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.
С вопросами кристаллизации и происхождения алмаза связаны проблемы исключительного интереса и важности. Во всей длинной истории исследования этой тетраэдрической разности кристаллического углерода алмаз вполне оправдывал свое название, которое было ему дано еще греками — ἀδάμας это слово в переводе означает неукротимый, недоступный, и мы видим, что недоступность проходит красной нитью через всю историю этого минерального вида, так как он всегда и везде упорно не поддавался ни руке шлифовальщика, ни сильнейшим реактивам химика, ни пытливому уму ученого.
Когда в XIII в. индийские алмазы наводнили рынки Европы ювелиры упорно не могли справиться с огранкой этого красивого камня, пока только в конце XV в. голландец Ван-Беркем не дошел до мысли шлифовать камни друг о друга; при этом он самостоятельно повторил тот способ, которым давно уже пользовались в Индии и о котором знал еще Плиний, когда писал, что алмаз может быть обработан лишь другим алмазом.
В последние годы у нас и за рубежом появилось много работ, посвященных исследованиям жидких включений в минералах. Поскольку эти включения в той или иной мере могут рассматриваться как. остатки среды, из которой происходило образование самого минерала, в результате их изучения можно получить объективные данные о составе и, возможно, о фазовом состоянии этой среды, а также (с известными, однако, допущениями) данные о температуре образования минерала, а в некоторых случаях и о давлении, существовавшем в момент возникновения включения.
Наибельшее развитие получила идея определения температуры образования минерала по жидким включениям. Около 100 лет назад английский геолог Г. К. Сорби, выдвинувший эту идею, разработал метод определения температуры образования минералов по характеру жидких включений, получивший название «геологической термометрии по включениям». Однако, несмотря на простоту и удобство пользования этим методом, он не получил распространения, так как в то время еще не было объяснено все многообразие причин образования самих включений в минералах, а противоречия, вытекающие из физико-химической сущности самого метода и ограничивающие его применение областью минералов, образовавшихся при сравнительно низких температурах и невысоких давлениях, еще не были устранены. Значение давления для определения температуры образования минерала по включениям могло быть оценено только после того, как физическая химия предоставила в распоряжение геологов обширный теоретический и экспериментальный материал по равновесиям систем, в той или иной мере приближающимся к системам, из которых происходит образование минералов в природе.
В настоящее время интенсивно разрабатываются все задачи, связанные с проблемой геологической термометрии по включениям, как-то: выяснение природы образования включений, физико-химическая интерпретация результатов исследования и, естественно, возможность применения этого метода к решению тех вопросов геологии и минералогии, которые,могут иметь практическое значение. В разработке задач такого рода участвуют как геологи, так и минералоги, кристаллографы, физико-химики и физики.
Значительных успехов эта работа достигла у нас, в Советском Союзе, и нашему читателю-геологу, несомненно, будет полезно ознакомиться с книгой канадского исследователя Ф. Г. Смита, который в очень сжатой, конспективной форме подвел итог не только современному состоянию учения о геологической термометрии по включениям, но дал также довольно полный очерк истории развития этого учения. В связи с тем, что автор книги недостаточно полно освещает Мшу отечественную ли?ературу по данному вопросу, редактор перевода счел необходимым дать в конце книги некоторые дополнения по нашей литературе о жидких щключениях.
Следует указать, что Смит, кроме специальной литературы по жидким включениям, широко захватывает работы, касающиеся вопросов физико-химии водных растворов (в особенности растворимости кремнезема в воде и в водных растворах солей при повышенных давлениях), а также вопросы гидротермального образования минералов и синтеза минералов гидротермальным путем. Таким образом, его книга может быть полезна также и исследователям, занимающимся вопросами синтеза минералов.
Книга известного болгарского ученого – минералога-кристаллографа академика И. Костова представляет собой наиболее полное в настоящее время описание минералов, дополненное автором для русского издания несколькими открытиями последних лет. Приведены не только оптические, рентгеноструктурные и кристаллографические характеристики, но и новейшие данные по составу, кристаллохимии, физическим свойствам и геохимическим условиям образования минералов, парагенезисам и проч. Книга великолепно иллюстрирована. Равноценного по качеству учебного пособия на русском языке нет. Книга является учебником и справочником не только для минералогов, петрографов, геохимиков, кристаллохимиков, но и для специалистов по рудной геологии и геологов, а также для студентов перечисленных специальностей.
Автор: Евгений Кориневский, ИМин УрО РАН Официальные условия распространения: свободно, бесплатно. Назначение: *Петрохимические пересчеты (в т. ч. с использованием алгоритма CIPW+литохимические модули) *Пересчет результатов анализа минерала на кристаллохимическую формулу минерала (по классам минералов: гранаты, пироксены, амфиболы, слюды, ПШ, приблизительный произвольный минерал - по кислороду) *Определение термодинамических параметров (в т. ч. по алгоритмам TPF и GeoPath) *Систематизация образцов и проб. Возможность построения выборок, треугольных и двумерных диаграмм состава, сохранения и экспорта результатов. Программа снабжена справочным разделом, поддается надстройке, доводке. Системные требования: Платформа: MS Windows 98, ME, 2000, XP, Vista. Для установки и работы программе требуются: MS NET Framework v.2.0 или выше, MS Internet Explorer v.5.01 или выше (только для Win98). Язык интерфейса: Русский. Для более гибкого управления базами данных, созаваемых программой PetroExplorer, желательно установить на компьютер систему баз данных MS Access, хотя PetroExplorer может работать и без нее.
Для петрологов, минералогов, геохимиков, геологов длугих специализаций.
Данная книга представляет собой первый опыт обобщения существующих материалов в области технологической минералогии и оценки руд и условно подразделяется на 2 части. В первой - классифицируются процессы обогащения и тнпоморфные особенности минералов и руд, влияющие на эти процессы (технологические свойства), а также методы их исследования. Во второй - характеризуются особенности геолого-технологической оценки руд важнейших промышленных типов месторождений, се цели, задачи, методы и последовательность операций на разных стадиях разведки и эксплуатации. Разработаны методики выделения природных и технологических типов по необходимому и достаточному количеству признаков, характеризующих руду. Показано, что итогом технологической оценки месторождений как промежуточного звена между их генезисом и результатами обогащения являются тсхнолого-металло-генические и геолого-тсхнологические модели, основанные на закономерных количественных связях между геолого-мпнералогическими особенностями объектов и показателями переработки руд. Обоснованы геолого-минералогнческне критерии управления качеством сырья с целью формирования шихты или технологических типов с заданными свойствами и процессами обогащения с использованием экспрессного определения основных показателен качества руд. Систематизированы существующие и предложены новые термины в области технологической минералогии и оценки.
В учебном пособии рассмотрены цели, задачи и принципы организации методов лабораторных исследований минералов для решения практических вопросов поисковой и технологической минералогии. Описаны методы исследования конституции (структуры и химического состава), морфологии и свойств минералов. В заключение приводится обзор методов разделения проб и выделения минеральных концентратов.
В учебнике, подготовленном в соответствии с программой, утвержденной Министерством высшего и среднего специального образования СССР, на современном уровне систематически изложены основы теоретической кристаллохимии. Впервые дается исторический очерк развития химической кристаллографии и кристаллохимии После описания важнейших для кристаллохимии свойств атомов и их связей в кристаллической структуре излагаются приемы описания атомного строения кристалла. Отдельные главы посвящены основным категориям кристаллохимии: морфотропии и структурной гомологии, полиморфизму и политипизму, изоморфизму.
Настоящий курс теоретической кристаллохимии существенно отличается, особенно построением, от известных учебников, например от популярной «Кристаллохимии» Г. Б. Бокия, по которой учились многие поколения студентов и последнее, третье, издание которой вышло в 1971 г. В отличие от прежних учебников, он содержит только краткие сведения о геометрических основах кристаллохимии (гл. V). Такое сокращение сделано сознательно, поскольку, как показывает практика преподавания курса кристаллохимии на геологическом факультете МГУ, этот материал лучше усваивается студентами на семинарских занятиях и требует самостоятельной работы по решению задач и упражнений. Большое .число последних читатель найдет в «Руководстве к практическим занятиям по кристаллохимии» Ю. Г. Загальской, Г. П. Литвинской, Ю. К. Егорова-Тисменко (1983).
В учебнике отсутствуют также главы описательной кристаллохимии, которые традиционно отводились для структурно-химической систематики отдельных классов соединений. Здесь эти сведения используются только для иллюстрации кристаллохимических законов и правил (главы III, V—VIII). В то же время в новом варианте курса впервые достаточно полно и последовательно излагается история кристаллохимии (гл. I). Внимание, которое здесь уделяется историческим сведениям, вполне соответствует убеждению В. И. Вернадского (1903), что «сознание исторической эволюции знания... особенно необходимо при изложении современного состояния какой-нибудь науки, так как только этим путем возможно сохранить для будущего исследователя указания на взгляды и факты, которые кажутся автору ложными и неважными,— но которые ход времен как раз выдвинет вперед, как правильные или научно полезные...»
Раздельное рассмотрение имеющих кристаллохимическое значение свойств свободного атома (гл. II) и атома в кристалле (гл. IV), по мнению автора, совершенно необходимо, чтобы показать со всей отчетливостью, что свойства атома (или иона) в кристалле не являются константами, а носят характер эффективных величин, физический смысл и численные значения которых меняются в зависимости от уровня наших знаний. Например, представления о размерах и форме атомов в кристаллах сейчас в нарастающем количестве получают как прямой результат прецизионных рентгеноструктурных исследований распределения электронной плотности (гл. IV), раньше технически недоступных для экспериментатора. Такое разделение подчеркивается и тем, что между указанными описаниями двух наборов атомных свойств помещается изложение теории межатомного взаимодействия в кристаллах (гл. III).
В последних трех главах (VI—VIII) содержится последовательный анализ основных категорий кристаллохимии, крупнейших обобщений этой науки. Автор при написании этих глав стремился показать тесную взаимосвязь между отдельными понятиями и доказать, что современная кристаллохимия вплотную подступила к созданию количественных моделей выработанных ею в течение предыдущих десятилетий представлений об устойчивости структурного типа (морфотроп'ия, полиморфизм — гл. VI, VII и особенно изоморфизм — гл. VIII).
Автор отдает себе отчет в том, что опыт создания по существу первого учебника собственно теоретической кристаллохимии не лишен многочисленных недостатков, и поэтому будет благодарен тем лицам, которые в любой форме внесут свои замечания и пожелания. Автор приносит свою благодарность рецензентам книги - В. А. Франк-Каменецкому и Ю. А. Пятенко, чьи критические замечания и поправки во многом способствовали ее улучшению. Автор признателен также Ю. Г. Загальской, Г. П.Литвинской и Н. Л. Смирновой за внимательное прочтение главы V и И. П. Дейнеко за большую помощь в подготовке рукописи к печати.
Дается описание весьма разнообразных физических явлений, сопровождающих процессы рассеяния дифракции рентгеновских волн в кристаллах, без привлечения сложного математического аппарата Рассматриваются природа и свойства рентгеновских лучей, излагаются подходы к решению ряда практических задач рентгенографии минералов, представлены основные принципы теории рассеяния рентгеновских лучей в кристаллах и теоретические основы рентгено-структурного анализа кристаллов Рассмотрены новые приложения рентгено структурного анализа для решения важнейших проблем современной геологии и минералогии
Учебник написан на основе курса лекций по рентгенофафии мине ралов, читаемого студентам Геологического факультета МГУ
Предназначен для студентов и аспирантов геологических вузов, а также для специалистов в области кристаллофафии, минералогии, петрологии, литологии и смежных дисциплин.
Описаны минералого-геохимические свойства бирюзы и вмещающих пород, регионы ее распространения, геолого-структурные особенности месторождений СССР и зарубежных стран. Выделены основные разновидности бирюзы и промышленные типы ее месторождений, их геологические критерии и поисковые признаки. Рассмотрены условия формирования месторождений бирюзы, ее генезис. Второе издание (1-е изд. - 1982) в значительной мере переработано с учетом новых геологических данных по бирюзе, содержит больше цветных иллюстраций. Для геологов, занимающихся поисками и изучением месторождений бирюзы, а также полезных ископаемых, связанных с бирюзоносными формациями. Представляет интерес для коллекционеров и любителей камня.
Книга знакомит читателей с основами ювелирного дела. Рассказывает о простых и благородных металлах, технологии их обработки, различных ювелирных работах. Описывает драгоценные и полудрагоценные камни, а также используемые при изготовлении драгоценностей материалы в соответствии с их применением в ювелирном деле.
Может служить практическим руководством для начинающих ювелиров, рекомендуется специалистам ювелирного дела. Оглавление: Из истории ювелирного дела. Ювелирное искусство времен Великоморавской державы. Металлы. Обработка металлов в ювелирном деле. Вспомогательные материалы. Техника производства ювелирных изделий. Работа с серебром. Техника украшения. Обработка поверхности. Ремонт драгоценностей. Уход за станками и инструментами. Извлечение чистых металлов. Весы - клейма - размеры. Проверка пробы сплавов благородных металлов. Драгоценности. Поделочные и драгоценные камни. Исторические шедевры ювелирного дела. Контрольные вопросы и ответы для начинающих ювелиров.
