Энциклопедия минералов
Полная база данных минералов с подробными описаниями, физическими и химическими свойствами, методами идентификации и классификацией.
Полная база данных минералов с подробными описаниями, физическими и химическими свойствами, методами идентификации и классификацией.
Минералы классифицируются по химическому составу согласно системе Дана
Самый большой класс минералов, составляющий около 90% земной коры. Основу структуры образуют кремнекислородные тетраэдры SiO₄. Включает кварц, полевые шпаты, слюды, амфиболы, пироксены, оливин, гранаты. Силикаты являются главными породообразующими минералами и широко используются в промышленности, строительстве и ювелирном деле. Разнообразие структур силикатов поражает: от простых островных до сложных каркасных и слоистых образований.
Соединения металлов с кислородом, образующие важнейшие рудные минералы. Включает гематит (Fe₂O₃), магнетит (Fe₃O₄), корунд (Al₂O₃), кассирерит, уранинит. Многие оксиды обладают магнитными свойствами и высокой твёрдостью. Корунд и его разновидности (рубин, сапфир) относятся к драгоценным камням. Оксиды являются основными источниками железа, алюминия, марганца, хрома и других металлов для промышленности.
Соединения металлов с серой, представляющие собой важнейшие рудные минералы цветных и благородных металлов. Включает пирит (FeS₂), галенит (PbS), сфалерит (ZnS), халькопирит, киноварь, молибденит. Многие сульфиды обладают металлическим блеском и высокой плотностью. Являются основными источниками меди, свинца, цинка, ртути, серебра. Образуются преимущественно в гидротермальных условиях при высоких температурах и давлениях.
Соли угольной кислоты (CO₃²⁻), образующие важные породообразующие и декоративные минералы. Включает кальцит (CaCO₃), доломит, малахит, азурит, родохрозит, смитсонит, церуссит. Карбонаты легко идентифицировать по характерной реакции вскипания с соляной кислотой. Кальцит образует огромные массивы известняков и мраморов. Многие карбонаты используются как декоративные и поделочные камни благодаря яркой окраске и красивым узорам.
Соединения металлов с галогенами (фтор, хлор, бром, йод). Включает галит - каменная соль (NaCl), флюорит (CaF₂), сильвин (KCl), карналлит, криолит. Многие галогениды легко растворяются в воде и образуются при испарении морских и озёрных вод. Галит используется в пищевой промышленности и химическом производстве. Флюорит применяется в металлургии как флюс и в оптике благодаря низкой дисперсии света. Некоторые галогениды обладают яркой флуоресценцией.
Соли фосфорной кислоты (PO₄³⁻), имеющие важное биологическое и промышленное значение. Включает апатит (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)), бирюзу, вивианит, монацит, ксенотим, пироморфит. Апатит является основным источником фосфора для производства удобрений. Фосфаты играют ключевую роль в биологических процессах - входят в состав костей и зубов. Бирюза ценится как драгоценный камень с древнейших времён. Многие фосфаты содержат редкоземельные элементы.
Соли серной кислоты (SO₄²⁻), широко распространённые в природе. Включает гипс (CaSO₄·2H₂O), ангидрит, барит (BaSO₄), англезит, целестин, алунит. Гипс используется в строительстве, медицине и сельском хозяйстве. Барит применяется при бурении нефтяных скважин благодаря высокой плотности. Многие сульфаты образуются при окислении сульфидных руд или испарении солёных вод. Некоторые сульфаты, такие как целестин, служат источником редких элементов.
Чистые химические элементы в свободном состоянии без соединений. Включает золото, серебро, медь, платину, серу, графит и алмаз. Самородные металлы обладают металлическим блеском, высокой электропроводностью и ковкостью. Золото и платина встречаются только в самородном виде. Алмаз и графит - две формы углерода с кардинально различными свойствами. Самородная медь использовалась человеком ещё в каменном веке. Это наиболее редкий класс минералов по количеству видов.
Наиболее известные и изучаемые минералы нашей коллекции
Класс: Силикаты
Твердость: 7 по Моосу
Плотность: 2.65 г/см³
Сингония: Тригональная
Один из самых распространенных минералов земной коры, составляет 12% массы литосферы. Имеет множество разновидностей: горный хрусталь, аметист, цитрин, раухтопаз, розовый кварц. Широко применяется в электронике, оптике, ювелирном деле. Кварц обладает уникальными пьезоэлектрическими свойствами, что делает его незаменимым в производстве точных приборов и часов. Кристаллы кварца могут достигать огромных размеров - самый крупный найденный кристалл весил около 40 тонн. В древности считалось, что горный хрусталь - это лёд, замёрзший так сильно, что уже никогда не растает.
Класс: Сульфиды
Твердость: 6-6.5 по Моосу
Плотность: 5.02 г/см³
Сингония: Кубическая
"Золото дураков" - минерал железа и серы с характерным металлическим блеском и золотистым цветом. Образует идеальные кубические кристаллы. Используется для получения серной кислоты, в прошлом - для добычи огня. Часто ассоциируется с золотом в рудах. Название происходит от греческого "pyr" - огонь, так как при ударе пирита о сталь высекаются искры. Пирит является одним из самых распространённых сульфидов и встречается практически во всех типах горных пород. Его идеальные кристаллические формы делают образцы пирита популярными среди коллекционеров минералов.
Класс: Карбонаты
Твердость: 3 по Моосу
Плотность: 2.71 г/см³
Сингония: Тригональная
Главный минерал известняков и мраморов, составляющий около 4% земной коры. Проявляет сильное двойное лучепреломление (исландский шпат) и люминесценцию. Вскипает при действии соляной кислоты. Применяется в строительстве, металлургии, химической промышленности. Кальцит играет важнейшую роль в образовании сталактитов и сталагмитов в пещерах. Прозрачные кристаллы исландского шпата использовались викингами в навигации для определения положения солнца в пасмурную погоду. Кальцит входит в состав раковин моллюсков и кораллов, являясь основным строительным материалом морских организмов.
Класс: Карбонаты
Твердость: 3.5-4 по Моосу
Плотность: 4.0 г/см³
Сингония: Моноклинная
Яркий зеленый минерал меди с характерными концентрическими узорами и полосами. Популярный поделочный камень с древних времен. В России известен уральский малахит. Используется для изготовления ювелирных изделий, декоративных предметов. Источник меди. Своё название получил от греческого слова "malakos" - мягкий, из-за относительно невысокой твёрдости. Уральский малахит использовался для отделки колонн Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Каждый узор малахита уникален и неповторим. В древнем Египте малахит растирали в порошок для изготовления зелёной краски и косметики для глаз.
Класс: Оксиды
Твердость: 5-6 по Моосу
Плотность: 5.26 г/см³
Сингония: Тригональная
Важнейшая железная руда, основной источник железа в мире. Название происходит от греческого "кровь" из-за красного цвета черты. Имеет металлический блеск. Разновидности: красная охра, железная слюдка, железная роза. Содержит до 70% железа. Гематит был известен людям с доисторических времён - его использовали для наскальной живописи. Минерал обладает интересным свойством: если два образца гематита потереть друг о друга, они становятся магнитными. "Железные розы" - причудливые кристаллические образования гематита - особо ценятся коллекционерами. На Марсе обнаружены большие залежи гематита.
Класс: Галогениды
Твердость: 4 по Моосу
Плотность: 3.18 г/см³
Сингония: Кубическая
Минерал с широкой гаммой цветов: фиолетовый, зеленый, голубой, желтый. Обладает сильной флуоресценцией под УФ-лучами. Эталон твердости 4 по шкале Мооса. Образует идеальные кубические и октаэдрические кристаллы. Применяется в оптике, металлургии. Название происходит от латинского "fluere" - течь, так как флюорит снижает температуру плавления руд. Явление флуоресценции было впервые описано именно на примере флюорита. "Голубой Джон" - редкая разновидность флюорита с фиолетово-жёлтыми полосами, добывается только в Англии. Некоторые образцы флюорита термолюминесцентны - светятся при нагревании.
Основные физические и химические свойства для определения минералов
Определяется по шкале Мооса (1-10). Способность царапать другие минералы.
Внешний цвет может варьироваться, черта (цвет порошка) более постоянна.
Металлический, стеклянный, жирный, шелковистый, матовый и др.
Способность раскалываться по определенным направлениям.
Измеряется в г/см³. Важный диагностический признак.
Сингония и габитус кристаллов помогают в определении.
Преломление, двойное лучепреломление, плеохроизм.
Реакция с кислотами, окрашивание пламени и др.
Основные характеристики для идентификации и практического применения
Шкала твердости от 1 (тальк) до 10 (алмаз). Определяет способность минерала сопротивляться царапанью. Кварц имеет твердость 7, флюорит - 4, гипс - 2.
Отношение массы к объему (г/см³). Важный диагностический признак. Легкие минералы (< 2.5): графит, сера. Средние (2.5-4): кварц, кальцит. Тяжелые (> 4): галенит, золото.
Способность раскалываться по определенным плоскостям. Совершенная (слюда), средняя (полевой шпат), несовершенная (кварц). Зависит от внутренней структуры кристаллической решетки.
Геологические условия и процессы формирования минералов
Кристаллизация из расплавленной магмы при охлаждении. Образуются оливин, пироксены, плагиоклазы. Температура: 700-1200°C. Глубинные (плутонические) и излившиеся (вулканические) породы.
Примеры: Кварц, полевые шпаты, биотит, роговая обманка
Условия: Высокая температура и давление
Осаждение из горячих водных растворов. Формируются рудные жилы с кварцем, кальцитом, галенитом, сфалеритом. Температура: 50-400°C. Важнейший источник рудных месторождений.
Примеры: Золото, серебро, галенит, пирит, флюорит
Условия: Гидротермальные растворы, трещины в породах
Перекристаллизация в твердом состоянии при повышенных температурах и давлениях. Образуются гранаты, слюды, кианит. Температура: 200-800°C. Изменение минералогического состава без плавления.
Примеры: Гранат, дистен, андалузит, ставролит
Условия: Давление и температура, глубины 10-30 км
Использование минералов в различных отраслях промышленности и науки
Драгоценные и полудрагоценные камни используются для создания украшений. Алмаз, изумруд, рубин, сапфир - самые ценные. Требования: красота, редкость, долговечность.
Рудные минералы - основа металлургии. Магнетит и гематит (железо), галенит (свинец), сфалерит (цинк), халькопирит (медь). Годовая добыча исчисляется миллиардами тонн.
Кварц в электронике (резонаторы, генераторы). Кремний для полупроводников. Редкоземельные элементы в современной технике. Алмазы для резки и полировки.
Минералы как индикаторы геологических процессов. Изучение возраста пород, условий образования, эволюции Земли. Космохимия - исследование метеоритов и лунных образцов.
Научные подходы к систематизации минералогических данных
Классификация на основе химического состава и кристаллической структуры. Разработана в 1837 году Джеймсом Дана. Используется преимущественно в США и англоязычных странах.
Металлы, полуметаллы, неметаллы
Соединения с серой и сурьмой
Фториды, хлориды, бромиды, иодиды
Простые и сложные оксиды
Химико-структурная классификация, принятая IMA (Международной минералогической ассоциацией). Более детальная и современная. Активно используется в Европе и России.
Металлы, неметаллы, карбиды
Сульфиды, селениды, теллуриды
Карбонаты, сульфаты, фосфаты
Самый обширный класс минералов
Знаете ли вы? На сегодняшний день официально признано более 5,800 минеральных видов, и каждый год открывается около 50-100 новых минералов!
Научные инструменты для анализа минералов
Оптическая микроскопия в проходящем и отраженном свете. Изучение оптических свойств, определение минералов в шлифах. Поляризационные микроскопы позволяют измерять показатели преломления, двупреломление, угол погасания.
Рентгеноструктурный анализ для определения кристаллической структуры. Порошковая дифрактометрия - основной метод идентификации. Монокристальная рентгенография для точного определения структуры. Каждый минерал имеет уникальную дифрактограмму.
Электронная микроскопия (SEM, TEM) с энергодисперсионным анализом (EDS). Определение химического состава с точностью до 0.1%. Инфракрасная и Рамановская спектроскопия для изучения молекулярной структуры и связей.
Кварц - один из самых распространенных минералов на Земле, составляющий около 12% массы земной коры. Это диоксид кремния, обладающий высокой химической и физической стойкостью. Кристаллы кварца обычно имеют форму шестигранных призм с пирамидальными вершинами.
Широко применяется в электронике (резонаторы, генераторы частоты), оптике (линзы, призмы), производстве стекла, керамики, ювелирном деле. Пьезоэлектрические свойства кварца используются в часах, радиоприемниках, компьютерах.
Пирит, известный как "золото дураков", является наиболее распространенным сульфидным минералом. Название происходит от греческого слова "pyr" (огонь), так как при ударе высекает искры. Образует идеальные кубические и пятиугольно-додекаэдрические кристаллы.
Источник серы для производства серной кислоты. Иногда содержит примеси золота и меди, что делает его ценной рудой. Используется в производстве купороса, как коллекционный минерал.
Кальцит - основной минерал известняковых пород, составляющий около 4% земной коры. Обладает уникальным свойством двойного лучепреломления (особенно прозрачная разновидность - исландский шпат), благодаря которому предметы видятся раздвоенными.
Строительный материал (известняк, мрамор), производство цемента, извести, соды, стекла, удобрений. В металлургии как флюс. Исландский шпат используется в оптических приборах.
Малахит - водный карбонат меди, отличающийся характерным ярко-зеленым цветом и красивым концентрическим узором. Название происходит от греческого "malakos" (мягкий) из-за невысокой твердости. В России особенно известны уральские малахиты.
Малахит Урала славится богатством оттенков и узоров. Крупнейшие находки были сделаны в Гумешевском и Меднорудянском месторождениях. Многие шедевры Эрмитажа выполнены из уральского малахита.
Ценный поделочный камень для изготовления ювелирных изделий, шкатулок, ваз, столешниц. Используется в мозаичных работах (русская мозаика). Раньше был источником меди и медной зелени (пигмента).
Гематит - важнейшая железная руда, содержащая до 70% железа. Название происходит от греческого "haima" (кровь) из-за характерного красного цвета черты. Образует различные морфологические формы: кристаллы, почковидные массы, чешуйчатые агрегаты.
Основная железная руда в металлургии. Используется как пигмент (красная охра), абразивный материал, в производстве магнитных лент, как утяжелитель буровых растворов. Полируется для ювелирных изделий.
Флюорит - фторид кальция, известный своей изумительной цветовой гаммой и сильной флуоресценцией под ультрафиолетовыми лучами (от флюорита происходит термин "флуоресценция"). Образует идеальные кубические и октаэдрические кристаллы. Эталон твердости 4 по шкале Мооса.
Флюорит проявляет яркое свечение под УФ-лучами различных цветов: синего, зеленого, фиолетового. Это явление впервые было детально изучено именно на флюорите, отсюда и название эффекта.
Источник фтора для химической промышленности. Флюс в металлургии (отсюда название - от латинского "fluere" - течь). Используется в производстве эмалей, оптики, как коллекционный минерал.