Минерал

**Минера́л** (нем. Мineral или фр. minéral, от позднелат. (аеs) minerale — руда) — однородная по составу и строению часть горных пород, руд, метеоритов, являющаяся естественным продуктом геологических процессов и представляющая собой химическое соединение или химический элемент.

Минерал может находиться в любом агрегатном состоянии, при этом большинство минералов — твёрдые тела. Минералы подразделяют на имеющие кристаллическую структуру, аморфные и минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном состоянии (метамиктные минералы). Горная порода может состоять из нескольких породообразующих минералов разного вида (полиминеральная порода), или из единственного породообразующего минерала (мономинеральная порода). В литературе применяется также словосочетание «**минеральный материал**».

## Термин и описание

Термин «минерал» используют для обозначения минеральных индивида, вида и разновидности. Минерал как минеральный вид — это природное химическое соединение, имеющее определённый химический состав и кристаллическую структуру. Если различия в химическом составе при структурной идентичности не очень велики, то по окраске, морфологическим или другим особенностям выделяют минеральные разновидности: так, горный хрусталь, аметист, цитрин, халцедон являются разновидностями кварца. Минеральные индивиды — минеральные тела, между которыми имеются поверхности раздела, например, кристаллы и зёрна.

Изучением минералов занимается наука минералогия. Происхождение минералов выясняет генетическая минералогия, а изучением минеральных видов занимается филогения минералов.

С 1950-х годов факт открытия нового минерала и его название утверждает Комиссия по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (ММА). В настоящее время установлено более 5336 минеральных видов и ежегодно комиссией утверждается несколько десятков новых, однако лишь 100—150 минералов широко распространены.

Минералами считаются также некоторые природные вещества, представляющие собой в атмосферных условиях жидкости (например, самородная ртуть, которая приходит к кристаллическому состоянию при более низкой температуре). Воду, напротив, к минералам не относят, рассматривая её как жидкое состояние (расплав) минерала лёд. Некоторые минералы находятся в аморфном состоянии и не имеют кристаллической структуры. Это относится главным образом к так называемым метамиктным минералам, имеющим внешнюю форму кристаллов, но находящимся в аморфном, стеклоподобном состоянии вследствие разрушения их изначальной кристаллической решётки под действием жёсткого радиоактивного излучения входящих в их собственный состав радиоактивных элементов (уран, торий и так далее). Различают минералы явно кристаллические, аморфные — метаколлоиды (например, опал, лешательерит и другие) и метамиктные минералы, имеющие внешнюю форму кристаллов, но находящиеся в аморфном, стеклоподобном состоянии.

## Физические свойства минералов

Физические свойства минералов обусловлены их кристаллической структурой и химическим составом. Различают *скалярные* физические свойства минералов и *векторные*, значения которых зависят от кристаллографического направления. Примером скалярного свойства может служить плотность, векторными являются твёрдость, кристаллооптические свойства и др. Физические свойства подразделяют на механические, оптические, люминесцентные, магнитные, электрические, термические свойства, радиоактивность.

Габитус кристаллов выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа. Помимо внешней формы кристаллов и других выделений, важное значение при описании и визуальной диагностике минералов, особенно в полевых условиях, имеют цвет, блеск, спайность и отдельность, твёрдость, хрупкость и излом. При диагностике некоторых минералов имеют значение также ковкость, гибкость (сопротивление излому) и упругость.

* Твёрдость. Определяется по шкале Мооса. По этой шкале самым твёрдым эталонным минералом является алмаз (10 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1600), а самым мягким — тальк (1 по шкале Мооса, с абсолютной твёрдостью 1, царапается ногтем). Твёрдость минерала не всегда одинакова со всех сторон кристалла, что является производным от его кристаллической структуры — в одних направлениях кристаллическая решётка может быть упакована плотнее, чем в других. Например, кианит имеет твёрдость 5.5 по шкале Мооса в одном направлении и 7 в другом.
* Спайность — способность минерала раскалываться по определённым кристаллографическим направлениям.
* Излом — специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.
* Побежалость — тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.
* Хрупкость — прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например, алмаз).
* Плотность — масса единицы объёма вещества, выражается в г/см3. Прежнее, устаревшее название — удельный вес; его ещё можно встретить в старых минералогических учебниках.
* Удельная плотность — характеристика, используемая для определения единичной массы минерала, представляет собой отношение плотности (массы на единицу объёма) минерала к плотности воды. Удельная плотность может служить диагностическим признаком для некоторых классов минералов. Среди часто встречающихся минералов более высокую удельную плотность имеют оксиды и сульфиды, поскольку они включают в себя элементы с высокой атомной массой. Наиболее высокой удельной плотностью обладают самородные металлы и интерметаллиды. Камасит (никелистое метеоритное железо) имеет удельную плотность 7.9, а плотность самородного золота достигает 19.3 г/см3.

### Оптические свойства

* Блеск — световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.
* Цвет — признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины).
	+ Цвет черты — цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.
* Преломление, дисперсия и поляризация характеризуют их оптические константы: *показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы* и др.

### Магнитные свойства

Магнитность зависит от содержания главным образом двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.

## Нахождение минералов в природе

По распространённости минералы можно разделить на:
* *породообразующие* — составляющие основу большинства горных пород;
* *акцессорные* — часто присутствующие в горных породах, но редко слагающие больше 5 % породы;
* *редкие минералы* — находки которых единичны или немногочисленны;
* *рудные* — содержащие в своём составе промышленно ценные компоненты и образующие значительные скопления в рудных месторождениях.

По форме нахождения минералов различают

* *Минеральные индивиды* — составные части минеральных агрегатов. Это отдельные кристаллы, зерна и сферические или близкие к сферическим выделения минералов, отделенные друг от друга физическими поверхностями раздела и представляющие собой форму нахождения минеральных видов в природе. Минеральный индивид — исходное понятие минералогии, означающее зерна и идиоморфные кристаллы, в виде которых в природе представлены минеральные виды; индивиды могут быть зернами — «монокристаллами» или сферокристаллами, из которых строятся простые минеральные агрегаты (Ю. М. Дымков, 1966)
* *Минеральные агрегаты* — срастания минеральных индивидов одного и того же или разных минералов. Они могут быть одно- и многоэтапными. Минеральный агрегат — исходное понятие минералогии. На уровне организации вещества, следующем за понятием «индивид», агрегат — это скопление индивидов, не обладающее при идеальном развитии чёткими признаками симметричных фигур (это принципиальное отличие от индивидов — по Ю. М. Дымкову, 1966).
* *Минеральные тела* — скопления минеральных агрегатов, обладающие естественными границами. Размеры их варьируют от микроскопических до очень крупных, соизмеримых с масштабом геологических объектов.

## Химия минералов

Распространённость минералов на Земле является прямым следствием их химического состава, который, в свою очередь, зависит от распространённости различных химических элементов. Большинство наблюдаемых минералов добываются из земной коры. Большинство минералов имеют в своём основном составе всего 8 элементов, наиболее распространённых в земной коре: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий и калий (по степени убывания). Вместе эти восемь элементов составляют до 98 % от веса земной коры. Из этих восьми особое значение имеют кислород, составляющий 46,6 % от веса земной коры, и кремний, составляющий 27,7 %.

Химический состав минералов, как правило, близок по своему составу той породе, из которой они сформировались. Так из магмы, богатой железом и магнием, сформируется оливин, а магма, богатая силикатами, кристаллизуется в богатый силикатами минерал — как, например, кварц. В известняке, богатом кальцием и карбонатами, формируются кальциты.

Химический состав может изменяться между членами ряда минералов. Например, плагиоклазы, входящие в группу каркасных алюмосиликатов — полевых шпатов, по химическому составу представляют собой непрерывный изоморфный ряд натриево-кальциевых алюмосиликатов — альбита и анортита с неограниченной смесимостью. Имеются 4 опознанные разновидности между богатым натрием альбитом и богатым кальцием анортитом — олигоклаз, андезин, лабрадор и битовнит. Другие примеры подобных рядов включают в себя оливиновый ряд от богатого магнием форстерита до богатого железом фаялита и вольфрамитовый ряд от богатого марганцем гюбнерита до богатого железом ферберита.

Наличие минеральных рядов объясняется химической субституцией. В природе минералы не являются чистыми материалами. В них присутствуют примеси, состоящие из любых элементов, находящихся в данной химической системе. В результате иногда определённый элемент подменяется другим. Такая подмена обычно происходит между ионами похожих размеров и одинаковых зарядов. Например, K+ не может подменить Si4+ из-за химической и структурной несовместимости, вызванной большим различием в размерах и в заряде, а подмена Si4+ на Al3+ происходит достаточно часто, так как они близки по размеру, заряду и распространённости в земной коре, что мы и наблюдаем на примере плагиоклазов.

Изменения температуры, давления и химического состава влияют на минералогический состав данной породы. Изменения химического состава могут быть вызваны такими процессами, как эрозия почвы и выветривание, а также метасоматизмом. Изменения температуры и давления происходят, когда материнская порода проходит тектонический или магматический сдвиг в иной физический режим. Изменения в термодинамических условиях благоприятно влияют на возможность реакции между уже сформировавшимися минералами с получением новых минералов.

### Классификация минералов

Современные классификации минералов проводятся на структурно-химической основе. Классификация, утверждённая Международной минералогической ассоциацией (IMA) в 2009 году, периодически обновляется и утверждается заново.

### Неорганические минералы

#### Сульфиды, сульфосоли и подобные

1. класс Селениды, Теллуриды, арсениды и подобные
2. класс Сульфосоли

#### Галоидные соединения (галогениды) и галогеносоли

1. класс Фториды, алюмофториды
2. класс Хлориды, бромиды и иодиды

#### Окислы и гидроокислы

1. класс Простые и сложные окислы
2. класс Гидроокислы

#### Кислородные соли (оксисоли)

1. класс Иодаты
2. класс Нитраты
3. класс Карбонаты
4. класс Сульфаты и селенаты
5. класс Хроматы
6. Класс Вольфраматы и молибдаты
7. Класс Фосфаты, арсенаты и ванадаты
8. Класс Бораты
9. Класс Силикаты и алюмосиликаты (бериллосиликаты, боросиликаты)
	1. Островные силикаты с изолированными тетраэдрами SiO4
	2. Цепочечные силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4
	3. Ленточные силикаты с непрерывными цепочками и лентами тетраэдров SiO4
	4. Слоистые силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4
	5. Каркасные силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами тетраэдров SiO4 и Al04

### Органические минералы

Согласно современной номенклатуре минералов, утверждённой ММА, в числе минералов рассматриваются некоторые из природных солеподобных органических соединений (оксалаты, меллитаты, ацетаты и др), объединяемые в класс *органические вещества*. При этом в общей систематике минералов высокомолекулярные органические образования типа древесных смол и битумов, не отвечающие в большинстве случаев требованиям кристалличности и однородности, в число минералов не включаются.
Некоторые органические вещества — нефть, асфальты, битумы раньше ошибочно относили к минералам. Они лишены кристаллической структуры и не могут быть охарактеризованы с кристаллохимической точки зрения. Природные органические продукты в большинстве случаев относятся либо к горным породам (антрацит, шунгит и др.), либо к природным углеводородам группы нефти (озокерит, битумы), либо к ископаемым смолам (янтарь, копал), либо к биогенным образованиям, содержащим в своём составе тот или иной минерал (жемчуг и перламутр, в строении которых участвует минерал арагонит).

Природные формиаты (формикаит Ca(HCOO)2, дашковаит Mg(HCOO)2•2H2O и др.) и оксалаты (степановит и др.) в минералогии относят к классу *Органические вещества*.

## Использование минералов

Минералы, наряду с органическими материалами, находят широкое применение.

Человек использовал минералы с древнейших времён. Долгое время основным полезным ископаемым был кремень — тонкозернистая разновидность кварца, его отщепы с острыми краями первобытные люди использовали ещё в древнем каменном веке. Кроме него применялись и другие минералы, например, вишнёвый гематит, желто-коричневый гётит и черные оксиды марганца — как краски, а янтарь, нефрит, самородное золото и др. — как материал для украшений и т. п. В доисторическом Египте (5000—3000 до н. э.) из самородной меди, золота и серебра делали украшения. Позже стали использовать бронзу для изготовления оружия и орудий труда. Сейчас из минералов получают металлы и другие химические элементы и соединения, они являются сырьём для производства строительных материалов (цемент, стекло и др.) и для химической промышленности. Минералы могут использоваться в качестве красителей, абразивных и огнеупорных материалов, они находят применение в керамике, оптике, радиоэлектронике, электротехнике и радиотехнике. Драгоценные камни тоже являются минералами.

Минералы используются в пищу, как источник сырья, в качестве валюты, как предметы искусства и роскоши и как компоненты высоких технологий. Одним из видов шарлатанства является литотерапия — лечение минералами путём их ношения, прикладывания, вступления в астральные контакты с якобы заключёнными в камнях и кристаллах сверхъестественными энергиями и магическими силами. Приверженцы литотерапии утверждают, что каждый кристаллический объект обладает свойствами излучения и поглощения неведомых энергий и полей, которые при «правильном» приложении к биологическому телу способны восстанавливать нарушенный энергетический баланс организма. Литотерапия не имеет под собой клинически доказанных обоснований и научной базы.

## См. также

* Список минералов
* Породообразующие минералы
* Глинистые минералы
* Минеральные пигменты
* Изоморфизм
* Полиморфизм
* Иризация
* Минеральный вид

## Примечания

1. ↑ *+Фасмер М.
−{{{2}}}* Этимологический словарь русского языка. — Прогресс. — М., 1964–1973. — Т. 2. — С. 623—624.
2. ↑ Бетехтин, 2014, с. 11—13.
3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Минерал // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред.  А. М. Прохоров. — +3-е изд.
−{{{2}}} — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
4. ↑ 4,0 4,1 4,2 *+Р.А. Виноградова
−{{{2}}}* Минерал // Химическая энциклопедия / ред.Кнунянц И.Л.. — Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 86—88.
5. ↑ *+Расцветаева Р. К.
−{{{2}}}* Как открыть новый минерал (рус.) // Природа. — Наука, 2006. — № 5.
6. ↑ *Ernst A.J. Burke.* International Mineralogical Association - Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (неопр.)Категория:Infocheck. nrmima.nrm.se. Дата обращения: 13 мая 2018. Архивировано из оригинала 10 августа 2019 года.
7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Минералы и минералогия // Энциклопедия Кольера (рус.). — 2000.
8. ↑ Kamacite (неопр.)Категория:Infocheck. Webmineral.com. Дата обращения: 2 августа 2012. Архивировано 24 апреля 2013 года.
9. ↑ Dyar and Gunter, pp. 4-7
10. ↑ Дир У.-А., Хауи Р.-А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, М., 1966
11. ↑ Марфунин А. С., Полевые шпаты — фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение, М., 1962.
12. ↑ Фаялит в базе webmineral.com (англ.). Архивировано 7 декабря 2017 года.
13. ↑ Характеристика вольфрамита (англ.). Архивировано 7 мая 2021 года.
14. ↑ Dyar and Gunter, p. 141
15. ↑ Dyar and Gunter, p. 549
16. ↑ Бетехтин, 2014, с. 151—158.
17. ↑ Lawrence E. Jerome. Crystal Power: The Ultimate Placebo Effect. Prometheus Books, 1989

## Литература

* *+Земятченский П. А.
−{{{2}}}* Минерал // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
* Минерал // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред.  А. М. Прохоров. — +3-е изд.
−{{{2}}} — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
* Минерал // Меотская археологическая культура — Монголо-татарское нашествие. — М. : Большая российская энциклопедия, 2012. — С. 348-350. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Осипов, Юрий Сергеевич (математик) ; 2004—2017, т. 20). — ISBN 978-5-85270-354-5.
* Минералы и минералогия // Энциклопедия Кольера (рус.). — 2000.
* *+Р.А. Виноградова
−{{{2}}}* Минерал // Химическая энциклопедия / ред.Кнунянц И.Л.. — Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 86—88.
* *+Бетехтин А. Г.
−{{{2}}}* Курс минералогии. — 3-е, исправленное и дополненное. — М.: Кн. дом Университет, 2014.
* *+Ю. Гончаров, М. Малькова, В. Шамшуров, А. Шамшуров
−{{{2}}}* Геология, минералогия, петрография. — Справочное пособие. — М.: АСВ, 2008.
* *+Р. С. Митчелл
−{{{2}}}* Названия минералов. Что они означают? = Mineral names. What do they mean? / Пер с англ. канд. геол.-мин. наук В. И. Кудряшовой. — М.: Мир, 1982. — 248 с. — 30 000 экз.
* *+Busbey, A.B.; Coenraads, R.E.; Roots, D.; Willis, P.
−{{{2}}}* Rocks and Fossils. — San Francisco: Fog City Press, 2007. — ISBN 978-1-74089-632-0.
* *+Chesterman, C.W.; Lowe, K.E.
−{{{2}}}* Field guide to North American rocks and minerals (англ.). — Toronto: Random House of Canada  (англ.) (рус., 2008. — ISBN 0-394-50269-8.
* *+Dyar, M.D.; Gunter, M.E.
−{{{2}}}* Mineralogy and Optical Mineralogy. — Chantilly, Virginia: Mineralogical Society of America  (англ.) (рус., 2008. — ISBN 978-0-939950-81-2.

## Ссылки

* Российское минералогическое общество (англ.) (рус.)
* Кристаллографическая и кристаллохимическая База данных для минералов и их структурных аналогов (англ.) (рус.)
* Официальный сайт Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана
* Раздел минералогии в геологической энциклопедии GeoWiki (рус.)
* Научно-познавательные рисунки минералов Проект «Онтогения минералов в рисунках» (англ.) (рус.)
* *Татарский В. Б.* «Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов» , Москва, Недра, 1965, 306 с.
* Современные проблемы онтогении минералов (рус.)
* Каталог минералов Интерактивный определитель минералов, свойства, фотографии, описания различных минералов
* Классификация минералов (рус.)
* Свойства минералов
* Крупнейшая база данных по минералам и месторождениям (англ.)
* Минералогическая база данных (англ.)
* Физические свойства породообразующих минералов (англ.)
* Всемирная галерея минералогического искусства (англ.)
* «Nickel-Strunz (Version 10) Classification System» — webmineral.com. (англ.)
* New Dana Classification — webmineral.com. (англ.)