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.
The chemical-structural mineral classification system developed since the first edition of Mineralogische Tabellen (1941) evolved from the chemical mineral system of Haiiy (1801), which was based on cations, and of Berzelius (1814,1824), based on anions, followed by the chemical-morphological system of Gustav Rose (1838.1852). the periodic system of the chemical elements (cf. Introduction), and finally by the developing knowledge of atomic crystal structures (since Laue, 1912, Bragg, 1913).
The classification system used in the first, and subsequent editions of Mineralogische Tabellen. combines chemical features with structural principles, such as structure types, cation size and coordination numbers; minerals are generally arranged according to increasing cation size. A characteristic scheme of chemical formulae was introduced, as well as internationalized names, such as neso- to tektosilicates. International priority principles have always been acknowledged.
Since the last edition (1978), technological developments, such as improved electron microscopy (since Ernst Ruska, 1931), chemical analysis by microprobe (since Raymond Castaing, 1951). scanning electron microscopy (since Oatley & McMullan, 1952), automatic computer-controlled instrumentation and software for structure determination, have made it possible to carry out the chemical, structural, morphological and physical characterization of tiny particles of new minerals (on the scale of micrograms) within a few days or weeks; computerized structural and morphological drawings can be produced within minutes.
As a result, the number of minerals approved by the Commission on New Minerals & Mineral Names of the IMA (International Mineralogical Association) has grown from about 2500 in 1978 to about 4000 at present, with about 60 to 80 new minerals added each year.
In this edition, the world of minerals is divided by chemical features into ten classes, each of which is subdivided, on chemical-structural principles, into divisions, subdivisions, groups of isotypic and homeotypic minerals, or individual minerals with unique structure types; groups with two or more mineral names comprise minerals with similar structure or composition. The classification system and alphanumeric coding scheme used in this 9,h edition of the Strunz Mineralogical Tables were presented at the 1994 IMA meeting in Pisa. They permit the insertion of thousands of new minerals in the future without changing the basic classification framework.
The authors gratefully acknowledge the contributions to this volume made by a number of mineralogical colleagues, particularly Emil Makovicky for helpful suggestions relating to the sulfide and sulfosalt classification, and Friedrich Liebau for constructive critical reading of the cyclo- and inosilicate portions of the manuscript. We also acknowledge the contribution made by Irmgard Stolle, Berlin, who provided assistance in the preparation of the manuscript.
This contribution to mineralogy is indebted to about seven generations of diligent and active researchers over a period of two hundred years. The authors welcome suggestions for improvements.
For this completely new edition of Rock-Forming Minerals we have maintained the general principles and organization adopted for the first edition. The past twenty years, however, have seen an enormous expansion in activity in the Earth Sciences as a whole, and the subjects of Mineralogy and Petrology have certainly not been exceptions. The terms 'literature explosion* and 'exponential growth', although almost cliches, nevertheless are very apt in the present context. Not only have the numbers of researchers and their outputs increased, but exceptional growth has occurred in three particular fields: electron microprobe analysis, experimental petrology, and the determination of crystal structures.
The facility of rapid and accurate electron probe analysis has replaced to a great extent the more laborious chemical and optical analytical methods, giving many more reliable analyses for each mineral and enabling researchers to examine more specimens and to complete a wider range of studies in a shorter time. The availability of more well-analysed material has also led to much more significant discussion of chemical variations and their relationships with crystal structure, physical properties and, most of all, parageneses. The important phenomena of fine-scale intergrowths (exsolution, etc.) and of chemical zoning have also been much more readily investigated using electron probe and other electron-optical methods.
The study of phase equilibria at elevated pressures and temperatures has continued apace, so that the cumulative number of systems which need to be described has grown. In addition, much wider ranges of pressure and temperature have become accessible with improved techniques. At the same time, there has been a growth in the determination of thermodynamic properties of minerals, and in the experimental and theoretical approaches to element distribution within and between minerals.
The advent and growing use of automatic single-crystal diffractometers has made it possible to determine crystal structures much more quickly, so that whereas there was hitherto perhaps one published structure for a mineral or even for a mineral group, now there can be structure determinations for a mineral at each of several chemical compositions, and at a number of different temperatures.
The above, and other growth areas in mineralogy, have led to the fact that in this new edition the average number of pages devoted to each mineral is about three times that for the first edition. The extent of growth is indicated also by the list of references for each mineral which for this volume we have attempted to bring up to date to 1979, and the early months of 1981.
Приводится статистический анализ по 4058 минералом, утвержденным ММА: признаки, по которым даны названия минералов, где впервые были найдены, с указанием их количества, геохимической специализации и хронологии всех находок. Показаны количественные и процентные соотношения минералов каждого элемента, все парные и основные тройные связи (сонахождения) элементов в соответствующих минеральных формах, распределения их по сингониям, шкалам твердости, плотности, цвету и блеску, оптическим данным, наличию степени совершенства и направления спайности, растворимости в воде, простейшей их генетической принадлежности и т. д. Представлены взаимосвязи: гидрофильность минералов и их плотность, плотность-твердость. Обращено внимание на несоответствие химических составов ряда минералов их утвержденным в КНМ ММА формулам, на наличие своеобразной приниженности роли в них некоторых элементов (особенно редких земель) и целесообразность ревизионного пересмотра некоторых понятий минерал-разновидность (особенно в среде давно открытых минералов)
Книга представляет интерес для геологов и студентов геологических факультетов, коллекционеров и для лиц, увлекающихся минералогией.
Wer Steine sammelt, möchte am liebsten den ganzen Planeten bereisen. Jeder Flecken Erde kann interessant sein. Für echte Mineralien- und Edelsteinsammler gibt es deshalb keine Grenzen, schon gar keine politischen. Sinnvoll ist vielleicht eine Grenze, die zwischen Kalkgesteinen und Graniten verläuft: Auf der einen Seite findet man ein paar kleine Calcite, jenseits der Grenze aber winken herrliche Topase, Berylle, Apatite und Turmaline. Doch weil wir Menschen sind, erfinden wir eben auch unsinnige Grenzen, zum Beispiel jene zwischen Ost und West. Auch wenn Deutschland nicht so extrem im „Westen" liegt wie Amerika, und Rußland nicht so extrem im ..Osten" wie China, so empfinden wir im deutsch-russischen Verhältnis doch eine Art Ost-West-Konflikt. Die Ursachen dafür sind jüngeren Datums, und wer zwei- bis dreihundert Jahre zurückblickt, entdeckt, daß die Sammlerherzen älterer Zeiten weit verzweigte und fruchtbare Freundschaftsbande geknüpft und gepflegt haben.
Westliche Fürsten und östliche Zaren tauschten nicht nur Waren, Kunst und Technik miteinander aus, sie förderten auch den Ost-West-Dialog der Wissenschaften. So schickten sie kistenweise Mineralien, Edelsteine und Fossilien hin und her, Sammler und Wissenschaftler pendelten zwischen Ost und West, zahlreiche Publikationen wurden ausgetauscht, es wurde lebhaft geforscht und diskutiert - alles in allem war es ein fruchtbarer Boden, auf dem auch mineralogisch sehr viel wachsen konnte.
Und wie sieht es heute aus? Was bringt uns das viel gepriesene Kommunikations-Zeitalter? Die Grenzen sind heute zwar wieder offener denn je, nicht nur elektronisch. Blickt man aber zurück in die Geschichte, scheint in der Ost-West-Mineralogie früher mehr los gewesen zu sein. Grund genug, erneut in Richtung Rußland zu blicken. Nicht misstrauisch, sondern mit der Freude, Reise- und Entdeckerlust, mit der dies z. B. im 19. Jahrhundert geschah. Das vorliegende extraLapis möge dazu beitragen: Noch nie gab es in deutscher Sprache einen so komprimierten Überblick über die russische Landesmineralogie, einen praxisorientierten Leitfaden zu diesem Sammelgebiet.
Und schließlich: Wenn wir als Sammler, ob in Ost oder West, die wir alle eine gemeinsame Liebe teilen - die kristallisierten Schätze der Erde - wenn wir es nicht schaffen, in Freundschaft alte Grenzen zu überwinden, wer soll es dann? Doch schauen wir erst einmal kurz nach Osten: Wo liegt Rußland überhaupt?
The issue contains the most comprehensive description of the Kerch iron- ore basin, including historical and geological sketches. Besides ore deposits some other geological phenomena of the region are described. Mineralogical decription of 160 mineral species is the main part of the volume, the most interesting minerals being characterized in details.
The author has been studing the Kerch mineralogy for more then 20 years and at present is one of the most knowledgeable experts of the region.
Changes in the methods of investigation have had a crucial impact on progress in mineralogy. Many important methods have emerged with their own parameters, interpretations, problems, new albeit restricted possibilities and scopes, and with their own instrumentation and measurement tools. Even the aims and contents of the investigations have changed. Two processes can be discerned:
1. The logical completion of developing and elaborating the methods, i.e. determining all physical principles based on a single, general, multifaceted phenomenon: the interaction of radiation (particles) with matter.
These interactions and hence these methods can be presented schematically by two coordinates. One is energy (or wavelength of radiation) and parts of the electromagnetic spectrum (nuclear, X-ray and electron, UV, visible, IR, microwave, SHF and RF). The other coordinate is represented by the modes of interaction (spectroscopy-absorption, emission, scattering-diffractometry, microscopy). The various intersection points in this system of coordinates have already been determined and elaborated in detail according to theoretical and instrumentational aspects.
In this book, information about the type localities and the history of the discoveries of all new minerals found on the territory of the former Soviet Union (582 mineral species, from 1766 to 1997) is availablefor the first time. The book also contains information on the type specimens of the minerals that are kept in Russian museums; data on the persons for whom the minerals were named; portraits of discoverers of new minerals; 146 colour photographs and 68 SEM-photographs of minerals; 24 geographical schemes and 38 colour pictures showing the type localities; a complete index of place names; and 761 references. The book is intended for mineralogists, museum curators, specialists in the history of geology, and mineral collectors.
All existing introductory reviews of mineralogy are written according to the same algorithm, sometimes called the "Dana System of Mineralogy". Even modern advanced handbooks, which are certainly necessary, include basic data on minerals and are essentially descriptive. When basic information on the chemistry, structure, optical and physical properties, distinguished features and para-genesis of 200-400 minerals is presented, then there is practically no further space available to include new ideas and concepts based on recent mineral studies.
A possible solution to this dilemma would be to present a book beginning where introductory textbooks end for those already familiar with the elementary concepts. Such a volume would be tailored to specialists in all fields of science and industry, interested in the most recent results in mineralogy.
This approach may be called Advanced Mineralogy. Here, an attempt has been made to survey the current possibilities and aims in mineral matter investigations, including the main characteristics of all the methods, the most important problems and topics of mineralogy, and related studies.
The individual volumes are composed of short, condensed chapters. Each chapter presents in a complete, albeit condensed, form specific problems, methods, theories, and directions of investigations, and estimates their importance and strategic position in science and industry.
На материале важных минералогических находок (крупных кристаллов, редких видов и др.) рассматриваются новые примеры минералов, которые встречаются на значительном расстоянии друг от друга, но в одних районах мира. Адресовано геологам, геохимикам, минералогам, сотрудникам музеев, коллекционерам.
Охарактеризовать регион находками крупных кристаллов — задача, объединившая автора и коллег из Геологического музея им. В.В. Ершова (МГТУ). В 2009 г. вместе с В.Я. Герасименко и Т.В. Дубровской мы работали над экспозицией нового зала «Всемирная минералогия». Началом многолетнего сотрудничества стало создание в Горном институте первой в стране постоянной экспозиции «Минералы СССР» (1989), именно её проф. В.В. Ершов, по предложению автора, выделил тогда как приоритетную в возрожденном музее. Одновременно такие же экспозиции при поддержке Е.В. Пряхиной и Т.Ю. Должанской автор делал в Минералогическом музее РГГРУ (быв. МГРИ — МГГА ), где начала формироваться (2008 г.) первая тематическая коллекция «Российская и всемирная минералогия». Автор благодарит всех, кто активно участвовал в этой работе — И.В. Пекова, А.Н. Тимофеева, В.Г. Фекличева, А.Ю. Белякова, Д.И. Белаковского, А.Б. Никифорова и многих других. Геологи, горняки, минералоги, коллекционеры собирают фактический материал, без которого невозможно говорить о закономерностях размещения минералогических находок. Особая признательность — В.Я. Герасименко за максимальное внимание к нашей работе.
