kihtidega. Seetõttu kasutatakse määrdeainena grafiiti. Vastupidiselt laetud ioonid lähenevad üksteisele nii kaugele, et tõukejõud tasakaalustab tõmbejõudu. Iga konkreetse katiooni-aniooni paari puhul on see kriitiline vahemaa võrdne kahe iooni "raadiuste" summaga. Määrates erinevate ioonide vahelised kriitilised kaugused, oli võimalik määrata enamiku ioonide raadiuste suurus (nanomeetrites, nm). Kuna enamikule mineraalidele on iseloomulikud ioonsed sidemed, saab nende struktuure visualiseerida puudutavate kuulide kujul. Ioonkristallide struktuurid sõltuvad peamiselt laengu suurusest ja märgist ning ioonide suhtelistest suurustest. Kuna kristall tervikuna on elektriliselt neutraalne, peab ioonide positiivsete laengute summa olema võrdne negatiivsete laengute summaga. Naatriumkloriidis (NaCl, mineraalne haliit) on iga naatriumiooni laeng +1 ja igal kloriidioonil -1 (joonis 1), s.o. Iga naatriumiioon vastab ühele klooriioonile. Kuid fluoriidis (kaltsiumfluoriid, CaF2) on iga kaltsiumiiooni laeng +2 ja iga fluoriidiooni laeng -1. Seetõttu peab fluoriioonide üldise elektrilise neutraalsuse säilitamiseks olema seda kaks korda rohkem kui kaltsiumiioone (joonis 2).

Ioonide suurusest sõltub ka nende kaasamise võimalus antud kristallstruktuuri. Kui ioonid on ühesuurused ja pakitud nii, et iga ioon puudutab 12 teist, siis on need sobivas koordinatsioonis. Sama suurusega pallide pakkimiseks on kaks võimalust (joonis 3): kuuptihe pakkimine, sisse üldine juhtum mis viib isomeetriliste kristallide moodustumiseni ja kuusnurkse tiheda tihenemiseni, moodustades kuusnurkseid kristalle. Reeglina on katioonid väiksemad kui anioonid ja nende suurust väljendatakse aniooni raadiuse murdosades, võetuna üheks. Tavaliselt kasutatakse suhet, mis saadakse katiooni raadiuse jagamisel aniooni raadiusega. Kui katioon on vaid veidi väiksem anioonidest, millega ta ühineb, võib see olla kontaktis teda ümbritseva kaheksa aniooniga või, nagu tavaliselt öeldakse, on kaheksakordses koordinatsioonis anioonide suhtes, mis asuvad, justkui seda ümbritseva kuubi tippudes. See koordinatsioon (mida nimetatakse ka kuubiks) on stabiilne ioonraadiuse suhetel 1 kuni 0,732 (joonis 4a). Väiksema ioonraadiuse suhte korral ei saa kaheksat aniooni katiooni puudutamiseks virnastada. Sellistel juhtudel võimaldab pakendi geomeetria katioonide kuuekordset koordineerimist oktaeedri kuues tipus asuvate anioonidega (joonis 4b), mis on stabiilsed nende raadiuste suhetel 0,732 kuni 0,416. Katiooni suhtelise suuruse edasisel vähenemisel toimub üleminek neljakordsele ehk tetraeedrilisele koordinatsioonile, mis on stabiilne raadiuse suhetes 0,414 kuni 0,225 (joonis 4c), seejärel kolmekordsele koordinatsioonile raadiuse suhetes vahemikus 0,225 kuni 0,155 (joonis fig. . 4c) d) ja topelt - raadiuse suhtega alla 0,155 (joonis 4,e). Kuigi koordinatsioonipolüeedri tüübi määravad ka muud tegurid, on enamiku mineraalide puhul ioonide raadiuse suhte põhimõte üks tõhusad vahendid kristallide struktuuri ennustamine.

Täiesti erineva keemilise koostisega mineraalidel võib olla sarnane struktuur, mida saab kirjeldada sama koordinatsioonipolühedra abil. Näiteks naatriumkloriidi NaCl-s on naatriumiooni raadiuse ja klooriiooni raadiuse suhe 0,535, mis näitab oktaeedrilist ehk kuuekordset koordinatsiooni. Kui iga katiooni ümber koondub kuus aniooni, peab katioonide ja anioonide suhte säilitamiseks 1:1 iga aniooni ümber olema kuus katiooni. See tekitab kuupstruktuuri, mida nimetatakse naatriumkloriidi tüüpi struktuuriks. Kuigi plii ja väävli ioonraadiused erinevad järsult naatriumi ja kloori ioonraadiustest, määrab nende suhe ka kuuekordse koordinatsiooni, seetõttu on PbS galeenil naatriumkloriidi tüüpi struktuur, st haliit ja galeen on isostruktuursed. Mineraalides esinevad lisandid tavaliselt ioonide kujul, mis asendavad peremeesmineraalide ioonid. Sellised asendused mõjutavad suuresti ioonide suurust. Kui kahe iooni raadiused on võrdsed või erinevad vähem kui 15%, on need kergesti asendatavad. Kui see erinevus on 15-30%, on selline asendamine piiratud; erinevusega üle 30%, on asendamine praktiliselt võimatu. On palju näiteid sarnase keemilise koostisega isostruktuursete mineraalide paaridest, mille vahel toimub ioonide asendus. Seega on karbonaatide sideriit (FeCO3) ja rodokrosiit (MnCO3) sarnase struktuuriga ning raud ja mangaan võivad üksteist asendada mis tahes vahekorras, moodustades nn. tahked lahused. Nende kahe mineraali vahel on pidev rida tahkeid lahuseid. Teistes mineraalide paarides on ioonide vastastikuse asendamise võimalused piiratud. Kuna mineraalid on elektriliselt neutraalsed, mõjutab ioonide laeng ka nende vastastikust asendust. Kui asendus toimub vastupidiselt laetud iooniga, siis selle struktuuri mõnes osas peab toimuma teine ​​asendus, milles asendava iooni laeng kompenseerib esimese poolt põhjustatud elektrilise neutraalsuse rikkumise. Sellist konjugaadi asendust täheldatakse päevakividel - plagioklaasidel, kui kaltsium (Ca2+) asendab naatriumi (Na+) pideva tahkete lahuste seeria moodustumisega. Na+ iooni asendumisest Ca2+ iooniga tekkivat liigset positiivset laengut kompenseerib räni (Si4+) samaaegne asendamine alumiiniumiga (Al3+) konstruktsiooni külgnevatel aladel.
MINERAALIDE FÜÜSIKALISED OMADUSED
Kuigi mineraalide põhiomadused (keemiline koostis ja sisemine kristallstruktuur) tehakse kindlaks keemiliste analüüside ja röntgendifraktsiooni põhjal, peegelduvad need kaudselt kergesti jälgitavates või mõõdetavates omadustes. Enamiku mineraalide diagnoosimiseks piisab nende läike, värvi, lõhenemise, kõvaduse ja tiheduse määramisest. Läige on mineraalilt peegelduva valguse kvalitatiivne omadus. Mõned läbipaistmatud mineraalid peegeldavad valgust tugevalt ja neil on metalliline läige. See on tavaline maagimineraalides, nagu galeen (pliimineraal), kalkopüriit ja borniit (vaskmineraalid), argentiit ja akantiit (hõbeda mineraalid). Enamik mineraale neelab või edastab olulise osa neile langevast valgusest ja neil on mittemetalliline läige. Mõnel mineraalil on läige, mis läheb üle metallilisest mittemetalliks, mida nimetatakse poolmetalliks. Mittemetallilise läikega mineraalid on tavaliselt heledad, mõned neist on läbipaistvad. Kvarts, kips ja hele vilgukivi on sageli läbipaistvad. Muid mineraale (näiteks piimvalge kvarts), mis läbivad valgust, kuid mille kaudu objekte ei saa selgelt eristada, nimetatakse poolläbipaistvateks. Metalle sisaldavad mineraalid erinevad teistest valguse läbilaskvuse poolest. Kui valgus läbib mineraali, vähemalt terade õhemates servades, siis on see reeglina mittemetalliline; kui valgus läbi ei lähe, siis on see maak. Siiski on erandeid: näiteks heledat värvi sfaleriit (tsingi mineraal) või kinaver (elavhõbeda mineraal) on sageli läbipaistev või poolläbipaistev. Mineraalid erinevad oma mittemetallilise läike kvalitatiivsete omaduste poolest. Savil on tuhm, maalähedane läige. Kvarts kristallide servadel või murdepindadel on klaasjas, talk, mis jaguneb õhukesteks lehtedeks mööda dekolteetasandit, on pärlmutter. Hele, sädelev, nagu teemant, sära nimetatakse teemandiks. Kui valgus langeb mittemetallilise läikega mineraalile, peegeldub see osaliselt mineraali pinnalt ja sellel piiril osaliselt murdub. Iga ainet iseloomustab teatud murdumisnäitaja. Kuna seda indikaatorit saab mõõta kõrge täpsus, see on mineraalide väga kasulik diagnostiline funktsioon. Läike iseloom sõltub murdumisnäitajast ja mõlemad sõltuvad mineraali keemilisest koostisest ja kristallstruktuurist. Üldiselt läbipaistvad aatomeid sisaldavad mineraalid raskemetallid, mida iseloomustab kõrge läige ja kõrge murdumisnäitaja. Sellesse rühma kuuluvad sellised tavalised mineraalid nagu nurksiit (pliisulfaat), kassiteriit (tinaoksiid) ja titaniit ehk sfeen (kaltsiumtitaansilikaat). Suhteliselt kergetest elementidest koosnevatel mineraalidel võib olla ka kõrge läige ja kõrge murdumisnäitaja, kui nende aatomid on tihedalt pakitud ja tugevate keemiliste sidemetega koos hoitud. Markantne näide on teemant, mis koosneb ainult ühest kergest elemendist, süsinikust. Vähemal määral kehtib see mineraalse korundi (Al2O3) kohta, mille läbipaistvad värvilised sordid - rubiin ja safiirid - on vääriskivid. Kuigi korund koosneb alumiiniumi ja hapniku kergetest aatomitest, on need omavahel nii tihedalt seotud, et mineraalil on üsna tugev läige ja suhteliselt kõrge murdumisnäitaja. Mõned läiked (õline, vahajas, matt, siidine jne) sõltuvad mineraali pinnaseisundist või mineraalse agregaadi struktuurist; vaigune läige on iseloomulik paljudele amorfsetele ainetele (sh uraani või tooriumi radioaktiivseid elemente sisaldavad mineraalid). Värv - lihtne ja mugav diagnostiline märk. Näideteks on messingkollane püriit (FeS2), pliihall galeen (PbS) ja hõbevalge arsenopüriit (FeAsS2). Teistes metallilise või poolmetallilise läikega maagimineraalides võib iseloomuliku värvuse varjata õhukese pinnakihi valguse mäng (tumenemine). See on omane enamikule vaskmineraalidele, eriti borniidile, mida nimetatakse "paabulinnumaagiks" selle sillerdava sinakasrohelise tuhmumise tõttu, mis tekib värskelt purunemisel kiiresti. Teised vase mineraalid on aga värvitud tuttavates värvides: malahhiit - roheline, asuriit - sinine. Mõned mittemetallilised mineraalid on eksimatult äratuntavad peamise keemilise elemendi poolt määratud värvi järgi (kollane - väävel ja must - tumehall - grafiit jne). Paljud mittemetallilised mineraalid koosnevad elementidest, mis ei anna neile kindlat värvi, kuid neil on värvilised variandid, mille värvus on tingitud keemiliste elementide lisandite olemasolust väikestes kogustes, mis ei ole võrreldavad intensiivsusega. värvi, mida nad põhjustavad. Selliseid elemente nimetatakse kromofoorideks; nende ioone iseloomustab valguse selektiivne neeldumine. Näiteks sügavlilla ametüst võlgneb oma värvi ebaolulisele raua lisandile kvartsis ja paksus roheline värv smaragdi seostatakse berülli väikese kroomisisaldusega. Tavaliselt värvitute mineraalide värvus võib ilmneda kristallstruktuuri defektide tõttu (põhjustatud täitmata aatomiasenditest võres või võõrioonid), mis võib valge valguse spektris põhjustada teatud lainepikkuste selektiivset neeldumist. Seejärel värvitakse mineraalid lisavärvides. Rubiinid, safiirid ja aleksandriidid võlgnevad oma värvi just nendele valgusefektidele. Värvituid mineraale saab värvida mehaaniliste lisandite abil. Seega annab hematiidi õhuke hajutatud levik kvartsile punase, kloritile rohelise värvi. Piimjas kvarts on hägune gaasi-vedeliku lisanditega. Kuigi mineraalvärv on mineraalide diagnostikas üks lihtsamini määratavaid omadusi, tuleb selle kasutamisel olla ettevaatlik, kuna see sõltub paljudest teguritest. Vaatamata paljude mineraalide värvuse varieeruvusele on mineraalpulbri värvus väga konstantne ja seetõttu oluline diagnostiline tunnus. Tavaliselt määrab mineraalpulbri värvuse joon (nn joonvärv), mille mineraal lahkub, kui see lastakse üle glasuurimata portselanplaadi (biskviit). Näiteks mineraalfluoriiti on erinevat värvi, kuid selle triip on alati valge.
Dekoltee. Iseloomulik omadus mineraalid on nende käitumine lõhenemisel. Näiteks kvartsil ja turmaliinil, mille murdepind meenutab klaasikildu, on konchoidaalne murd. Teiste mineraalide puhul võib luumurdu kirjeldada kui karedat, sakilist või killustunud. Paljude mineraalide puhul ei ole iseloomulik murdumine, vaid lõhenemine. See tähendab, et nad lõhustuvad mööda siledaid tasapindu, mis on otseselt seotud nende kristallstruktuuriga. Kristallvõre tasandite vahelised sidumisjõud võivad olenevalt kristallograafilisest suunast erineda. Kui mõnes suunas on need palju suuremad kui teistes, siis mineraal jaguneb risti nõrk ühendus. Kuna lõhustumine on alati paralleelne aatomitasanditega, saab seda tähistada kristallograafiliste suundade näitamisega. Näiteks haliidil (NaCl) on kuubik, st. kolm vastastikku risti olevat võimaliku jaotuse suunda. Lõhustamist iseloomustab ka avaldumise lihtsus ja sellest tuleneva lõhustamispinna kvaliteet. Vilgukivil on väga täiuslik dekoltee ühes suunas, st. laguneb kergesti väga õhukesteks sileda läikiva pinnaga lehtedeks. Topaasil on täiuslik lõhenemine ühes suunas. Mineraalidel võib olla kaks, kolm, neli või kuus lõhustamissuunda, mida mööda nad võrdselt kergesti jagunevad, või mitu lõhustamissuunda erineval määral. Mõnel mineraalil pole üldse lõhustumist. Kuna lõhustamine kui mineraalide sisemise struktuuri ilming on nende pidev omadus, on see oluline diagnostiline tunnus. Kõvadus on vastupidavus, mida mineraal avaldab kriimustamisel. Karedus oleneb kristalli struktuurist: mida tihedamalt on mineraali struktuuris aatomid omavahel seotud, seda raskem on kriimustada. Talk ja grafiit on pehmed plaaditaolised mineraalid, mis on ehitatud väga nõrkade jõududega omavahel seotud aatomikihtidest. Puudutades on need rasvased: vastu käenahka hõõrudes libisevad üksikud õhukesed kihid maha. Kõige kõvem mineraal on teemant, mille süsinikuaatomid on nii tihedalt seotud, et seda saab kriimustada vaid mõni teine ​​teemant. 19. sajandi alguses. Austria mineraloog F. Moos järjestas 10 mineraali nende kõvaduse järgi kasvavas järjekorras. Sellest ajast alates on neid kasutatud mineraalide suhtelise kõvaduse, nn. Mohsi skaala (tabel 1). Tabel 1.
MOH KÕEDUSSKAAL

Mineraalide suhteline kõvadus
Talk __1 Kips _______2 Kaltsiit ____3 Fluoriit ____4 Apatiit _____5 Ortoklaas ___6 ​​· Kvarts ______7 Topaas ______8 Korund _____9 Teemant _____10

Mineraali kõvaduse määramiseks on vaja kindlaks teha kõige kõvem mineraal, mida see võib kriimustada. Uuritava mineraali kõvadus on suurem kui selle kriimustatud mineraali kõvadus, kuid väiksem kui Mohsi skaalal järgmise mineraali kõvadus. Sidumisjõud võivad kristallograafilisest suunast olenevalt erineda ja kuna kõvadus on nende jõudude ligikaudne hinnang, võib see eri suundades erineda. See erinevus on tavaliselt väike, välja arvatud küaniit, mille kõvadus on kristalli pikkusega paralleelses suunas 5 ja ristisuunas 7. Mineraloogilises praktikas kasutatakse ka absoluutsete kõvaduse väärtuste (nn mikrokõvadus) mõõtmist skleromeetri abil, mida väljendatakse kg/mm2.
Tihedus. Keemiliste elementide aatomite mass varieerub vesinikust (kergeim) uraanini (raskeim). Kui kõik muud asjad on võrdsed, on rasketest aatomitest koosneva aine mass suurem kui kergetest aatomitest koosneva aine mass. Näiteks kahel karbonaadil – aragoniidil ja tserussiidil – on sarnane sisemine struktuur, kuid aragoniit sisaldab kergeid kaltsiumi aatomeid ja tserussiit raskeid pliiaatomeid. Selle tulemusena ületab tserussiidi mass sama mahuga aragoniidi massi. Mineraali mass ruumalaühiku kohta sõltub ka aatomi pakkimistihedusest. Kaltsiit, nagu aragoniit, on kaltsiumkarbonaat, kuid kaltsiidis on aatomid vähem tihedalt pakitud, seega on selle mass mahuühiku kohta väiksem kui aragoniidil. Suhteline mass, ehk tihedus, sõltub keemilisest koostisest ja sisemisest struktuurist. Tihedus on aine massi ja sama ruumala vee massi suhe temperatuuril 4 ° C. Seega, kui mineraali mass on 4 g ja sama ruumala vee mass on 1 g, siis mineraali tihedus on 4. Mineraloogias on tavaks väljendada tihedust g/cm3. Tihedus on mineraalide oluline diagnostiline tunnus ja seda pole raske mõõta. Esiteks kaalutakse proov õhukeskkond ja siis vees. Kuna vette sukeldatud proovile mõjub ülespoole suunatud ujuv jõud, on selle kaal seal väiksem kui õhus. Kaalukaotus on võrdne väljatõrjutud vee massiga. Seega määratakse tihedus õhus oleva proovi massi ja selle kaalukaotuse suhtega vees.
MINERAALIDE KLASSIFIKATSIOON
Kuigi keemiline koostis on olnud mineraalide klassifitseerimise aluseks alates 19. sajandi keskpaigast, ei ole mineraloogid alati järginud. konsensust selle kohta, milline peaks olema selles olevate mineraalide paigutuse järjekord. Ühe klassifikatsiooni koostamise meetodi kohaselt rühmitati mineraalid sama põhimetalli või katiooni järgi. Sel juhul langesid raudmineraalid ühte rühma, plii mineraalid teise, tsingi mineraalid kolmandasse jne. Teaduse arenedes sai aga selgeks, et sama mittemetalli (anioon või anioonrühm) sisaldavad mineraalid sarnased omadused ja on üksteisega palju sarnasemad kui tavalise metalliga mineraalid. Lisaks esinevad ühise aniooniga mineraalid samas geoloogilises keskkonnas ja on sarnase päritoluga. Selle tulemusena on tänapäevases taksonoomias (vt tabel 2) mineraalid rühmitatud klassidesse, mis põhinevad ühisel anioonil või anioonrühmal. Ainus erand on looduslikud elemendid, mis esinevad looduses iseenesest, moodustamata ühendeid teiste elementidega.

Tabel 2.
MINERAALIDE KLASSIFIKATSIOON

Keemiaklassid jagunevad alamklassideks (keemia ja struktuurimotiivide järgi), mis omakorda jagunevad perekondadeks ja rühmadeks (vastavalt struktuurne tüüp). Üksikud mineraaliliigid rühma sees võivad moodustada ridu ja ühel mineraaliliigil võib olla mitu sorti. Praeguseks u. 4000 mineraali on tunnistatud iseseisvaks mineraalsed liigid. Sellesse loetellu lisatakse uusi mineraale, kuna need on avastatud ja ammu tuntud, kuid diskrediteeritud, kuna mineraloogiliste uuringute meetodeid täiustatakse, jäetakse need välja.
MINERAALIDE PÄRITOLU JA LEIDMISE TINGIMUSED
Mineraloogia ei piirdu ainult mineraalide omaduste määramisega, vaid uurib ka mineraalide päritolu, esinemistingimusi ja looduslikke kooslusi. Alates Maa tekkest umbes 4,6 miljardit aastat tagasi on paljud mineraalid hävinud mehaanilise purustamise, keemilise muundamise või sulamise teel. Kuid elemendid, millest need mineraalid moodustasid, säilisid, rühmitati ümber ja moodustasid uued mineraalid. Seega on tänapäeval eksisteerivad mineraalid protsesside saadused, mis on arenenud aastate jooksul geoloogiline ajalugu Maa. Enamik Maakoor koosneb tardkivimitest, mida mõnel pool katab suhteliselt õhuke sette- ja moondekivimite kate. Seetõttu vastab maakoore koostis põhimõtteliselt tardkivimi keskmisele koostisele. Kaheksa elementi (vt tabel 3) moodustavad 99% maakoore massist ja vastavalt 99% seda moodustavate mineraalide massist.

Tabel 3.
MAAKOORUSSE KAASUD PEAMISED ELEMENDID

Elementaarkoostise poolest on maakoor raamkonstruktsioon, mis koosneb hapnikuioonidest, mis on seotud väiksemate räni ja alumiiniumi ioonidega. Seega on peamisteks mineraalideks silikaadid, mis moodustavad ca. 35% kõigist teadaolevatest mineraalidest ja ca. 40% - kõige levinum. Neist olulisemad on päevakivid (alumosilikaatide perekond, mis sisaldab kaaliumit, naatriumi ja kaltsiumi ning harvem baariumi). Teised tavalised kivimit moodustavad silikaadid on kvarts (samas liigitatakse seda sagedamini oksiidideks), vilgukivid, amfiboolid, pürokseenid ja oliviin.
Tardkivimid. Tardkivimid tekivad sula magma jahtumisel ja kristalliseerumisel. Protsent erinevad mineraalid ja seetõttu moodustunud kivimi tüüp sõltuvad magmas sisalduvate elementide vahekorrast selle tahkestumise ajal. Iga tardkivimitüüp koosneb tavaliselt piiratud mineraalide hulgast, mida nimetatakse peamisteks kivimiteks. Lisaks neile võib väiksemates kogustes esineda kõrval- ja lisamineraale. Näiteks võivad graniidi peamised mineraalid olla kaaliumpäevakivi (30%), naatrium-kaltsiumpäevakivi (30%), kvarts (30%), vilgukivi ja sarvesegu (10%). Lisamineraalidena võivad esineda tsirkooni, sfeeni, apatiiti, magnetiiti ja ilmeniiti. Tardkivimid klassifitseeritakse tavaliselt iga neis sisalduva päevakivi tüübi ja koguse alusel. Mõnel kivil puudub aga päevakivi. Tardkivimid klassifitseeritakse veelgi nende struktuuri järgi, mis peegeldab kivimi tahkumise tingimusi. Aeglaselt sügaval Maa sees kristalliseeruv magma tekitab pealetungivaid plutoonseid kivimeid, millel on jämeda kuni keskmise teraline struktuur. Kui magma purskab pinnale laavana, jahtub see kiiresti ja tekitab peeneteralisi vulkaanilisi (efusioonseid või väljapressivaid) kivimeid. Mõnikord jahtuvad mõned vulkaanilised kivimid (näiteks obsidiaan) nii kiiresti, et neil pole aega kristalliseeruda; sarnased kivimid on klaasja välimusega (vulkaanilised klaasid).
Settekivimid. Kui aluspõhja kivimid on murenenud või erodeerunud, satub settesse klastiline või lahustunud materjal. Mineraalide keemilise murenemise tulemusena, mis toimub litosfääri ja atmosfääri piiril, tekivad uued mineraalid, näiteks päevakivist savimineraalid. Mineraalide (nt kaltsiit) pinnavees lahustumisel vabanevad mõned elemendid. Teised mineraalid, näiteks kvarts, isegi mehaaniliselt purustatuna jäävad aga vastupidavaks keemiline murenemine. Tekivad ilmastiku mõjul eralduvad mehaaniliselt ja keemiliselt stabiilsed, piisavalt suure tihedusega mineraalid maa pind paigutaja hoiused. Paigaldajatest kaevandatakse kõige sagedamini alluviaalseid (jõgi), kulda, plaatinat, teemante, muid vääriskive, tinakivi (kassiteriit) ja muude metallide mineraale. Teatud kliimatingimustes moodustuvad paksud ilmastikukoored, mis on sageli rikastatud maagi mineraalidega. Ilmastikukoorikuid seostatakse tööstuslike boksiidi (alumiiniummaakide), hematiidi (rauamaagide), veepõhiste nikkelsilikaatide, nioobiumi mineraalide jt tööstuslike ladestustega. haruldased metallid. Suurem osa ilmastikumõjudest kantakse vooluveekogude süsteemi kaudu järvedesse ja meredesse, mille põhjas moodustub kihiline settekiht. Kiltkivid koosnevad peamiselt savimineraalidest, liivakivi aga peamiselt tsementeeritud kvartsi teradest. Lahustunud materjali võivad elusorganismid veest eemaldada või keemiliste reaktsioonide ja aurustamise teel sadestada. Kaltsiumkarbonaat imendub alates merevesi molluskid, kes ehitavad sellest oma kõvad kestad. Enamik lubjakive moodustub mereorganismide kestade ja skelettide kuhjumisel, kuigi osa kaltsiumkarbonaati sadestub keemiliselt. Aurusademed tekivad merevee aurustumise tulemusena. Evaporiidid on suur rühm mineraale, mille hulka kuuluvad haliit (lauasool), kips ja anhüdriit (kaltsiumsulfaadid), silviit (kaaliumkloriid); neil kõigil on oluline praktiline kasutamine. Need mineraalid ladestuvad ka soolajärvede pinnalt aurustumisel, kuid sellisel juhul võib haruldaste elementide kontsentratsiooni suurenemine kaasa tuua mõne teise mineraali täiendava sadenemise. Just selles keskkonnas tekivad boraadid.
Metamorfsed kivimid. Piirkondlik metamorfism. Tard- ja settekivimid, mis on maetud suurtesse sügavustesse, temperatuuri ja rõhu mõjul, läbivad muutusi, mida nimetatakse moondevormideks, mille käigus muutuvad kivimite algsed omadused ning algsed mineraalid ümberkristallistuvad või muunduvad täielikult. Selle tulemusena on mineraalid tavaliselt paigutatud mööda paralleelsed tasapinnad, mis annab kividele kiltjas välimuse. Õhukesi kiltkivimite moondekivimeid nimetatakse kildadeks. Sageli on neid rikastatud plaatsilikaatsete mineraalidega (vilgukivi, klorit või talk). Jämedamad skitoosi moondekivimid on gneissid; need sisaldavad vaheldumisi kvartsi, päevakivi ja tumedate mineraalide ribasid. Kui kiled ja gneissid sisaldavad mõnda tüüpiliselt moondetavat mineraali, kajastub see kivimi nimes, näiteks sillimaniit või stauroliitkilt, küaniit või granaatgneiss.
Kontakti metamorfism. Kui magma kerkib maakoore ülemistesse kihtidesse, tekivad tavaliselt muutused kivimites, millesse see on tunginud, nn. kontakti metamorfism. Need muutused avalduvad algse ümberkristalliseerumises või uute mineraalide tekkes. Metamorfismi ulatus sõltub nii magma tüübist kui ka kivimitüübist, mida see läbistab. Savised ja keemilise koostisega sarnased kivimid muunduvad kontaktsarvedeks (biotiit, kordieriit, granaat jne). Kõige intensiivsemad muutused toimuvad graniitmagma tungimisel lubjakividesse: termilised mõjud põhjustavad nende ümberkristalliseerumist ja marmori moodustumist; tulemusena keemiline koostoime lubjakividega tekivad magmast eraldunud lahused suur grupp mineraalid (kaltsiumi- ja magneesiumsilikaadid: wollastoniit, grossulaar- ja andradiitgranaadid, vesuvianiit ehk idokraas, epidoot, tremoliit ja diopsiid). Mõnel juhul toob kontaktmetamorfism sisse maagimineraale, muutes kivimid väärtuslikeks vase, plii, tsingi ja volframi allikateks.
Metasomatoos. Regionaalse ja kontakti metamorfismi tulemusena ei toimu algsete kivimite keemilises koostises olulist muutust, vaid ainult nende mineraalne koostis ja välimus. Kui lahused sisestavad mõned elemendid ja eemaldavad teised, toimub kivimite keemilises koostises oluline muutus. Selliseid äsja tekkinud kivimeid nimetatakse metosomaatilisteks. Näiteks lubjakivide interaktsioon graniitmagma kristalliseerumise käigus eralduvate lahustega põhjustab graniidimassiivide ümber kontakt-metasomaatiliste maakide tsoonide moodustumist, mis sageli põhjustavad mineraliseerumist.
MAAGIMADUSED JA PEGMATIIT
Jämedateralise graniidi keemiline koostis võib oluliselt erineda algse magma koostisest. Kivimite uurimine näitas, et mineraalid eralduvad magmast kindlas järjestuses. Esimesena kristalliseeruvad raua- ja magneesiumirikkad mineraalid nagu oliviin ja pürokseenid, aga ka lisamineraalid. Ümbritsevast sulatisest suurema tiheduse tõttu settivad nad magmaatilise segregatsiooni protsessi tulemusena allapoole. Arvatakse, et sel viisil tekivad duniitid – kivimid, mis koosnevad peaaegu täielikult oliviinist. Sarnast päritolu omistatakse mõnele suurele magnetiidi, ilmeniidi ja kromiidi akumulatsioonile, mis on vastavalt raua, titaani ja kroomi seeriad. Mineraalide magmaatilise eraldamise teel eemaldamise järel järelejäänud sulatise koostis ei ole aga täiesti identne sellest moodustunud kivimi koostisega. Sula kristalliseerumisel suureneb selles vee ja teiste lenduvate komponentide (näiteks fluori- ja booriühendite) kontsentratsioon ning koos nendega palju muid elemente, mille aatomid on kivimi kristallistruktuuridesse sisenemiseks liiga suured või liiga väikesed. - moodustab mineraale. Magmast kristalliseerunud vesivedelikud võivad tõusta läbi pragude Maa pinnale madalama temperatuuri ja rõhuga piirkonda. See põhjustab mineraalide ladestumist pragudesse ja veenide ladestumist. Mõned veenid koosnevad peamiselt mittemetallilistest mineraalidest (kvarts, kaltsiit, bariit ja fluoriit). Muud veenid sisaldavad metallide mineraale, nagu kuld, hõbe, vask, plii, tsink, tina ja elavhõbe; vastavalt võivad need esindada väärtuslikke maagimaardlaid. Kuna sellised hoiused moodustuvad kuumutatud vesilahuste osalusel, nimetatakse neid hüdrotermilisteks. Tuleb öelda, et suurimad hüdrotermilised ladestused ei ole veenid, vaid metasomaatilised; need on leht- või muu kujuga ladestised, mis on tekkinud kivimite (enamasti lubjakivi) asendamisel maagi sisaldavate lahustega. Väidetavalt on selliseid maardlaid moodustavad mineraalid hüdrotermilist-metasomaatilise päritoluga. Pegmatiidid on geneetiliselt seotud graniitmagma kristalliseerumisega. Väga liikuva vedeliku mass, mis on endiselt rikas kivimit moodustavate mineraalide moodustavate elementide poolest, võib magmakambrist paisata põhikivimisse, kus see kristalliseerudes moodustab jämedateralise struktuuriga kehasid, mis koosnevad peamiselt kivimitest. -moodustavad mineraalid - kvarts, päevakivi ja vilgukivi. Sellised kivikehad, mida nimetatakse pegmatiitideks, on väga erineva suurusega. Enamiku pegmatiidikehade maksimaalne pikkus on mitusada meetrit, kuid suurimate pikkus ulatub 3 km-ni ja väikestel mõõdetakse seda esimestel meetritel. Pegmatiidid sisaldavad üksikute mineraalide suuri kristalle, sealhulgas maailma suurimaid päevakivisid mitme meetri pikkuseid, vilgukivi - läbimõõduga kuni 3 m, kvarts - kaaluga kuni 5 tonni. Haruldased elemendid on koondunud mõnesse pegmatiiti moodustavasse vedelikku (sageli pegmatiiti moodustavate vedelike kujul). suured kristallid), näiteks berüllium - berüülis ja krüsoberüülis, liitium - spodumeenis, petalitiidis, amblügoniidis ja lepidoliidis, tseesium - polutsiidis, boor - turmaliinis, fluor - apatiidis ja topaasis. Enamik neist mineraalidest on ehteid. Pegmatiitide tööstuslik tähtsus tuleneb osaliselt sellest, et need on vääriskivide allikaks, kuid peamiselt - kõrgekvaliteedilise kaaliumpäevakivi ja vilgukivi, samuti liitiumi-, tseesiumi- ja tantaalimaagid ning osaliselt berüllium.