Минерал

Во геологијата и минералогијата, минерал или минерален вид — цврста супстанца со прилично добро дефиниран хемиски состав и специфична кристална структура што се јавува природно во чиста форма. Доколку хемиското соединение се јавува природно со различни кристални структури, секоја структура се смета за различен минерален вид. Така, на пример, кварцот и стишовитот се два различни минерали што се состојат од истото соединение, силициум диоксид.
Меѓународното минералошко здружение (ММЗ) е општо признато стандардно тело за дефиниција и номенклатура на минерални видови. Според податоци од 2025 година, ММЗ признава 6.145 официјални минерални видови.
Хемискиот состав на именуван минерален вид може малку да се менува поради вклучувањето на мали количини на примеси. Специфичните видови на еден вид понекогаш имаат свои конвенционални или официјални имиња. На пример, аметистот е виолетова варијанта на минералниот вид кварц. Некои минерални видови можат да имаат варијабилни пропорции на два или повеќе хемиски елементи кои зафаќаат еквивалентни места во структурата на минералот; на пример, формулата на макинавит е дадена како , што значи , каде што ''x'' е променлив број помеѓу 0 и 9. Понекогаш минерал со променлив состав се дели на посебни видови, повеќе или помалку произволно, формирајќи минерална група; тоа е случајот со силикатите , оливинската група.
Освен основниот хемиски состав и кристалната структура, описот на минералниот вид обично ги вклучува неговите вообичаени физички својства како што се хабитус, тврдост, сјај, проѕирност, боја, огреб, расцеп, прелом, систем, зонирање, разделување, специфична тежина, магнетизам, флуоресценција, радиоактивност, како и неговиот вкус или мирис и неговата реакција на киселина.
Минералите се класифицираат според клучните хемиски состојки; двата доминантни системи се Данова класификацијата и Штрунцовата класификација. Силикатните минерали сочинуваат приближно 90% од Земјината кора. Други важни минерални групи вклучуваат природни елементи (составени од еден чист елемент) и соединенија (комбинации од повеќе елементи) имено сулфиди (на пр. галенит ''PbS2''), оксиди (на пр. кварц SiO<sub>2</sub>), халиди (на пр. камена сол ''NaCl<sub>2</sub>''), карбонати (на пр. калцит ''CaCO<sub>3</sub>''), сулфати (на пр. гипс CaSO<sub>4</sub> · 2H<sub>2</sub>O), силикати (на пр. ортоклас KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>), молибдати (на пр. вулфенит PbMoO<sub>4</sub>) и фосфати (на пр. пироморфит Pb<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)3Cl<sub>2</sub>).
1 Дефиниции
1.1 Меѓународно минералошко здружение
Меѓународното минералошко здружение ги утврдило следниве услови за една супстанција да се смета за посебен минерал:#''Мора да биде природно настаната супстанца формирана од природни геолошки процеси'', на Земјата или други вонземски тела. Ова ги исклучува соединенијата директно и исклучиво генерирани од човечки активности (антропогени) или кај живи суштества (биогени), како што се волфрам карбид, уринарни калкули, кристали на калциум оксалат во растителни ткива и школки. Сепак, супстанциите со такво потекло може да се квалификуваат доколку геолошките процеси биле вклучени во нивното настанување (како што е случајот со евенкитот, добиен од растителен материјал; или таранакит, од гвано од лилјак ; или алперсит, од рудничка јаловина). Хипотетичките супстанции се исто така исклучени, дури и доколку се предвидува дека ќе се појават во недостапни природни средини како јадрото на Земјата или други планети.
#''Мора да биде цврста супстанца во својата природна појава.'' Главен исклучок од ова правило е природната жива: таа сè уште е класифицирана како минерал од ММЗ, иако кристализира само под -39 °C, бидејќи била вклучена пред да се воспостават денешните правила. Водата и јаглерод диоксидот не се сметаат за минерали, иако често се наоѓаат како опфати во други минерали; но водениот мраз се смета за минерал.#''Мора да има добро дефинирана кристалографска структура''; или, поопшто, подреден атомски распоред. Ова својство подразбира неколку макроскопски физички својства, како што се кристалната форма, тврдоста и расцепувањето. Исклучува озокерит, лимонит, обсидијан и многу други аморфни (некристални) материјали што се јавуваат во геолошки контексти.
#''Мора да има прилично добро дефиниран хемиски состав''. Сепак, одредени кристални супстанции со фиксна структура, но варијабилен состав<sub>,</sub> може да се сметаат за еден минерален вид. Честа класа на примери се цврсти раствори како што е макинавит, (Fe, Ni)<sub>9</sub>S<sub>8</sub>, кој е претежно феро сулфид со значителен дел од атомите на железо заменети со атоми на никел. Други примери вклучуваат слоевити кристали со променливо натрупување на слоеви или кристали кои се разликуваат само во правилниот распоред на празнините и супституциите. Од друга страна, некои супстанции кои имаат континуирана серија на состави, може произволно да се поделат на неколку минерали. Типичен пример е оливинската група (Mg,Fe<sub>)2</sub>SiO<sub>4</sub>, чии крајни членови богати со магнезиум и богати со железо се сметаат за посебни минерали (форстерит и фајалит).
Деталите на овие правила се донекаде спорни. На пример, неодамна имало неколку предлози за класифицирање на аморфните супстанции како минерали, но тие не биле прифатени од ММЗ.
Меѓународниот минералошки сојуз сто така не сака да прифати минерали кои природно се јавуваат само во форма на наночестички со пречник од неколку стотици атоми, но не дефинирала минимална големина на кристалот.
Некои автори бараат материјалот да биде стабилна или метастабилна цврста материја на собна температура (25 °C). Сепак, ММЗ бара само супстанцијата да биде доволно стабилна за нејзината структура и состав да бидат добро утврдени. На пример, го препознава меридијанитот (природно присутен хидрат на магнезиум сулфат) како минерал, иако се формира и е стабилен само под 2 °C.
Од мај 2025 година, 6.145 минерални видови се одобрени од ММЗ. Тие најчесто се именувани по личност, проследено со место на откривање; имињата засновани на хемиски состав или физички својства се другите две главни групи на етимологии на имиња на минерали. Повеќето имиња завршуваат на „-ит“; исклучоци се обично имиња кои биле добро воспоставени пред организацијата на минералогијата како дисциплина, на пример дијамант.
1.2 Биогени минерали
Тема на спор меѓу геолозите и минералозите е одлуката на Меѓународното минералошко здружение (ММЗ) да ги исклучи биогените кристални супстанции. На пример, Ловенстам (1981) изјавил дека „''организмите се способни да формираат разновиден спектар на минерали, од кои некои не можат да се формираат неоргански во биосферата''“.
Скинер (2005) ги смета сите цврсти материи за потенцијални минерали и во минералното царство ги вклучува биоминералите, кои според него се оние кои се создаваат преку метаболичките активности на организмите. Скинер ја проширил претходната дефиниција за минерал за да класифицира „елемент или соединение, аморфно или кристално, формирано преку ''биогеохемиски'' процеси“ како минерал.
Неодамнешните достигнувања во генетиката со висока резолуција и спектроскопијата на апсорпција на Х-зраци даваат откритија за биогеохемиските односи меѓу микроорганизмите и минералите кои можат да фрлат нова светлина врз ова прашање. На пример, „Работната група за минералогија и геохемија на животната средина“ нарачана од Меѓународното минералошко здружение се занимава со минерали во хидросферата, атмосферата и биосферата. Опсегот на групата вклучува микроорганизми што формираат минерали, кои постојат на речиси секоја карпа, почва и површина на честички што се протега низ целиот свет до длабочина од најмалку 1600 метри под морското дно и 70 километри во стратосферата (веројатно влегувајќи во мезосферата).
Биогеохемиските циклуси придонеле за формирање на минерали во текот на изминатите милијарди години. Микроорганизмите можат да ги таложат металите од растворот, придонесувајќи за формирање на рудни наслаги. Тие исто така можат да го катализираат растворањето на минералите.
Пред да бидат наведени од Меѓународното минералошко здружение, биле откриени, именувани и објавени над 60 биоминарели. Овие минерали (подмножество табелирано во Ловенстам (1981)) се сметаат за вистински минерали според дефиницијата на Скинер (2005). Овие биоминарели не се наведени во официјалниот список на имиња на минерали на Меѓународното минералошко здружение; сепак, многу од овие претставници на биоминарели се распространети меѓу 78-те класи на минерали наведени во моделот за Дановата класификација.
Дефиницијата за минерал на Скинер (2005) го зема предвид ова прашање, наведувајќи дека минералот може да биде кристален или аморфен. Иако биоминералите не се најчестата форма на минерали, тие помагаат да се дефинираат границите на тоа што претставува вистински минерал. Формалната дефиниција на Никел (1995) очигледно ја споменува кристалноста како клучна за дефинирање на супстанција како минерал. Статија од 2011 година го дефинира икосаедритот, легура на алуминиум-железо-бакар, како минерал; именуван според неговата единствена природна икосаедрална симетрија, тој е квазикристал. За разлика од вистинскиот кристал, квазикристалите се подредени, но не се периодични.
1.3 Минерален склопување
Минералниот асамблаж или склопување е дефинирано од Mindat.org како „Секој збир на минерали во карпа, без разлика дали се во [хемиска] рамнотежа или не“, додека ''Енциклопедија Британика'' вели „Терминот асамблаж често се применува за сите минерали вклучени во карпата, но посоодветно е да се користи за оние минерали кои се во рамнотежа (и се познати поконкретно како рамнотежен асамблаж)“.
Терминот често е префиксиран од други термини што го опишуваат неговото формирање.
2 Карпи, руди и скапоцени камења
Карпата претставува агрегат од еден или повеќе минерали или минералоиди. Некои карпи, како што се варовникот или кварцитот, се составени првенствено од еден минерал – калцит или арагонит во случај на варовник, и кварц во вториот случај. Другите карпи можат да се дефинираат според релативните изобилства на клучни (есенцијални) минерали; гранитот е дефиниран според пропорциите на кварц, алкален фелдспат и плагиокласен фелдспат. Другите минерали во карпата се нарекуваат ''помошни минерали'' и не влијаат многу на составот на карпата. Карпите исто така можат да бидат составени целосно од неминерален материјал; јагленот е седиментна карпа составена првенствено од органски добиен јаглерод.
Во карпите, некои видови и групи на минерали се многу позастапени од другите; тие се нарекуваат ''минерали кои формираат карпи''. Главни примери за нив се кварцот, фелдспатите, лискуните, амфиболите, пироксените, оливините и калцитот; освен последниот, сите овие минерали се силикати. Генерално, околу 150 минерали се сметаат за особено важни, без разлика дали во однос на нивното изобилство или естетска вредност во однос на собирањето.
Комерцијално вредните минерали и карпи, освен скапоцените камења, металните руди или минералните горива, се нарекуваат индустриски минерали. На пример, мусковитот, бел лискун, може да се користи за прозорци (понекогаш се нарекува и шкрилец), како полнач или како изолатор.
Рудите се минерали кои имаат висока концентрација на одреден елемент, обично метал. Примери се цинабар (HgS), руда на жива; сфалерит (ZnS), руда на цинк; каситерит (SnO<sub>2</sub>), руда на калај; и колеманит, руда на бор.
''Скапоцените камења'' се минерали со украсна вредност и се разликуваат од нескапоцените камења според нивната убавина, издржливост и обично реткост. Постојат околу 20 видови минерали кои се квалификуваат како минерали од скапоцени камења, кои сочинуваат околу 35 од најчестите скапоцени камења. Скапоцените минерали често се присутни во неколку варијанти, па затоа еден минерал може да биде причина за неколку различни скапоцени камења; на пример, рубинот и сафирот се корунд, Al<sub>2</sub>O<sub>3.</sub>
3 Етимологија
Првата позната употреба на зборот „минерал“ во англискиот јазик (средноанглиски) потекнува во 15 век. Зборот потекнува од средновековниот латински ''minerale'', од la, рудник, руда.
Зборот „вид“ потекнува од латинскиот ''збор species'', „посебен вид, род или тип со посебен изглед или изглед“.
4 Хемија
Големото количество и разновидноста на минералите се контролираат директно од нивниот хемиски состав, кое пак зависи од изобилството на елементи во Земјата. Поголемиот дел од набљудуваните минерали се добиени од Земјината кора. Осум елементи сочинуваат најголем дел од клучните компоненти на минералите, поради нивното изобилство во кората. Овие осум елементи, кои сочинуваат над 98% од кората по тежина, се, по редослед на намалување на изобилството: кислород, силициум, алуминиум, железо, магнезиум, калциум, натриум и калиум. Кислородот и силициумот се убедливо двата најважни – кислородот сочинува 47% од кората по тежина, а силициумот учествува со 28%.
Минералите кои се формираат се оние кои се најстабилни на температурата и притисокот на формирање, во рамките на ограничувањата наметнати од хемијата на матичната материја. На пример, кај поголемиот број на магматски карпи, алуминиумот и алкалните метали (натриум и калиум) што се присутни првенствено се наоѓаат во комбинација со кислород, силициум и калциум како минерали на фелдспат. Меѓутоа, доколку карпата е невообичаено богата со алкални метали, нема да има доволно алуминиум за да се комбинира со целиот натриум како фелдспат, а вишокот натриум ќе формира содни амфиболи како што е рибекит. Доколку изобилството на алуминиум е невообичаено високо, вишокот алуминиум ќе формира мусковит или други минерали богати со алуминиум. Доколку силициумот е дефицитарен, дел од фелдспатот ќе биде заменет со фелдспатоиди. Прецизните предвидувања за тоа кои минерали ќе бидат присутни во карпа со одреден состав формирана на одредена температура и притисок бараат сложени термодинамички пресметки. Сепак, приближни проценки можат да се направат со користење на релативно едноставни правила, како што е Нормативната минералогија, која дава разумни проценки за вулканска карпа формирана од сува магма.
Хемискиот состав може да варира помеѓу видовите на крајни членови од серијата цврсти раствори. На пример, плагиокласните фелдспати сочинуваат постојана серија од албит на крајни членови богат со натриум (NaAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) до анортит богат со калциум (CaAl<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>8</sub>) со четири препознатливи средни варијанти меѓу нив (дадени по редослед од натриум до калциум богат): олигоклас, андезин, лабрадорит и битовнит. Други примери на серии вклучуваат оливинската серија од форстерит богат со магнезиум и фајалит богат со железо, и волфрамит серија од хибнерит богат со манган и ферберит богат со железо.
Хемиската супституција и координативните полиедри ја објаснуваат оваа заедничка карактеристика на минералите. Во природата, минералите не се чисти супстанции и се контаминирани со какви било други елементи присутни во дадениот хемиски систем. Како резултат на тоа, можно е еден елемент да биде заменет со друг. Хемиската супституција ќе се случи помеѓу јони со слична големина и полнеж; на пример, K<sup>+</sup> нема да го замени Si4<sup>+</sup> поради хемиски и структурни некомпатибилности предизвикани од голема разлика во големината и полнежот. Чест пример за хемиска супституција е оној на Si4 <sup>+</sup> со Al3<sup>+</sup>, кои се блиски по полнеж, големина и количество во кората. Во примерот на плагиокласи, постојат три случаи на супституција. Фелдспатите се сите рамковни силикати, кои имаат однос силициум-кислород од 2:1, а просторот за други елементи е даден со супституција на Si4<sup>+</sup> со Al<sub>3</sub><sup>+</sup> за да се добие основна единица од [AlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>] <sup>−</sup>; без супституција, формулата би била избалансирана по полнеж како SiO<sub>2</sub>, давајќи кварц. Значењето на ова структурно својство ќе биде дополнително објаснето со координативни полиедри. Втората замена се јавува помеѓу Na<sup>+</sup> и Ca2<sup>+</sup>; сепак, разликата во полнежот мора да се земе предвид со втора замена на Si4<sup>+</sup> со Al3<sup>+</sup>.
Координативните полиедри се геометриски претстави за тоа како катјон е опкружен со анјон. Во минералогијата, координативните полиедри обично се разгледуваат во однос на кислородот, поради неговото големо количество во кората. Основната единица на силикатните минерали е силициумскиот тетраедар – еден Si<sup>4+</sup>опкружен со четири O<sup>2−</sup>. Алтернативен начин за опишување на координацијата на силикат е со број: во случајот на тетраедарот на силициум, се вели дека силициумот има координативен број од 4. Различните катјони имаат специфичен опсег на можни координативни броеви; за силициумот, тој е скоро секогаш 4, освен за минерали под многу висок притисок каде што соединението е компресирано така што силициумот е во шесткратна (октаедарска) координација со кислород. Поголемите катјони имаат поголеми координативни броеви поради зголемувањето на релативната големина во споредба со кислородот (последната орбитална подобвивка на потешките атоми е исто така различна). Промените во координативните броеви доведуваат до физички и минералошки разлики; на пример, при висок притисок, како на пример во плаштот, многу минерали, особено силикати како што се оливин и гранат, ќе се променат во перовскитна структура, каде што силициумот е во октаедарска координација. Други примери се алумосиликатите цијанит, андалузит и силиманит (полиморфи, бидејќи ја делат формулата Al<sub>2</sub>SiO<sub>5</sub>), кои се разликуваат по координативниот број на Al<sup>3+</sup><sub>;</sub> овие минерали се менуваат еден од друг како одговор на промените во притисокот и температурата. Во случај на силикатни материјали, замената на Si4<sup>+</sup> со Al3<sup>+</sup> овозможува различни минерали поради потребата за балансирање на полнежите.
Бидејќи осумте најчести елементи сочинуваат над 98% од Земјината кора, малите количини на другите елементи што се типично присутни се заменуваат со вообичаените минерали кои формираат карпи. Карактеристичните минерали на поголемиот број на елементи се доста ретки, и се наоѓаат единствено таму каде што овие елементи се концентрирани преку геолошки процеси, како што е хидротермалната циркулација, до тој степен што повеќе не можат да се сместат во вообичаените минерали.
Промените во температурата, притисокот и составот ја менуваат минералогијата на примерокот од карпата. Промените во составот можат да бидат предизвикани од процеси како што се атмосферски влијанија или метасоматизам (хидротермална промена). Промените во температурата и притисокот се јавуваат кога карпата домаќин претрпува тектонско или магматско движење во различни физички режими. Промените во термодинамичките услови го прават поволно минералните сојузи да реагираат едни со други за да произведат нови минерали; како такви, можно е две карпи да имаат иста или многу слична хемија на карпата без да имаат слична минералогија. Овој процес на минералошка промена е поврзан со циклусот на карпата. Пример за серија минерални реакции е прикажан на следниов начин.
Ортокласниот фелдспат (KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) е минерал кој најчесто се наоѓа во гранит, плутонска магматска карпа. Кога е изложен на атмосферски влијанија, реагира и формира каолинит (Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>, седиментен минерал, и силициумска киселина):
: 2 KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub> + 5 H<sub>2</sub>O + 2 H<sup>+</sup> → Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub> + 4 H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + 2 K<sup>+</sup>
Под услови на метаморфна состојба со низок степен, каолинитот реагира со кварц за да формира пирофилит
:
(Al<sub>2</sub>Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub>):Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub> + SiO<sub>2</sub> → Al<sub>2</sub>Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
Како што се зголемува метаморфниот степен, пирофилитот реагира за да формира цијанит и кварц:
Al<sub>2</sub>Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub> → Al<sub>2</sub>SiO<sub>5</sub> + 3 SiO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
:
Алтернативно, минералот може да ја промени својата кристална структура како последица на промените во температурата и притисокот без да реагира. На пример, кварцот ќе се претвори во различни од неговите SiO<sub>2</sub> полиморфи, како што се тридимит и кристобалит на високи температури, а коезит на висок притисок.
5 Физички својства
Класификацијата на минералите се движи од едноставни до тешки. Еден минерал може да се распознае според неколку физички својства, од кои некои се доволни за целосно распознавање без двоумење. Во други случаи, минералите можат да се класифицираат само со посложена оптичка, хемиска или анализа на дифракција на Х-зраци; овие методи, сепак, можат да бидат скапи и да одземаат многу време. Физичките својства што се применуваат за класификација вклучуваат кристална структура и хабитус, тврдост, сјај, дијафанија, боја, линии, расцепување и кршење и специфична тежина. Други помалку општи тестови вклучуваат флуоресценција, фосфоресценција, магнетизам, радиоактивност, издржливост (одговор на механички предизвикани промени на обликот или формата), пиезоелектрицитет и реактивност на разредени киселини.
5.1 Кристална структура и хабитус
Кристалната структура претставува резултат на уредниот геометриски просторен распоред на атомите во внатрешната структура на минералот. Оваа кристална структура се основа на правилен внатрешен атомски или јонски распоред кој често се изразува во геометриската форма што ја добива кристалот. Дури и кога минералните зрна се премногу мали за да се видат или се со неправилна форма, основната кристална структура е секогаш периодична и може да се одреди со дифракција на рендгенски зраци. Минералите обично се опишуваат според нивната содржина на симетрија. Кристалите се ограничени на 32 точки, кои се разликуваат по нивната симетрија. Овие групи се класифицираат во пошироки категории, од кои најопфатни се шесте кристални семејства.
Овие семејства можат да се опишат со релативните должини на трите кристалографски оски и аглите меѓу нив; овие односи одговараат на операциите на симетрија кои ги дефинираат потесните групи точки. Тие се соберени подолу; a, b и c ги претставуваат оските, а α, β, γ го претставуваат аголот спротивен на соодветната кристалографска оска (на пр. α е аголот спротивен на a-оската, односно аголот меѓу оските b и c):
Кристално семејство, Должини, Агли, Вообичаени примери
Коцкесто, = в, =, Гранат, халит, пирит
Четириаголно, ≠ c, =, Рутил, циркон, андалузит
Орторомпско, а ≠ б ≠ в, =, Оливин, арагонит, ортопироксени
Шестоаголно, ≠ c, = 90°,, Кварц, калцит, турмалин
Моноклинско, а ≠ б ≠ в, = 90°, β ≠ 90°, Клинопироксени, ортоклас, гипс
Триклинско, а ≠ б ≠ в, α ≠ β ≠ γ ≠ 90°, Анортит, албит, цијанит
Шестоаголното кристално семејство е исто така поделено на два кристални ''системи'' – триаголно, кое има тројна оска на симетрија, и шестоаголно, кој има шестократна оска на симетрија.
Хемијата и кристалната структура заедно го дефинираат минералот. Со ограничување на 32 точкасти групи, минералите со различна хемија може да имаат иста кристална структура. На пример, халитот (NaCl), галенитот (PbS) и перикласот (MgO) сите припаѓаат на шестоаголна точкаста група (изометриско семејство), бидејќи имаат слична стехиометрија помеѓу нивните различни составни елементи. Спротивно на тоа, полиморфите се групирања на минерали кои делат хемиска формула, но имаат различна структура. На пример, пирит и марказит, двата железни сулфиди, ја имаат формулата FeS<sub>2</sub>; сепак, првиот е изометричен, додека вториот е орторомпски. Овој полиморфизам се протега на други сулфиди со генеричка формула AX<sub>2</sub>; овие две групи се колективно познати како пиритни и марказитни групи.
Полиморфизмот може да се прошири и надвор од чистата содржина на симетрија. Алумосиликатите се група од три минерали – цијанит, андалузит и силиманит– кои ја делат хемиската формула Al<sub>2</sub>SiO<sub>5</sub>. Кианитот е триклински, додека андалузитот и силиманитот се орторомпски и припаѓаат на дипирамидалната точкаста група. Овие разлики произлегуваат од тоа како алуминиумот е координиран во кристалната структура. Во сите минерали, еден алуминиумски јон е секогаш во шесткратна координација со кислород. Силициумот, како општо правило, е во четирикратна координација во сите минерали; исклучок е случај како стишовитот (SiO<sub>2</sub>, кварцен полиморф со ултра висок притисок со рутилна структура). Во кијанитот, вториот алуминиум е во шесткратна координација; неговата хемиска формула може да се изрази како Al<sup>[6]</sup>Al<sup>[6]</sup>SiO<sub>5</sub>, за да ја одрази неговата кристална структура. Андалузитот го има вториот алуминиум во петкратна координација (Al<sup>[6]</sup>Al<sup>[5]</sup>SiO<sub>5</sub>), а силиманитот го има во четирикратна координација (Al<sup>[6]</sup>Al<sup>[4]</sup>SiO<sub>5</sub>).
Разликите во кристалната структура и хемијата во голема мера влијаат врз другите физички својства на минералот. Јаглеродните алотропи дијамант и графит имаат многу различни својства; дијамантот е најтврдата природна супстанца, има адамантински сјај и припаѓа на изометриското кристално семејство, додека графитот е многу мек, има масен сјај и кристализира во шестоаголното семејство. Оваа разлика се објаснува со разликите во сврзувањето. Кај дијамантот, јаглеродите се во sp<sup>3</sup> хибридни орбитали, кое оззначува дека тие формираат рамка каде што секој јаглерод е ковалентно врзан за четири соседи на тетраедарски начин; од друга страна, графитот е составен од листови од јаглероди во sp<sup>2</sup> хибридни орбитали, каде што секој јаглерод е ковалентно поврзан само за три други. Овие листови се држат заедно со многу послаби вандервалсови сили, а ова несовпаѓање се преведува во големи макроскопски разлики.
Сраснувањето е меѓусебно растење на два или повеќе кристали од еден минерален вид. Геометријата на сраснувањето или близнењето е контролирана од симетријата на минералот. Како резултат на тоа, постојат неколку видови близнаци, вклучувајќи контактни близнаци, мрежести близнаци, геникулирани близнаци, пенетрациски близнаци, циклични близнаци и полисинтетски близнаци. Контактните, или едноставни близнаци, се состојат од два кристали споени во рамнина; овој вид сраснување е чест кај шпинелот. Мрежестите близнаци, вообичаени кај рутилот, се меѓусебно поврзани кристали кои личат на мрежа. Геникулираните близнаци имаат свиок во средината што е предизвикан од почетокот на близнакот. Пенетрациските близнаци се состојат од два единечни кристали кои прераснале еден во друг; примери за ова сраснување вклучуваат ставролитни близнаци во облик на крст и Карлсбадско сраснување кај ортокласата. Цикличните близнаци се предизвикани од повторено сраснување околу оска на ротација. Овој вид збратимување се јавува околу три, четири, пет, шест или осумкратни оски, а соодветните модели се нарекуваат тројки, четворки, петки, шестки и осумки. Шестличните близнаци се вообичаени кај арагонитот. Полисинтетичките близнаци се слични на цикличните близнаци преку присуството на повторувачко сраснување; сепак, наместо да се случува околу ротациона оска, полисинтетичкото сраснување се случува по паралелни рамнини, обично на микроскопско ниво.
Кристалниот хабитус се однесува на целокупниот облик на агрегатниот кристал на кој било минерал. За да се опише ова својство се употребуваат неколку термини. Вообичаените навики вклучуваат игличести, што ги опишува кристалите во форма на игла како кај натролитот; дендритична (дрвен модел) е честа појава кај природниот бакар или природното злато со основна маса (матрица); екватна, што е типично за гранат ; призматична (издолжена во една насока) како што се гледа кај кунзитот или стибнитот; гроздеста (како грозје) што се гледа кај халцедонот; влакнеста, што има кристали во форма на влакна како што се гледа кај воластонитот; плочеста, што се разликува од сечивата, по тоа што првата е плочеста, додека втората има дефинирано издолжување како што се гледа кај мусковитот; и масивна, што нема дефинитивна форма како што се гледа кај карналитот. Поврзано со кристалната форма, квалитетот на кристалните површини е дијагностички за некои минерали, особено со петрографски микроскоп. Еуедралните (правилни) кристали имаат дефинирана надворешна форма, додека неправилните кристали немаат; тие средни форми се нарекуваат субхедрални.
5.2 Тврдост
Тврдоста на минералот дефинира колку може да се спротивстави на гребење или вдлабнување. Ова физичко својство е контролирано од хемискиот состав и кристалната структура на минералот.
Најчесто користената скала за мерење е Мосовата скала на тврдост, која ја мери отпорноста на гребење. Дефинирана со десет показатели, минерал со повисок показател ги гребе оние под него. Скалата се движи од талк, филосиликат, до дијамант, јаглероден полиморф кој е најтврдиот природен материјал. Скалата е дадена подолу:
Мосова цврстина, Минерал, Хемиска формула, Апсолутна цврстина, Слика
1, талк, Mg<sub>3</sub>Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub>, 1
2, гипс, CaSO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O, 3
3, калцит, CaCO<sub>3</sub>, 9
4, флуорит, CaF<sub>2</sub>, 21
5, апатит, Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>(OH<sup>–</sup>,Cl<sup>–</sup>,F<sup>–</sup>), 48
6, ортоклаз, KAlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>, 72
7, кварц, SiO<sub>2</sub>, 100
8, топаз, Al<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>(OH<sup>–</sup>,F<sup>–</sup>)<sub>2</sub>, 200
9, корунд, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, 400
10, дијамант, C, 1600
Тврдоста на минералот е функција од неговата структура. Тврдоста не е постојано константна за сите кристалографски насоки; кристалографската слабост ги прави некои насоки помеки од другите. Пример за оваа варијабилност на тврдоста постои кај цијанитот, кој има Мосова тврдост од 5 паралелно со [001], но 7 паралелно со [100].
Други скали ги вклучуваат овие;* Шорова тврдост* Роквеловата скала
* Викерсова тврдост
* Бринелова скала
5.3 Сјај и проѕирност
Сјајот покажува како светлината се одбива од површината на минералот, во однос на неговиот квалитет и напнатост. Постојат бројни квалитативни термини што се употребуваат за да се опише ова својство, кои се поделени во метални и неметални категории. Металните и подметалните минерали имаат висока рефлективност како металот; примери на минерали со овој сјај се галенит и пирит. Неметалните ги вклучуваат: адамантин, како кај дијамантот; стаклен, кој е стаклен сјај многу чест кај силикатни минерали; бисерен, како кај талкот и апофилитот; смолест, како кај членовите на гранатната група; свиленкаст, кој е чест кај влакнести минерали како што е азбестиот хризотил.
Проѕирноста на минералот ја опишува способноста на светлината да поминува низ него. Проѕирните минерали не го намалуваат интензитетот на светлината што минува низ нив. Пример за проѕирен минерал е мусковитот (калиумов лискун); некои сорти се доволно бистри за да се користат за прозорци. Проѕирните минерали дозволуваат да помине дел од светлината, но помалку од оние што се проѕирни. Жадеит и нефрит (минерални форми на жад се примери за минерали со ова својство). Минералите што не дозволуваат светлината да поминува се нарекуваат непроѕирни.
Проѕирноста на минералот зависи од дебелината на примерокот. Кога минералот е доволно тенок (на пр., во тенок пресек за петрографија), тој може да стане проѕирен дури и ако тоа својство не се гледа во рачен примерок. Спротивно на тоа, некои минерали, како што се хематитот или пиритот, се непроѕирни дури и во тенок пресек.
5.4 Боја и огреб
Бојата е најочигледното својство на минералот, но честопати не е дијагностичка. Таа е предизвикана од електромагнетно зрачење кое заемодејствува со електрони (освен во случај на блескавост, што не се однесува на минерали). Две широки класи на елементи (идиохроматски и алокроматски) се дефинирани во однос на нивниот придонес кон бојата на минералот: Идиохроматските елементи се неопходни за составот на минералот; нивниот придонес кон бојата на минералот е дијагностички. Примери за такви минерали се малахит (зелен) и азурит (син). Спротивно на тоа, алокроматските елементи во минералите се присутни во траги како примеси. Пример за таков минерал би биле рубинот и сафирот варијантите на минералот корунд. Боите на псевдохроматските минерали се резултат на интерференција на светлосни бранови. Примери вклучуваат лабрадорит и борнит.
Покрај едноставната боја на телото, минералите можат да имаат и разни други карактеристични оптички својства, како што се игра на бои, астеризам, чатоајанција, иризација, потемнување и плеохроизам. Неколку од овие својства вклучуваат варијабилност во бојата. Играта на бои, како кај опалот, резултира со тоа што примерокот одбива различни бои додека се врти, додека плеохроизмот ја опишува промената на бојата додека светлината поминува низ минералот во различна ориентација. Иризацијата е варијација на игра на бои каде што светлината се расејува од облога на површината на кристалот, рамнини на расцепување или од слоеви што имаат мали градации во хемијата. Спротивно на тоа, играта на бои кај опалот е предизвикана од прекршување на светлината од подредени микроскопски силициумски сфери во неговата физичка структура. Чатајанцијата („мачкино око“) е брановиден огреб на бојата што се забележуваат додека примерокот се ротира; астеризмот, варијација на мачкино око, дава изглед на ѕвезда на зрното од минералот. Второто својство е особено честа појава кај корундот со квалитет на скапоцен камен.
Огребот на минерал се однесува на бојата на минералот во прашкаста форма, која може, но и не мора да биде иста со бојата на неговото тело. Најчестиот начин за тестирање на ова својство се прави со огребна плоча, која е направена од порцелан и обоена во бела или црна боја. Огребот на минералот е независна од елементи во трагови или од која било површина предизвикана од атмосферски влијанија. Чест пример за ова својство е прикажан со хематит, кој е обоен во црна, сребрена или црвена боја во рачен примерок, но има линија од црешово-црвена до црвеникаво-кафеава боја; или со халкопирит, кој е месингасто златна боја и остава црна линија. Линијата е почесто карактеристична за металните минерали, за разлика од неметалните минерали чија боја на телото е создадена од алохроматски елементи. Тестирањето на линии е ограничено од тврдоста на минералот, бидејќи оние кои се поцврсти од 7 ја прашкаат ''огребната плоча''.
5.5 Расцеп, разделување, прелом и истрајност
По дефиниција, минералите имаат карактеристичен атомски распоред. Слабоста во оваа кристална структура предизвикува слаби рамнини, а кршењето на минералот по таквите рамнини се нарекува расцепување. Квалитетот на расцепувањето може да се опише врз основа на тоа колку чисто и лесно се крши минералот; вообичаените описи, по редослед на опаѓање на квалитетот, се „совршен“, „добар“, „различен“ и „лош“. Кај особено проѕирните минерали, или во тенок пресек, расцепувањето може да се види како низа паралелни огреби што ги означуваат рамните површини кога се гледаат од страна. Расцепувањето не е универзално својство меѓу минералите; на пример, кварцот, кој се состои од опсежни меѓусебно поврзани силициумски тетраедри, нема кристалографска слабост што би му дозволила да се расцепи. Спротивно на тоа, лискунот, кои имаат совршено базално расцепување, се состојат од листови силициумски тетраедри кои се многу слабо врзани заедно.
Бидејќи расцепувањето претставува функција на кристалографијата, постојат различни видови на расцепување. Расцепувањето обично се случува во една, две, три, четири или шест насоки. Основното расцепување во една насока е карактеристично својство на лискуните. Двонасочното расцепување е опишано како призматично и се јавува кај минерали како што се амфиболите и пироксените. Минералите како што се галенит или халит имаат коцкасто (или изометриско) расцепување во три насоки, на 90°; кога се присутни три насоки на расцепување, но не на 90°, како што е кај калцит или родохрозит, тоа се нарекува ромбоедарско расцепување. Октаедарско расцепување (четири насоки) е присутно кај флуорит и дијамант, а сфалеритот има шестнасочно додекаедарско расцепување.
Минералите со многу расцепи можеби нема да се расцепат подеднакво добро во сите насоки; на пример, калцитот има добар расцеп во три насоки, но гипсот има совршено расцепување во една насока, а слабо расцепување во две други насоки. Аглите помеѓу рамнините на расцепување варираат помеѓу минералите. На пример, бидејќи амфиболите претставуваат силикати со двоен ланец, а пироксените се силикати со еден ланец, аголот помеѓу нивните рамнини на расцепување е различен. Пироксените се расцепуваат во две насоки на приближно 90°, додека амфиболите изразито се расцепуваат во две насоки одвоени приближно 120° и 60°. Аглите на расцепување може да се измерат со допирен гониометар, кој е сличен на угломер.
Разделувањето, понекогаш наречено „лажен расцеп“, е слично по изглед на расцепувањето, но наместо тоа е предизвикано од структурни грешки во минералот, за разлика од систематска слабост. Разделувањето варира од кристал до кристал на минерал, додека сите кристали на даден минерал ќе се расцепат доколку атомската структура го дозволува тоа својство. Општо земено, разделувањето е предизвикано од одреден стрес применет на кристалот. Изворите на стресовите вклучуваат деформација (на пр. зголемување на притисокот), екссолуција или сраснување. Минералите кои често покажуваат разделување вклучуваат пироксени, хематит, магнетит и корунд.
Кога минералот е скршен во насока која не одговара на рамнината на расцепување, се нарекува прелом. Постојат неколку видови на нерамномерно преломи. Класичен пример е школкестиот прелом, како она кај кварцот; се создаваат заоблени површини, кои се обележани со мазни закривени линии. Овој вид на прелом се јавува само кај многу хомогени минерали. Други видови на кршење се нерамни, деланчести и груби. Второспоменатото опишува кршење по груба, назабена површина; пример за ова својство се наоѓа кај природниот бакар.
Цврстината е поврзана и со рацепот и со преломот. Додека преломот и расцепувањето ги опишуваат површините што се создаваат кога минералот се крши, издржливоста опишува колку е отпорен минералот на такво кршење. Минералите можат да се опишат како кршливи, еластични, податливи, секцилни, флексибилни или еластични.
5.6 Специфична тежина
Специфичната тежина бројчено ја опишува густината на минералот. Димензиите на густината се маса поделена со волумен со единици: kg/m<sup>3</sup> или g/cm<sup>3</sup>. Специфичната тежина се дефинира како густина на минералот поделена со густината на водата на 4 °C и затоа е бездимензионална величина, иста во сите единечни системи. Може да се измери како количник од масата на примерокот и разликата помеѓу тежината на примерокот во воздух и неговата соодветна тежина во вода. Кај поголемиот дел од минералите, ова својство не е дијагностичко. Минерали што формираат карпи, обично силикати или повремено карбонати, имаат специфична тежина од 2,5–3,5.
Високата специфична тежина е дијагностичко својство на минералот. Варијацијата во хемијата (и следствено, класата на минерали) е во заемен однос со промена во специфичната тежина. Меѓу почестите минерали, оксидите и сулфидите имаат склонетост да имаат поголема специфична тежина бидејќи вклучуваат елементи со поголема атомска маса. Генерализација е дека минералите со метален или адамантински сјај имаат склонетост да имаат поголеми специфични тежини од оние што имаат неметален до мат сјај. На пример, хематитот, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, има специфична тежина од 5,26 , додека галенитот, PbS, има специфична тежина од 7,2–7,6, што е резултат на нивната висока содржина на железо и олово, соодветно. Многу висока специфична тежина е карактеристична за природните метали; на пример, камацитот, легура на железо-никел вообичаена кај железните метеорити, има специфична тежина од 7,9,, а златото има забележана специфична тежина помеѓу 15 и 19,3.
5.7 Други својства
Други својства може да се употребат за дијагностицирање на минерали. Овие се помалку општи и се однесуваат на специфични минерали.
Капнувањето разредена киселина (често 10% HCl) врз минерал помага во разликувањето на карбонатите од другите класи на минерали. Киселината реагира со карбонатната ([CO<sub>3</sub>]<sup>2−</sup>) група, што предизвикува засегнатото подрачје да шумење односно бучење, ослободувајќи гас на јаглерод диоксид. Овој тест може понатаму да се прошири за да се тестира минералот во неговата оригинална кристална форма или во прашкаста форма. Пример за овој тест се прави при разликување на калцит од доломит, особено во карпите (варовник и доломит, соодветно). Калцитот веднаш шуми во киселина, додека киселината мора да се нанесе на прашкаст доломит (често на изгребана површина во карпа), за тој да шуми. Зеолитните минерали нема да шумат во киселина; наместо тоа, тие стануваат замрзнати по 5-10 минути, а ако се остават во киселина еден ден, тие се раствораат или стануваат силика гел.
Магнетизмот е многу впечатливо својство на неколку минерали. Меѓу вообичаените минерали, магнетитот силно го покажува ова својство, а магнетизмот е исто така присутен, иако не толку силно, кај пиротит и илменит. Некои минерали покажуваат електрични својства - на пример, кварцот е пиезоелектричен - но електричните својства ретко се користат како дијагностички критериуми за минерали поради нецелосни податоци и природни варијации.
Минералите исто така може да се тестираат за вкус или мирис. Халитот, NaCl, е кујнска сол; неговиот пандан кој содржи калиум, силвит, има изразен горчлив вкус. Сулфидите имаат карактеристичен мирис, особено кога примероците се кршат, реагираат или се прашкаат.
Радиоактивноста е ретко својство кое се наоѓа кај минералите кои содржат радиоактивни елементи. Радиоактивните елементи можат да бидат дефинирачки состав, како што е ураниумот во уранинитот, автонитот и карнотитот, или да бидат присутни како траги од примеси, како што е цирконот. Распаѓањето на радиоактивниот елемент ја оштетува кристалната структура на минералот, правејќи го локално аморфен (метамиктинска состојба); оптичкиот резултат, наречен ''радиоактивен ореол'' или ''плеохроичен ореол'', е видлив со различни техники, како што е петрографијата со тенок пресек.
6 Класификација
6.1 Најрани класификации
Во 315 година п.н.е., Теофраст ја претставил својата класификација на минерали во своето дело ''„За камењата“''. Неговата класификација била под влијание на идеите на неговите учители Платон и Аристотел. Теофраст ги класифицирал минералите како камења, земји или метали.
Класификацијата на минералите на Георгиј Агрикола во неговата книга ''„De Natura Fossilium“'', објавена во 1546 година, ги дели минералите на три вида супстанции: едноставни (камења, земјени, метали и замрзнати), сложени (тесно измешани) и композитни (одвоиви).
6.2 Линеј
Рана класификација на минералите ја дал Карл Линеј во неговата значајна книга ''„Систем на природата“'' од 1735 година. Тој го поделил природниот свет на три кралства: растенија, животни и минерали, и тие биле класифицирани секој со истата хиерархија. Во опаѓачки редослед, ова биле Колено, Класа, Ред, Семејство, Племе, Род и Вид. Меѓутоа, иако неговиот систем бил оправдан со теоријата на Чарлс Дарвин за формирање на видови и во голема мера бил усвоен и проширен од биолозите во следните векови (кои сè уште ја користат неговата биномен модел за именување базирана на грчки и латински), тој имал мал успех меѓу минералозите (иако секој посебен минерал сè уште формално се нарекува минерален ''вид'').
6.3 Современа класификација
Минералите се класифицираат според сорта, вид, серија и група, по редослед на зголемување на општоста. Основното ниво на дефиниција е она на минерални видови, од кои секој се разликува од другите по уникатни хемиски и физички својства. На пример, кварцот е дефиниран по неговата формула, SiO<sub>2</sub>, и специфична кристална структура што го разликува од другите минерали со иста хемиска формула (наречени полиморфи). Кога постои опсег на состав помеѓу два минерални видови, се дефинира минерална серија. На пример, биотитската серија е претставена со варијабилни количини на крајни елементи флогопит, сидерофилит, анит и истотонит. Спротивно на тоа, минералната група е групирање на минерални видови со некои заеднички хемиски својства што делат кристална структура. Пироксенската група има заедничка формула XY(Si,Al)<sub>2</sub>O<sub>6</sub>, каде што X и Y се катјони, при што X е обично поголем од Y; пироксените се силикати со еден ланец кои кристализираат или во орторомпски или во моноклински кристален систем. Конечно, минерална сорта е специфичен тип на минерален вид кој се разликува по некоја физичка карактеристика, како што се бојата или кристалната структура. Пример е аметистот, кој е виолетова сорта на кварц.
За минерали се употребуваат две вообичаени класификации, Дана и Штрунц; двете се потпираат на составот, поточно во однос на важните хемиски групи, и структурата. Џејмс Двајт Дана, водечки геолог од своето време, првпат го објавил својот ''Систем на минералогија'' во 1837 година; Од 1997 година, тоа е во своето осмо издание. Класификацијата на Дана доделува четириделен број на минерален вид. Неговиот класен број се базира на важни композициски групи; типот го дава односот на катјони и анјони во минералот, а последните два броја ги групираат минералите според структурната сличност во рамките на даден тип или класа. Поретко користената Штрунцова класификација, именувана по германскиот минералог Карл Хуго Штрунц, се базира на Дановиот системот, но ги комбинира и хемиските и структурните критериуми, при што вториот се однесува на распределбата на хемиските врски.
Бидејќи составот на Земјината кора е доминиран од силициум и кислород, силикатите се убедливо најважната класа на минерали во однос на формирањето и разновидноста на карпите. Сепак, несиликатните минерали се од големо економско значење, особено како руди. Несиликатните минерали се поделени во неколку други класи според нивниот доминантен хемиски состав, кој вклучува природни елементи, сулфиди, халиди, оксиди и хидроксиди, карбонати и нитрати, борати, сулфати, фосфати и органски соединенија. Повеќето несиликатни минерални видови се ретки (сочинуваат вкупно 8% од Земјината кора), иако некои се релативно чести, како што се калцитот, пирит, магнетит и хематит. Постојат два главни структурни стила забележани кај несиликатите: цврсто пакување и силикатно поврзани тетраедри. Тесно пакуваните структури се начин за густо пакување на атомите, а истовремено минимизирање на меѓупросторот. Хексагоналното затворено пакување вклучува редење слоеви каде што секој друг слој е ист („абабаб“), додека кубното затворено пакување вклучува редење групи од три слоја („abcabcabc“). Аналози на поврзаните силициумски тетраедри вклучуваат (сулфат), (фосфат), (арсенат) и (ванадатни) структури. Несиликатите имаат големо економско значење, бидејќи тие концентрираат елементи повеќе од силикатните минерали.
Најголемата група на минерали се силикатите; поголемиот број на карпи се составени од повеќе од 95% силикатни минерали, а над 90% од Земјината кора е составена од овие минерали. Двете главни состојки на силикатите се силициум и кислород, кои се двата најзастапени елементи во Земјината кора. Други вообичаени елементи во силикатните минерали одговараат на други вообичаени елементи во Земјината кора, како што се алуминиум, магнезиум, железо, калциум, натриум и калиум. Некои важни силикати што формираат карпи вклучуваат фелдспати, кварц, оливини, пироксени, амфиболи, гранати и лискуни.
6.4 Силикати
Базната единица на силикатен минерал е [ SiO<sub>4</sub>]<sup>4−</sup> тетраедарот. Во огромното мнозинство случаи, силициумот е во четирикратна или тетраедарска координација со кислород. Во ситуации со многу висок притисок, силициумот ќе биде во шесткратна или октаедарска координација, како што е перовскитната структура или кварцниот полиморф стишовит (SiO<sub>2</sub>). Во вториот случај, минералот повеќе нема силикатна структура, туку структура на рутил (TiO<sub>2</sub>) и неговата поврзана група, кои се едноставни оксиди. Овие силикатни тетраедри потоа се полимеризираат до одреден степен за да се создадат различни структури, како што се еднодимензионални ланци, дводимензионални листови и тридимензионални рамки. Основниот силикатен минерал каде што не се случила полимеризација на тетраедрите бара други елементи за да се балансира основниот 4- полнеж. Во други силикатни структури, потребни се различни комбинации на елементи за да се балансира добиениот негативен полнеж. Вообичаено е Si<sup>4+</sup> да биде заменет со Al<sup>3+</sup> поради сличноста во јонскиот радиус и полнежот; во тие случаи, тетраедрите [AlO<sub>4</sub>]<sup>5−</sup> формираат исти структури како и незаменетите тетраедри, но нивните барања за балансирање на полнежот се различни.
Степенот на полимеризација може да се опише и со формираната структура и со тоа колку тетраедарски агли (или координирачки кислороди) се споделуваат (за алуминиум и силициум во тетраедарски места):; Ортосиликати (или незосиликати)
: Немаат поврзување на полиедри, па затоа тетраедрите немаат заеднички агли.
; Дисиликати (или соросиликати)
: Имаат две тетраедри што делат еден атом на кислород.
; Иносиликатите се силикати во низа
: Едноверижните силикати имаат два заеднички агли, додека двоверижните силикати имаат два или три заеднички агли.
; Филосиликати
: Имаат лисна структура која бара три споделени кислородни атоми; во случај на двоверижни силикати, некои тетраедри мора да делат два агли наместо три, бидејќи во спротивно би се добила лисна структура.
; Рамковни силикати (или тектосиликати)
: Имаат тетраедри што ги делат сите четири агли.
; Прстенести силикати (или циклосиликати)
: Потребни се само тетраедри кои делат два агли за да се формира цикличната структура.
Силикатните подкласи се опишани подолу по редослед на опаѓање на полимеризацијата.
6.4.1 Тектосиликати
Тектосиликатите, исто така познати како рамковни силикати, имаат највисок степен на полимеризација. Со сите заеднички агли на тетраедрите, односот силициум:кислород станува 1:2. Примери за овие силикати се: кварцот, фелдспатите, фелдспатоидите и зеолитите. Рамковните силикати имаат склонетост да бидат особено хемиски стабилни како резултат на силните ковалентни врски.
Сочинувајќи 12% од Земјината кора, кварцот (SiO<sub>2</sub>) е најзастапениот минерален вид. Се карактеризира со висока хемиска и физичка отпорност. Кварцот има неколку полиморфи, вклучувајќи тридимит и кристобалит на високи температури, коезит под висок притисок и стишовит под ултра висок притисок. Вториот минерал може да се формира на Земјата само преку удари од метеорити, а неговата структура е толку компресирана што се променила од силикатна структура во структура на рутил (TiO<sub>2</sub>). Полиморфот на силициум диоксид кој е најстабилен на површината на Земјата е α-кварц. Неговиот пандан, β-кварц, е присутен само на високи температури и притисоци (промени во α-кварц под 573 °C на 1 бар). Овие два полиморфа се разликуваат по „извиткување“ на врските; оваа промена во структурата му дава на β-кварцот поголема симетрија од α-кварцот, и затоа тие се нарекуваат и висок кварц (β) и низок кварц (α).
Фелдспатите се најзастапената група во Земјината кора, со околу 50%. Кај фелдспатите, Al3<sup>+</sup> го заменува Si4<sup>+</sup>, што создава нерамнотежа на полнежот што мора да се објасни со додавање на катјони. Базната структура станува или [AlSi<sub>3</sub>O<sub>8</sub>]<sup>−</sup> или [Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>8</sub>]<sup>2−</sup>. Постојат 22 минерални видови на фелдспати, поделени во две главни подгрупи - алкални и плагиокласни - и две помалку чести групи - целсијански и баналзитни. Алкалните фелдспати најчесто се во серија помеѓу ортокласа богата со калиум и албит богат со натриум; во случај на плагиокласи, најчестата серија се движи од албит до анортит богат со калциум. Кристалното сраснување е вообичаено кај фелдспатите, особено полисинтетските близнаци кај плагиокласите и карлсбадските близнаци кај алкалните фелдспати. Ако втората подгрупа се олади бавно од стопена состојба, таа формира екссолуциски ламели бидејќи двете компоненти - ортокласа и албит - се нестабилни во цврст раствор. Екссолуцијата може да биде на скала од микроскопска до лесно забележлива во рачен примерок; пертитната текстура се формира кога фелдспат богат со Na се екслодира во домаќин богат со K. Спротивната текстура (антипертитска), каде што фелдспат богат со K се екслодира во домаќин богат со Na, е многу ретка.
Фелдспатоидите се структурно слични на фелдспатот, но се разликуваат по тоа што се формираат во услови на недостаток на Si, што овозможува понатамошна супституција со Al3<sup>+</sup>. Како резултат на тоа, фелдспатоидите речиси никогаш не се наоѓаат заедно со кварц. Чест пример за фелдспатоиди е нефелинот ((Na, K)AlSiO<sub>4</sub>); во споредба со алкалниот фелдспат, нефелинот има сооднос Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:SiO<sub>2</sub> од 1: 2, за разлика од 1:6 кај алкалниот фелдспат. Зеолитите често имаат карактеристични кристални навики, кои се јавуваат во игличести, плочести или блоковидни маси. Тие се формираат во присуство на вода на ниски температури и притисоци и имаат канали и празнини во нивната структура. Зеолитите имаат неколку индустриски примени, особено во третманот на отпадни води.
6.4.2 Филосиликати
Филосиликатите се состојат од листови од полимеризирани тетраедри. Тие се врзани на три кислородни места, што дава карактеристичен однос силициум:кислород од 2:5. Важни примери се лискун, хлорит и каолинитно - серпентински групи. Покрај тетраедрите, филосиликатите имаат лист од октаедри (елементи во шесткратна координација од кислород) кои ги балансираат основните тетраедри, кои имаат негативен полнеж (на пр. [Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>]<sup>4−</sup>). Овие тетраедри (T) и октаедри (O) листови се наредени во различни комбинации за да создадат филосиликатни слоеви. Во рамките на октаедарски лист, постојат три октаедарски места во единична структура; сепак, не сите места може да бидат зафатени. Во тој случај, минералот се нарекува диоктаедар, додека во друг случај се нарекува триоктаедар. Слоевите се слабо врзани со вандервалсовите сили, водородни врски или ретки јонски врски, што предизвикува кристалографска слабост, што пак води до истакнато основно расцепување меѓу филосиликатите.
Групата каолинит-серпентин се состои од TO купови (глинени минерали 1:1); нивната тврдост се движи од 2 до 4, бидејќи листовите се држат со водородни врски. Глинените минерали 2:1 (пирофилит-талк) се состојат од TOT купови, но тие се помеки (тврдост од 1 до 2), бидејќи наместо тоа се држат заедно со вандервалсовите сили. Овие две групи минерали се подгрупирани според октаедарската застапеност; поточно, каолинитот и пирофилитот се диоктаедарски, додека серпентинот и талкот се триоктаедарски.
Лискуните се исто така TOT-наредени филосиликати, но се разликуваат од другите членови на TOT и TO-наредените поткласи по тоа што тие вклучуваат алуминиум во тетраедарските листови (глинените минерали имаат Al3<sup>+</sup> на октаедарски места). Чести примери на микасти се мусковитот и биотитската серија. TOT слоевите на лискуните се врзани заедно со метални јони, што им дава поголема цврстина од другите филосиликатни минерали, иако тие задржуваат совршено базално расцепување. Хлоритната група е поврзана со лискунската група, но е слој сличен на бруцит (Mg(OH)<sub>2</sub>) помеѓу TOT наредените слоеви.
Поради нивната хемиска структура, филосиликатите обично имаат флексибилни, еластични, проѕирни слоеви кои се електрични изолатори и можат да се поделат на многу тенки снегулки. Лискунските може да се употребат во електрониката како изолатори, во градежништвото, како оптички полнило, па дури и во козметиката. Хрисотилот, вид на серпентин, е најчестиот минерален вид во индустрискиот азбест, бидејќи е помалку опасен во однос на здравјето од амфиболниот азбест.
6.4.3 Иносиликати
Иносиликатите се состојат од тетраедри постојано врзани во ланци. Овие ланци можат да бидат единечни (едноланчени), каде што тетраедарот е врзан за два други за да формира постојан ланец; алтернативно, два ланци можат да се спојат за да се создадат силикати со двоен ланец (дволанчени). Силикатите со еден ланец имаат однос силициум:кислород од 1:3 (на пр. [Si<sub>2</sub>O<sub>6</sub>]<sup>4−</sup>), додека варијантата со двоен ланец има однос од 4:11, на пр. [Si<sub>8</sub>O<sub>22</sub>]<sup>12−</sup>. Иносиликатите содржат две важни минерални групи што формираат карпи; силикатите со еден ланец најчесто се пироксени, додека силикатите со двоен ланец често се амфиболи. Постојат ланци од повисок ред (на пр. тричлени, четиричлени, петчлени ланци итн.), но тие се ретки.
Пироксенската група се состои од 21 минерален вид. Пироксените имаат општа структурна формула XY(Si<sub>2</sub>O<sub>6</sub>), каде што X е октаедарско место, додека Y може да варира во координатниот број од шест до осум. Повеќето видови на пироксен се состојат од пермутации на Ca2<sup>+</sup>, Fe2<sup>+</sup> и Mg2<sup>+</sup> за да се избалансира негативниот полнеж на 'рбетот. Пироксените се чести во Земјината кора (околу 10%) и се клучен состав на мафичните магматски карпи.
Амфиболите имаат голема варијабилност во хемијата, опишани различно како „минералошка корпа за ѓубре“ или „минералошка ајкула која плива во море од елементи“. Основата на амфиболите е [Si<sub>8</sub>O<sub>22</sub>]<sup>12</sup>; таа е избалансирана со катјони на три можни места, иако третата позиција не се користи секогаш, и еден елемент може да ги заземе обете преостанати. Конечно, амфиболите обично се хидрирани, односно имаат хидроксилна група ([OH]<sup>−</sup>), иако може да се замени со флуориден, хлориден или оксиден јон. Поради променливата хемија, постојат над 80 видови амфиболи, иако варијациите, како кај пироксените, најчесто вклучуваат мешавини од Ca<sup>2+</sup>, Fe<sup>2+</sup> и Mg<sup>2+</sup>. Неколку видови минерали на амфиболи можат да имаат азбестно-формна кристална навика. Овие азбестни минерали формираат долги, тенки, флексибилни и силни влакна, кои се електрични изолатори, хемиски инертни и отпорни на топлина; како такви, тие имаат неколку примени, особено во градежните материјали. Сепак, азбестот е познат канцероген и предизвикува разни други болести, како што е азбестоза; амфиболниот азбест (антофилит, тремолит, актинолит, гранерит и рибекит) се сметаат за поопасни од хрисотилскиот серпентин азбест.
6.4.4 Циклосиликати
Циклосиликатите, или прстенестите силикати, имаат однос на силициум кон кислород од 1:3. Шестчлените прстени се најчести, со базна структура од Si<sub>6</sub>O<sub>18</sub>]<sup>12−</sup>; примери се турмалинската група и берилот. Постојат и други прстенести структури, при што се опишани 3, 4, 8, 9, 12. Циклосиликатите имаат тенденција да бидат силни, со издолжени, напречно-пругасти кристали.
Турмалините имаат многу сложена хемија што може да се опише со општата формула XY<sub>3</sub>Z<sub>6</sub>(BO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>T<sub>6</sub>O<sub>18</sub>V<sub>3</sub>W. T<sub>6</sub>O<sub>18</sub> е основната прстенеста структура, каде што T е обично Si<sub>4</sub><sup>+</sup>, но може да се замени со Al3<sub>+</sub> или B3<sup>+</sup>. Турмалините можат да се подгрупираат според зафатеноста на X-местото, а оттаму понатаму да се поделат според хемијата на <sub>W</sub><sub>-</sub> местото. <sub>Y</sub> и Z-местото можат да сместат различни катјони, особено разни преодни метали; оваа варијабилност во структурната содржина на преодни метали ѝ дава на турмалинската група поголема варијабилност во бојата. Други циклосиликати вклучуваат берил, Al<sub>2</sub>Be<sub>3</sub>Si<sub>6</sub>O<sub>18</sub>, чии варијанти вклучуваат скапоцени камења смарагд (зелен) и аквамарин (синкав). Кордиеритот е структурно сличен на берилот и е вообичаен метаморфен минерал.
6.4.5 Соросиликати
Соросиликатите, исто така наречени дисиликати, имаат тетраедарско-тетраедарско поврзување на еден кислород, што резултира со однос 2:7 на силициум и кислород. Резултантниот заеднички структурен елемент е групата [Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>]<sup>6−</sup><sup>.</sup> Најчестите дисиликати досега се членови на групата епидоти. Епидотите се наоѓаат во различни геолошки услови, почнувајќи од средноокеанскиот гребен до гранити и метапелити. Епидотите се градат околу структурата [(SiO<sub>4</sub>)(Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)]<sup>10−</sup>; на пример, минералниот вид епидот има калциум, алуминиум и железо за рамнотежа на полнежот: Ca<sub>2</sub>Al<sub>2</sub>(Fe<sup>3+</sup>, Al)(SiO<sub>4</sub>)(Si<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)O(OH). Присуството на железо како Fe3<sup>+</sup> и Fe2<sup>+</sup> помага во ублажување на бегството на кислород, што пак е значаен фактор во петрогенезата.
Други примери на соросиликати вклучуваат лавсонит, метаморфен минерал кој се формира од синиот шкрилец (зона на подвлекување со ниска температура и висок притисок), везувијанит, кој зафаќа значителна количина на калциум во својата хемиска структура.
6.4.6 Ортосиликати
Ортосиликатите се состојат од изолирани тетраедри кои се избалансирани со полнеж од други катјони. Исто така наречени незосиликати, овој тип силикат има однос силициум:кислород од 1:4 (на пр. SiO<sub>4</sub>). Типичните ортосиликати имаат склонетост да формираат блоковидни екватни кристали и се прилично тврди. Неколку минерали што формираат карпи се дел од оваа подкласа, како што се алумосиликатите, оливинската група и гранатната група.
Алумосиликатите – бкијанит, андалузит и силиманит, сите Al<sub>2</sub>SiO<sub>5</sub> – се структурно составени од еден [SiO<sub>4</sub>]<sup>4−</sup> тетраедар и еден Al3<sup>+</sup> во октаедарска координација. Преостанатиот Al3<sup>+</sup> може да биде во шесткратна координација (кијанит), петкратна (андалузит) или четирикратна (силиманит); кои минерали се формираат во дадена средина зависат од притисокот и температурните услови. Во структурата на оливинот, главната оливинска серија од (Mg, Fe)<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> се состои од форстерит богат со магнезиум и фајалит богат со железо. И железото и магнезиумот се во октаедарска положба преку кислород. Постојат и други минерални видови со оваа структура, како што се тефроит, Mn<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> Групата на гранат има општа формула X<sub>3</sub>Y<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>, каде што X е голем осумкратно координиран катјон, а Y е помал шесткратно координиран катјон. Постојат шест идеални крајни членови на гранатот, поделени во две групи. Пиралспитските гранати имаат Al3<sup>+</sup> во Y позицијата: пироп (Mg<sub>3</sub>Al<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>), алмандин (Fe<sub>3</sub>Al<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3)</sub> и спесартин Mn<sub>3</sub>Al<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>. Уграндитските гранати имаат Ca2<sup>+</sup> во X позицијата: уваровит (Ca<sub>3</sub>Cr<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>), гросулар (Ca<sub>3</sub>Al<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>) и андралит (Ca<sub>3</sub>Fe<sub>2</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>). Иако постојат две подгрупи на гранат, постојат цврсти раствори помеѓу сите шест крајни членови.
Други ортосиликати вклучуваат циркон, ставролит и топаз. Цирконот (ZrSiO<sub>4</sub>) е корисен во геохронологијата бидејќи U6<sup>+</sup> може да го замени Zr4<sup>+</sup> ; понатаму, поради неговата многу отпорна структура, тешко е да се ресетира како хронометар. Ставролитот е вообичаен метаморфен минерал со среден показател. Има особено комплицирана кристална структура која е целосно опишана дури во 1986 година. Топазот (Al<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>(F, OH)<sub>2</sub>, често се наоѓа во гранитни пегматити поврзани со турмалин, е вообичаен минерал од скапоцени камења.
6.5 Несиликати
6.5.1 Самородни елементи
Самородните елементи се оние кои не се хемиски врзани за други елементи. Оваа минерална група вклучува самородни метали, полуметали и неметали, како и разни легури и цврсти раствори. Металите се држат заедно со метално поврзување, кое им дава посебни физички својства како што се нивниот сјаен метален сјај, еластичност и податливост, како и електрична спроводливост. Нативните елементи се поделени во групи според нивната структура или хемиски атрибути.
Златната група, со коцкаста тесно спакувана структура, вклучува метали како што се злато, сребро и бакар. Платинската група е слична по структура со златната група. Железо-никел групата се карактеризира со неколку видови легури на железо-никел. Два примери се камацит и тенит, кои се наоѓаат во железните метеорити; овие видови се разликуваат по количината на никел во легурата; камацитот има помалку од 5-7% никел и е вид на самороднон железо, додека содржината на никел во тенитот се движи од 7-37%. Минералите од арсенската група се состојат од полуметали, кои имаат единствно некои метални особини; на пример, им недостасува податливоста на металите. Природниот јаглерод се јавува во два алотропи, графит и дијамант; вториот се формира при многу висок притисок во мантија, што му дава многу посилна структура од графитот.
6.5.2 Сулфиди
Сулфудните минерали се хемиски соединенија на еден или повеќе метали или полуметали со халкоген или пниктоген, од кои сулфурот е најчест. Телуриумот, арсенот или селенот можат да го заменат сулфурот. Сулфидите имаат склонетост да бидат меки, кршливи минерали со висока специфична тежина. Многу прашкасти сулфиди, како што е пиритот, имаат мирис на сулфур кога се прашкасти. Сулфидите се подложни на атмосферски влијанија и многу лесно се раствораат во вода; овие растворени минерали подоцна можат повторно да се наталожат, што создава збогатени секундарни наслаги на руда. Сулфидите се класифицираат според односот на металот или полуметалот кон сулфурот, како што е M:S еднакво на 2:1 или 1:1. Голем број на сулфидни минерали се економски важни како метални руди; Примерите вклучуваат сфалерит (ZnS), руда од цинк, галенит (PbS), руда од олово, цинабар (HgS), руда од жива и молибденит (MoS<sub>2</sub>, руда од молибден. Пиритот (FeS<sub>2</sub>) е најчесто појавувачкиот сулфид и може да се најде во повеќето геолошки средини. Сепак, тој не е руда од железо, туку може да се оксидира за да се произведе сулфурна киселина. Поврзани со сулфидите се ретките сулфосали, во кои метален елемент е врзан за сулфур и полуметал како што се антимон, арсен или бизмут. Како и сулфидите, сулфосалите се обично меки, тешки и кршливи минерали.
6.5.3 Оксиди
Оксидните минерали се поделени во три категории: едноставни оксиди, хидроксиди и повеќекратни оксиди. Едноставните оксиди се карактеризираат со O<sup>2−</sup> како главен анјон и првенствено јонско поврзување. Тие можат понатаму да се поделат според односот на кислородот кон катјоните<sub>.</sub> Перикласната група се состои од минерали со однос 1:1. Оксидите со однос 2:1 вклучуваат куприт (Cu<sub>2</sub>O) и воден мраз. Минералите од корунд групата имаат однос 2:3 и вклучуваат минерали како што се корунд (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) и хематит (Fe<sub>2</sub>O<sub>3)</sub>. Минералите од рутил групата имаат однос од 1:2; истоимениот вид, рутил (TiO<sub>2</sub>) е главната руда на титаниум; други примери вклучуваат каситерит (SnO<sub>2</sub>; руда на калај) и пиролузит (MnO<sub>2</sub>; руда на манган). Кај хидроксидите, доминантен анјон е хидроксилниот јон, OH<sup>−</sup>. Бокситите се главната алуминиумска руда и се хетерогена мешавина од хидроксидните минерали дијаспора, гибсит и бомит; тие се формираат во области со многу висока стапка на хемиско распаѓање (главно тропски услови). Конечно, повеќекратните оксиди се соединенија на два метала со кислород. Главна група во оваа класа се шпинелите, со општа формула X<sup>2+</sup>Y<sup>3+</sup><sub>2</sub>O<sub>4</sub>. Примери за видови вклучуваат шпинел (MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>), хромит (FeCr<sub>2</sub>O<sub>4</sub>) и магнетит (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>). Вториот лесно се разликува по својот силен магнетизам, кој се јавува бидејќи има железо во две оксидациски состојби (Fe<sup>2+</sup>Fe<sup>3+</sup><sub>2</sub>O<sub>4</sub><sub>),</sub> што го прави повеќекратен оксид наместо еден оксид.
6.5.4 Халиди
Халидните минерали претставуваат соединенија во кои халоген (флуор, хлор, јод или бром) е главен анјон. Овие минерали имаат склонетост да бидат меки, слаби, кршливи и растворливи во вода. Вообичаени примери на халиди се халитот (NaCl, кујнска сол), силвитот (KCl) и флуоритот (CaF<sub>2</sub>). Халитот и силвитот најчесто се формираат како евапорити и можат да бидат доминантни минерали во хемиските седиментни карпи. Криолитот, Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>, е клучен минерал во екстракцијата на алуминиум од боксити ; сепак, бидејќи единственото значајно појавување во Ивитут, Гренланд, во гранитен пегматит, било исцрпено, синтетички криолит може да се направи од флуорит.
6.5.5 Карбонати
Карбонатните минерали се оние во кои главната анјонска група е карбонат, [CO<sub>3</sub>]<sup>2−</sup>. Карбонатите имаат тенденција да бидат кршливи, многумина имаат ромбоедарско расцепување и сите реагираат со киселина. Поради последната карактеристика, теренските геолози често носат разредена хлороводородна киселина за да ги разликуваат карбонатите од некарбонатите. Реакцијата на киселината со карбонати, најчесто пронајдени како полиморф калцит и арагонит (CaCO<sub>3</sub>), се однесува на растворањето и таложењето на минералот, кој е клучен во формирањето на варовнички пештери, карактеристики во нив како што се сталактити и сталагмити, и карстни релјефни форми. Карбонатите најчесто се формираат како биогени или хемиски седименти во морските средини. Карбонатната група е структурно триаголник, каде што централниот катјон C4<sup>+</sup> е опкружен со три O<sup>2−</sup> анјони; различни групи минерали се формираат од различни распореди на овие триаголници. Најчестиот карбонатен минерал е калцитот, кој е примарна состојка на седиментниот варовник и метаморфниот мермер. Калцитот, CaCO<sub>3</sub>, може да има значителен процент на магнезиум што го заменува калциумот. Под услови на висока содржина на Mg, наместо тоа ќе се формира неговиот полиморфен арагонит; морската геохемија во овој поглед може да се опише како арагонитско или калцитно море, во зависност од тоа кој минерал преференцијално се формира. Доломитот е двоен карбонат, со формула CaMg(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>. Секундарната доломитизација на варовникот е честа појава, во која калцитот или арагонитот се претвораат во доломит; оваа реакција го зголемува просторот на порите (единичниот клеточен волумен на доломитот е 88% од оној на калцитот), што може да создаде резервоар за нафта и гас. Овие два минерални вида се членови на истоимените минерални групи: калцитната група вклучува карбонати со општа формула <sub>XCO3</sub>, а доломитската група ги сочинува минералите со општа формула XY(CO3)<sub>2</sub>.
6.5.6 Сулфати
Сите сулфатни минерали го содржат сулфатниот анјон, [SO<sub>4</sub>]<sup>2−</sup>. Тие имаат склонетост да бидат проѕирни до помалку проѕирни, меки и многу од нив се кршливи. Сулфатните минерали најчесто се формираат како евапорити, каде што се таложат од испарувачки солени води. Сулфатите може да се најдат и во хидротермални венски системи поврзани со сулфиди, или како производи на оксидација на сулфиди. Сулфатите може да се поделат на безводни и водени минерали. Најчестиот воден сулфат досега е гипсот, CaSO<sub>4</sub><sub>⋅2</sub>H<sub>2</sub>O. Тој се формира како евапорит и е поврзан со други евапорити како што се калцитот и халитот; ако вклучи зрна песок додека кристализира, гипсот може да формира пустински рози. Гипсот има многу ниска топлинска спроводливост и одржува ниска температура кога се загрева бидејќи ја губи таа топлина со дехидрација; како таков, гипсот се користи како изолатор во материјали како што се гипс и гипс картон. Безводниот еквивалент на гипс е анхидрит; Може да се формира директно од морска вода во многу суви услови. Баритната група има општа формула <sub>XSO4</sub>, каде што X е голем 12-координиран катјон. Примерите вклучуваат барит (BaSO<sub>4</sub>), целестин (SrSO<sub>4</sub>) и англезит (PbSO<sub>4</sub>); анхидритот не е дел од баритната група, бидејќи помалиот Ca2<sup>+</sup> е само во осумкратна координација.
6.5.7 Фосфати
Фосфатните минерали се карактеризираат со тетраедарска [ PO<sub>4</sub>]<sup>3−</sup> единица, иако структурата може да се генерализира, а фосфорот се заменува со антимон, арсен или ванадиум. Најчестиот фосфат е апатитната група; вообичаени видови во оваа група се флуорапатит (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F), хлорапатит (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>Cl) и хидроксилапатит (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>(OH)). Минералите во оваа група се главните кристални состојки на забите и коските кај 'рбетниците. Релативно изобилната монацитна група има општа структура на ATO<sub>4</sub>, каде што T е фосфор или арсен, а A често е елемент од ретки земји (REE). Монацитот е важен на два начина: прво, како „поток“ на REE, може доволно да ги концентрира овие елементи за да стане руда; второ, елементите од групата моназити можат да вклучат релативно големи количини на ураниум и ториум, што може да се користи во геохронологијата на моназитите за да се датира карпата врз основа на распаѓањето на U и Th во олово.
6.5.8 Органски минерали
Штрунцовата класификација вклучува класа за органски минерали. Овие ретки соединенија содржат органски јаглерод, но можат да се формираат преку геолошки процес. На пример, ветелитот, CaC<sub>2</sub>O<sub>4</sub>⋅H<sub>2</sub>O<sub>,</sub> е оксалат кој може да се таложи во хидротермални рудни вени. Додека хидрираниот калциум оксалат може да се најде во јагленови слоеви и други седиментни наслаги што вклучуваат органска материја, хидротермалната појава не се смета за поврзана со биолошката активност.
6.6 Неодамнешни достигнувања
Моделите за класификација на минерали и нивните дефиниции се развиваат за да одговараат на неодамнешните достигнувања во минералната наука. Неодамнешните промени вклучуваат додавање на органска класа, и во новата Данова и во Штрунцовата класификациска. Органската класа вклучува многу ретка група минерали со јаглеводороди. Комисијата на ММЗ за нови минерали и имиња на минерали усвоила во 2009 година хиерархиски модел за именување и класификација на минерални групи и имиња на групи и формираше седум комисии и четири работни групи за преглед и класификација на минералите во официјален список на нивните објавени имиња. Според овие нови правила, „видовите минерали можат да се групираат на повеќе различни начини, врз основа на хемија, кристална структура, појава, здружение, генетска историја или ресурс, на пример, во зависност од целта што треба да ја исполни класификацијата“.
7 Астробиологија
Се претпоставува дека биоминералите би можеле да бидат важни показатели за вонземски живот и затоа би можеле да играат важна улога во потрагата по минат или денешен живот на Марс. Понатаму, се верува дека органските компоненти (биотипи) кои често се поврзуваат со биоминералите играат клучна улога и во пребиотските и во биотските реакции.
Во јануари 2014 година, НАСА објавила дека истражувањата на роверите „Кјуриосити“ и „Опортунити“ на Марс ќе бараат докази за древен живот, вклучувајќи биосфера базирана на автотрофни, хемотрофни и/или хемолитоавтотрофни микроорганизми, како и древна вода, вклучувајќи флувио-езерски средини (рамнини поврзани со древни реки или езера) кои можеби биле погодни за живеење. Потрагата по докази за погодност за живеење, тафономијата (поврзана со фосили) и органскиот јаглерод на планетата Марс станала примарна цел на НАСА.
8 Минералите како тема во уметноста и во популарната култура
* „Минерал“ (англиски: ''Mineral'') — песна на американската рок-група ''Buffalo Tom'' од 1992 година.
9 Дополнителни извори
****