Back to the topics list

корисні копалини

Земля складається з гірських порід. Гірські породи - це агрегати мінералів. Отже, корисні копалини є основним будівельним матеріалом Землі. В даний час відомо понад 4000 різних мінералів і щороку відкриваються десятки нових. Ми щодня використовуємо речі, зроблені з гірських порід і мінералів. Без них не було б ні машин, ні поїздів, ні літаків. Ви б не змогли почистити зуби чи випрати одяг. Годинники, годинники та ювелірні вироби, жерстяні банки та алюмінієва фольга – все це мінерали. Тож читайте далі, щоб дізнатися більше про мінерали!

Навчальні цілі

• Що таке мінерал?
• Різниця між мінералом і породою.
• Фізичні властивості мінералів.
• Види корисних копалин.
• Факти про мінерал.

Що таке мінерал?

Мінерали - це тверді речовини, які зустрічаються в природі. Вони можуть бути виготовлені з одного елемента (наприклад, золота чи міді) або з комбінації елементів. Земля складається з тисяч різних мінералів.

Щоб бути класифікованим як «мінерал», речовина має відповідати п’яти вимогам:

1. Воно повинно бути природним. Це означає, що він утворюється в природі сам по собі без допомоги людини. Наприклад, сталь не є мінералом, а сплавом, виробленим людьми.
2. Він повинен бути неорганічним. Це означає, що речовина не виробляється організмом. Наприклад, деревина та перли створюються організмами і тому не є мінералами.
3. Він повинен бути твердим, а не рідким або газоподібним, при стандартній температурі та тиску.
4. Він повинен мати певний хімічний склад. Це означає, що кожен раз, коли ми бачимо мінерал, він має однаковий хімічний склад, який можна виразити хімічною формулою. Наприклад, мінерал галіт, також відомий як кам’яна сіль, має хімічний склад хлорид натрію. Він складається з атомів натрію та хлору.
5. Він повинен мати характерну кристалічну структуру або впорядковану внутрішню структуру. Це означає, що атоми в мінералі розташовані в систематичному порядку, що повторюється. Наприклад, мінерал галіт складається з рівного співвідношення атомів натрію та хлору, розташованих у кубічній структурі.

Мінеральні кристали галіту

Таким чином, ми можемо сказати, що мінерал - це природна неорганічна тверда речовина з певним хімічним складом і впорядкованим розташуванням атомів.

Вивчення мінералів відоме як мінералогія. Вчений, який вивчає мінерали, їх склад, використання та властивості, відомий як мінералог.

Чим відрізняється мінерал від гірської породи?

• Мінерали мають специфічну хімічну структуру, яка однакова для всього мінералу. Їхня внутрішня структура та хімічний склад надають мінералам характерні фізичні та хімічні властивості, які дають підказки до ідентичності мінералів.
• З іншого боку, гірські породи складаються з безлічі різних мінералів і не є узгодженими за своєю структурою.

Фізичні властивості мінералів

Колір, блиск, смуги, твердість, спайність, руйнування, питома вага та кристалічна форма є найбільш корисними фізичними властивостями для ідентифікації більшості мінералів.

Блиск

Блиск описує зовнішній вигляд мінералу, коли світло відбивається від його поверхні.

• Мінерали з металевим блиском виглядають як метал, наприклад, сталь або мідь. Вони і блискучі, і непрозорі.
• Мінерали із землистим блиском схожі на землю або бруд. Як і металеві мінерали, вони абсолютно непрозорі, але тьмяні.
• Склоподібний блиск схожий на блиск скла, блискучий і від напівпрозорого до прозорого.
• Мінерали з восковим блиском виглядають як парафін, зазвичай напівпрозорий, але тьмяний.
• У той час як мінерали з перламутровим блиском мають зовнішній вигляд, схожий на перлину або внутрішню частину раковини морського вушка – напівпрозорі та блискучі, але з легким заломленням світла, що створює ефект веселки на поверхні.

Колір

Колір є однією з найбільш очевидних властивостей мінералу, але він часто має обмежену діагностичну цінність, особливо для мінералів, які не є непрозорими. Хоча багато металевих і земляних мінералів мають характерні кольори, напівпрозорі або прозорі мінерали можуть сильно відрізнятися за кольором. Кварц, наприклад, може варіюватися від безбарвного до білого до жовтого до сірого до рожевого до фіолетового до чорного. З іншого боку, кольори деяких мінералів, таких як біотит (чорний) і олівін (оливково-зелений), можуть бути характерними.

Смуга

Смуга — колір мінералу в порошкоподібному вигляді. Смуга показує справжній колір мінералу. У великій твердій формі мікроелементи можуть змінювати свій колір, відбиваючи світло певним чином. Мікроелементи мало впливають на відображення дрібних порошкоподібних частинок смуги. Смуга металевих мінералів має тенденцію виглядати темною, оскільки дрібні частинки смуги поглинають світло, що на них потрапляє. Неметалічні частинки, як правило, відбивають більшу частину світла, тому виглядають світлішими або майже білими. Оскільки смуга є більш точною ілюстрацією кольору мінералу, смуга є більш надійною властивістю мінералів, ніж колір для ідентифікації.

Твердість

Твердість - це стійкість мінералу до подряпин або стирання іншими матеріалами. Твердість визначають, подряпавши поверхню зразка іншим мінералом або матеріалом відомої твердості. Стандартна шкала твердості, яка називається шкалою твердості Мооса, складається з десяти мінералів, розташованих у порядку зростання твердості з алмазом, найтвердішою з відомих речовин, якому присвоєно номер 10.

Шкала твердості за Моосом

1. Тальк

2. Гіпс

3. Кальцит

4. Флюроїт

5. Апатит

6. Польовий шпат

7. Кварц

8. Топаз

9. Корунд

10. Діамант

Розкол і злам

Розщеплення та руйнування. Спосіб розпаду мінералу визначається розташуванням його атомів і міцністю хімічних зв’язків, що утримують їх разом. Оскільки ці властивості є унікальними для мінералу, уважне спостереження за розбитими поверхнями може допомогти в ідентифікації мінералу. Мінерал, який демонструє спайність, постійно розламується або розколюється вздовж паралельних плоских поверхонь, які називаються площинами спайності. Мінерал ламається, якщо він ламається вздовж випадкових нерівних поверхонь. Деякі мінерали руйнуються лише шляхом руйнування, тоді як інші розщеплюються і руйнуються.

Кристалічна форма

Кристал — це твердий, однорідний, упорядкований масив атомів і може бути майже будь-якого розміру.

Питома вага

Питома вага вимірює щільність мінералу. Його вимірюють у порівнянні з водою, де вода має питому вагу 1. Наприклад, пірит має питому вагу 5, а кварц — 2,7. Питома вага речовини порівнює її густину з густиною води. Більш щільні речовини мають вищу питому вагу.

Деякі мінерали мають незвичайні властивості, які можна використовувати для ідентифікації. Давайте розглянемо кілька прикладів.

Флуоресценція - мінерал світиться під ультрафіолетом. Наприклад, флюорит.

Магнетизм - мінерал притягується до магніту. Наприклад, магнетит.

Кипіння - коли мінерал піддається впливу слабкої кислоти, утворюються бульбашки. Наприклад, кальцит.

Види корисних копалин

Існує багато різних типів мінералів, але їх часто ділять на дві групи: силікати та несилікати.

• Силікати - це мінерали, що містять кремній і кисень. Понад 90% земної кори складається з силікатів.
• Решта мінералів об’єднані в групу, яка називається несилікатами.

Деякі важливі несилікатні мінерали включають:

• Карбонати – карбонати містять карбонат (CO3) у поєднанні з деяким іншим елементом. Кальцит - це мінерал, який складається з карбонату і кальцію.
• Галогеніди - галогеніди містять галогенний елемент як основний елемент. Кухонна сіль (NaCl) – це галоїдний мінерал, виготовлений із галогену хлору (Cl) і натрію (Na).
• Оксиди - Оксиди - це мінерали, а основним елементом є кисень. Хроміт - це оксидний мінерал, виготовлений із заліза, хрому та кисню.
• Сульфіди – сульфіди містять сірку та один або кілька металів або напівметалів. Пірит - це сульфід, виготовлений із заліза та сірки.

Самородні елементи, такі як мідь, золото, алмаз, графіт і сірка, можна розглядати як третю групу мінералів.

Факти про мінерал

• Вчених, які вивчають мінерали, називають мінералогами.
• Близько 99% мінералів у земній корі складаються з восьми елементів, включаючи кисень, кремній, алюміній, залізо, кальцій, натрій, калій і магній.
• Поширені мінерали включають кварц, польовий шпат, боксит, кобальт, тальк і пірит.

• Деякі мінерали мають кольорові смуги, відмінні від кольору їх тіла.
• Дорогоцінний камінь — це шматок рідкісних мінералів, таких як діамант, смарагд або сапфір, огранений і відполірований до блиску.

• Певні мінерали потрібні нашому організму, щоб ми могли рости здоровими та сильними.