Минерал

Минерал (ескі лат. mіnera – кентас кесегі) – химиялық құрамы және физикалық қасиеттері біртекті табиғи дене. Ол жер бетіндегі немесе жердің (аспан денелерінің) қойнауындағы физикалық-химиялық процестерге байланысты пайда болып, тау жыныстарын, кентастарды, т.б. құрайды. Минерал негізінен қатты денелер. Олар кристалды (пирит, галенит), аморфты (опал, лимонит) және метамикті (сырты кристалл тәрізді, бірақ іші аморфты, шыныға ұқсас) болып жіктеледі. Әр минерал өзіне тән құрамды, кристалды құрылымы бар табиғи қосынды. Жекелеген кристалдар, дәндер және басқа денелер минералдық индивид деп, ал минералдық индивидтердің бірігіп түзілгендері минералдық агрегаттар деп аталады. Табиғатта зерттелген минерал түрлері 2,5 мыңға жуық, жыл сайын 30-ға жақын жаңа минерал түрлері анықталады. Минералдардың көпшілігінде ионды құрылым кездеседі (кристалдық химия). Ковалентті және интерметалдық құрылымдар аз кездеседі. Минерал құрауға Менделеев кестесіндегі инертті газдар мен ураннан соңғы элементтердің бәрі қатысады. Олардың кейбіреуі минерал құрауда басты орын алады, ал құрылымы мен қасиеттері басты элементтерге ұқсастары (Pd, Ge, Іn, Cd, Ga, Tl, Se, І, Br, Re, Rb) минералдардың құрамында изоморфтық қоспалар түрінде кездеседі. Изоморфтық қоспалар Минералдардың химиялық қасиеттерін өзгертеді. Табиғатта силикаттар (минералдың жалпы санының 25%-ы), сульфидтер (13%), фосфаттар мен ванадаттар (18%), тотықтар мен гидрототықтар (12%), түрлі табиғи химиялық қосылыстардың (32%) минералдары бар. Жер қыртысының 92%-ы силикаттардан, тотықтардан, гидрототықтардан тұрады. Химиялық құрамы жағынан Минералдар таза элементтер және күрделі қосылыстар болып бөлінеді. Минерал кристалдары жай аниондардан (S 2– , O 2– , OH – , Cl – , т.б.), аниондық радикалдардан [CO 3 ] 2– , [SіO 4 ] 4– , [PO 4 ] 3– , т.б. құралады. Минералдарды кристалды химиялық жіктеу, құрылысының ерекшеліктеріне негізделген. Құрылымы бір типтес Минералдар құрамының изоморфизм процестерінен өзгеруі оларды құраушы атомдардың, иондардың атомдық (иондық) радиустарына, кристалдық-химиялық сандарына, химиялық байланыс түрлеріне байланысты болады. Минерал морфологиясы оның ішкі, құрылысына, пайда болу, қалыптасу жағдайларына қарай анықталады. Мысасылы, Қарағанды өңірінің талшықты родуситі – сұйық, ал бұршақ сияқты тығыз, борпылдақ родуситі – қою коллоид ерітінділерінің кристалдануынан түзілген. Жеке Минералдар сыңарларының өлшемі әр түрлі болады. Тарбағатай пегматиттерінен табылған кварц кристалдарының ұзындығы 6 метр, салмағы 72 тонна, қырларының ені 1 метрге жетеді. Кейбір коллоидтық Минералдардың көлемі бірнеше м 3 болады. Табиғаттағы минералдар сырт пішініне қарай көбіне дендриттер, оолиттер, сферолиттер, секрециялар, конкрециялар, дән, топырақ сияқты массалар, сталактиттер, сталагмиттер түрінде кездеседі. Минералдардың физикалық қасиеттері кристалдық құрылымына және химиялық құрамына байланысты. Тығыздығына байланысты Минералдар жеңіл (2500 кг/м 3 дейін), орташа (2500 – 4000 кг/м 3 ), ауыр (4000 – 8000 кг/м 3 ) және өте ауыр (8000 кг/м 3 -тен жоғары) болып жіктеледі. Мөлдірлік қасиетіне байланысты мөлдір (тау хрусталі), шала мөлдір (сфалерит), мөлдір емес (магнетит) болып ажыратылады. Минералдар жаралу, өсу, өзгеру сатыларынан (Минералдар онтогениясы) өтеді. Минерал магмалық балқымаларда, ерітінділерде, газдарда түзіледі. Белгілі процестерден кейін бірнеше Минералдың топталуы Минералдар парагенезисі деп аталады. Пайда болған Минералдар ассоциациялары парагенетикалық талдау негізінде жасалған әр түрлі физикалық - химиялық диаграммалар бойынша анықталады. Табиғи реакцияларда түзілетін Минерал өзін қоршаған ортамен, ортаның фазалық қалпымен және физикалық - химиялық параметрлермен тығыз байланысты. Бұл жағдайлар Минералдардың құрамы мен түрлі қасиеттеріне әсер етіп, оған типоморфтық белгілер (Минералдардың кристаллографиялық ерекшеліктері, агрегаттарының сипаты, жеке сыңарларының өлшемі, кейбір физикалық - химиялық қасиеттер) береді. Минералдар экзогендік, эндогендік, метаморфогендік процестерде пайда болады. Минералдардың генезисін анықтау үшін олардың түзілу процестерінің химизмін, пайда болған ортаның фазалық қалпын, жүйенің физикалық - химиялық параметрлерін, түзілу, өсу, даму жолдарын, оны құраған заттардың түп негізін білу керек. Бұл аталғандарды анықтаудың басты жолдары: а) геологиялық жағдайларды зерттеу; ә) типоморфтық белгілерді анықтау; б) парагенетиканы талдау; в) онтогенды талдау; г) газ бен сұйық қосындысын зерттеу; ғ) табиғи реакциялардың термодинамикалық шамаларын есептеу; д) әр түрлі геотермометрлер мен газобарометрлер арқылы термодинамикалық параметрлерді анықтау; е) теңдеулердің физикалық - химиялық жүйесін зерттеу; ж) табиғатта түзілу жолдарын тәжірибемен қайталау; з) изотоптық құрамын анықтау. Минералдардың өндірісте қолданылуы олардың түрлі бағалы қасиеттеріне негізделген. Өте қатты Минералдар (алмас, корунд, гранат, т.б.) абразивтер ретінде, пьезоэлементтік қасиеті барлары радиоэлектроникада қолданылады; қатты әдемі түстілерінен зергерлік бұйымдар жасалады. Минералдардың физикалық қасиеттері олардың кендерін іздеуге, кентастарды байытуға мүмкіншілік береді. Қазақстанда кездесетін Минералдардан Менделеев кестесіндегі элементтердің 60-тан астамы өндіріледі. Қазақстанның әр жерінен жиналған Минералдардың таңдаулы коллекциялары Қазақстанның геологиялық мұражайларына қойылған. 1950 жылдардан бастап жаңа минералдың ашылу фактісін және оның атауын халықаралық минералогиялық қауымдастықтың (ММА) жаңа минералдар мен минералды атаулар жөніндегі комиссиясы мақұлдады. Қазіргі уақытта 6100-ден астам минерал түрі белгілі, бірақ оның ішінде тек 100-150 минерал кең таралған. Минералдар генезисі Генезис деген грек сөзі — жаратылу, шығу, пайда болу деген сөз. Демек, минералдардың генезисі дегеніміз — олардың жаратылысы. Жердің ішкі қабаттарында пайда болатын магма жоғары көтеріліп жіктеледі; салқындап қатаюдан пайда болатын тау жыныстары магмалық жыныстар, оны құраушы және соған байланысты пайда болған минералдар магмалық минералдар деп аталады. Онан кейін қалдық магмалардан магмалық минералдар пайда болады. Оның ең ірі және минерал заттар көп кездесетін түрі — пегматит, оны құраушы және оған байланысты пайда болған минералдар — пегматиттік минералдар. Онан қалған су буы мен газдарға қаныққан заттардан пайда болып, жердің үстіне таман таянған жарықтарды толтыратындар — пневматолиттік минералдар. Онан қалған бу мен газдар суға араласып ыстық ерітінді құрайды, яғни гидротермалар пайда болады. Гидротерманың ішіндегі заттар жер жарықтарына, тау жыныстары арасындағы қуыстарға сіңіп, минералды желілер құрады. Олардың өзі минералдану тереңдігіне қарай, соған байланысты жаратылыс температурасына қарай үшке бөлінеді: *жоғары температуралы гидротерма — гипотерма *орта температуралы гидротерма — мезотерма *төмен температуралы гидротерма — эпитерма Осыған сәйкес гидротермалық минералдар да үшке бөлінеді: *гипотермалық минералдар *мезотермалық минералдар *эпитермалық минералдар. Онан кейін гидротермадан қалған су, яғни жаңадан пайда болған ыстық ювенил су жер бетінің айналыстағы вадоз суына қосылып кетеді; кейде олар ыстық минералды көзге — арасан көздерге айналады. Оларды курорттарда емге пайдаланады. Екінші жағынан магмалық жыныстардың вулкандық немесе эффузивтік түрлері тағы бар. Магма жердің астыңғы қабаттарында қатаятын болса, ол интрузивтік делінді. Жоғарыда айтылған магмалық жыныстар, қалдық магмалар — пегматиттер, пневматолиттер, гидротермалар — бәрі де сол интрузивтермен байланысты түзілген. Жердің жарығымен жоғары көтеріліп, жер бетіне шығып тасыған магма лава деп, лавадан пайда болған тау жыныстары эффузивтік немесе вулкандық болып аталады. Соған сәйкес минералдар да вулкандық және эффузивтік болады. Лаваға байланысты гидротермалар мен арасан көздер де пайда болады. Бірақ лава тез салқындайтын болғандықтан онан шыққа н заттар да кристалданып, жіктеліп үлгіре алмайды, оның барлық бөлшектері шыныша араласып қатаяды. Сондықтан эффузивтерге байланысты кендер де кұрала қоймайды. Металды эндогендік кендердің көпшілігі магмалық , пегматиттік, пневматолиттік, гидротермалық болады. Экзогендік тау жыныстары — шөгінді жыныстар. Бұлар бірнеше түрге бөлінеді; соған сәйкес минералдар да жаратылыс жағынан бірнеше түрлерге бөлінеді: көлдік шөгінді тұздар, органикалық қайталама тұнба, үгілген метаморфтық тау жыныстары мен минералдар әрі магмалық , әрі шөгінді тау жыныстарынан пайда болады. Сондықтан оларды аралық — ортақ жыныстар деп қарауға болады. Олардың кұрамындағы метаморфтық минералдар да эндогендік пен экзогендікке ортақ болып табылады. Жалпы метаморфтық минералдар региондық және контактылық болып екіге бөлінеді. Соның ішінде химиялық алмасудан пайда болған метасоматикалық, қысым күшінен пайда болған динамометаморфтық, қызу күшінен пайда болған пирометаморфтык, кебуден-құрғаудан пайда болған дегидраттық т.б. түрлері бар. Оның үстіне кен минералдары метаморфтық және метаморфогендік болып белінеді. Дереккөздер