Современные представления о минералах

ЭкоЦентр "Экосистема" разработал более 140 методических материалов по изучению природы:


Полевые определители для смартфонов и планшетов в магазинах RuStore, RuMarket, Google Play и App Store

Определители растений и животных для PC Windows

Определители
для PC

Сборники MP3 записей голосов птиц в природе

Голоса
птиц

Методики полевых экологических исследований

Методики
исследований

Учебные
видеофильмы

Определительные
таблицы

Карманные
определители

Всё это можно приобрести в нашем некоммерческом Интернет-магазине

ГЛАВНАЯ >>> ПРИРОДА РОССИИ и СССР >>> МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Главная
English
Биологический кружок ВООП
Гостю кружка
Планы кружка
Экспедиции и выезды
Исследовательская работа
Программа "Parus"
История кружка
Контакты кружка
Полевой центр
Фотогалерея
Летопись биостанции
Статьи о биостанции
Исследовательские работы
Учебные программы
Полевые практикумы
Методические семинары
Вебинары
Исследовательская работа
Проектная деятельность
Экспедиции и лагеря
Экологические тропы
Экологические игры
Публикации (статьи)
Методические материалы
Наглядные определители
Карманные определители
Определительные таблицы
Энциклопедии природы России
Компьютерные определители
Мобильные определители
Учебные фильмы
Методические пособия
Полевой практикум
Природа России
Минералы и горные породы
Почвы
Грибы
Лишайники
Водоросли
Мохообразные
Травянистые растения
Деревья и кустарники
Ягоды и сочные плоды
Насекомые-вредители
Водные беспозвоночные
Дневные бабочки
Рыбы
Амфибии
Рептилии
Птицы, гнезда и голоса
Млекопитающие и следы
Фото растений и животных
Систематический каталог
Алфавитный каталог
Географический каталог
Поиск по названию
Галерея
Природные ландшафты мира
Физическая география России
Физическая география мира
Европа
Азия
Африка
Северная Америка
Южная Америка
Австралия и Новая Зеландия
Антарктика
Рефераты о природе
География
Геология и почвоведение
Микология
Ботаника
Культурные растения
Зоология беспозвоночных
Зоология позвоночных
Водная экология
Цитология, анатомия, медицина
Общая экология
Охрана природы
Заповедники России
Экологическое образование
Экологический словарь
Географический словарь
Художественная литература
Международные программы
Общая информация
Полевые центры (Великобритания)
Международные экспедиции (США)
Курс полевого образования (США)
Международные контакты
Интернет-магазин
Карманные определители
Цветные таблицы
Компьютерные определители
Энциклопедии природы
Методические пособия
Учебные фильмы
Комплекты материалов
Контакты
Гостевая книга
Ссылки
Партнеры
Наши баннеры
Карта сайта

Видео-360 по экологии на нашем Youtube канале

Если Вам понравился и пригодился наш сайт - кликните по иконке "своей" социальной сети:

Объявления:

Международные дни наблюдений за птицами!
Союз охраны птиц России приглашает российских любителей птиц принять участие в акции и загрузить результаты своих наблюдений на www.biodat.ru Подробнее >>>

Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>

Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>

[ sp ] : ml об : { lf }

Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если Вы копируете материалы с этой страницы! Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использования и копирования материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
Пригодилась эта страница? Поделитесь ею в своих социальных сетях:

Минералы и горные породы России и СССР

<<< История понятия "минерал" | Содержание | Минеральные виды и разновидности >>>

Часть 1. Минералы. Что такое минералы

Современные представления о минералах

Действительное положение вещей оказалось куда более сложным, чем это веками представлялось минералогам, не вооруженным современными методами исследования. В минералогии произошел резкий качественный скачок, сопоставимый с тем, который вызвало в ней (и в петрографии) во второй половине XIX века применение поляризационного микроскопа.

Высокоразрешающие методы исследования со всей очевидностью продемонстрировали, что реальные минералы — отнюдь не такие простые и однородные по всему объему тела постоянного состава, какими их столь долго считали. Фактически огромное большинство выделений минералов представляют собой микрогетерогенные системы сложного строения, в которых следует различать основную матрицу минерала — "хозяина", действительно имеющую более или менее определенный состав в отношении главных компонентов (с поправками на вариации, обусловленные зональным и/или секториальным строением кристаллов) и характерную кристаллическую структуру, и заключенные в матрице разнообразные микровключения других минеральных фаз, а также жидкостей и газов.

Эти включения могут быть распределены в матрице равномерно или неравномерно, закономерно или беспорядочно по всему объему, либо сконцентрированы в отдельных зонах или секторах, т.е. пирамидах нарастания граней; они могли возникнуть раньше захваченными в ходе кристаллизации), одновременно с ней (т.е. попасть в нее в процессе совместной кристаллизации) или позже (в результате последующего вторичного изменения минерала).

Да и в самой матрице, при достаточно сложном ее составе, т.е. при наличии материальных частиц (атомов, ионов) разного сорта, они (чаще всего катионы) могут занимать строго определенные структурные позиции, как это имеет место в упорядоченной кристаллической решетке, или же располагаться с разной степенью беспорядка: в частично или полностью неупорядоченных структурах катионы одного сорта статистически распределены по разным, электростатически неэквивалентным позициям (с неодинаковым ближайшим анионным окружением, а иногда с различной локальной симметрией). Порядок — беспорядок в кристаллических структурах, даже при постоянном химическом составе минералов и одном и том же типе структуры, оказывает существенное влияние на их симметрию и многие физические (в частности, оптические) свойства.

Кроме того, в матрице реальных минералов всегда наличествуют всевозможные проявления несовершенства их кристаллической структуры по сравнению со структурой идеальных кристаллов: разнообразные структурные дефекты, различного рода дислокации, блочное и мозаичное строение, ростовые дефекты, ясно выраженное секториальное и/или зональное строение, радиационные и примесные (точечные) дефекты, смещение атомов (ионов) из их позиций в узлах решетки в междуузлия с возникновением катионных или анионных вакансий (свободных узлов) и т.д.

Практически постоянно фиксируемые в минералах современными физическими методами точечные дефекты вызваны вхождением в их структуру атомов (ионов) посторонних элементов-примесей, занимающих позиции в узлах кристаллической решетки, в междуузлиях, либо в структурных каналах и иных полостях. Иногда в такие каналы или полости входят молекулы воды. Структурные полости ископаемого льда, залегающего в районах нефтегазовых месторождений севера Тюменской области, в зоне вечной мерзлоты, заполнены молекулами метана 2.

Да и химический состав самой матрицы минералов оказался не таким уж стабильным: в разных месторождениях, особенно если они находятся далеко друг от друга, в различных регионах, относящихся к разным геохимическим провинциям (так называют крупные участки земной коры с разной геохимической специализацией, т.е. с повышенным или пониженным фоновым содержанием тех или иных химических элементов), матрица одного и того же минерала может содержать различные наборы элементов-примесей.

Состав матрицы несет на себе отпечаток провинциальных геохимических особенностей, а также типа месторождения, физико-химических (в первую очередь температурных) условий его образования и т.д. Даже в пределах одного месторождения один и тот же минерал, выделившийся на разных стадиях его формирования (или, как принято говорить, разные генерации этого минерала), равно как и один и тот же минерал, приуроченный к различным участкам месторождения, — верхним или более глубоким, центральным или фланговым его частям (в соответствии с вертикальной или горизонтальной зональностью месторождения), — обычно имеет несколько варьирующий состав матрицы (в том числе по соотношению основных компонентов). Изменяется (в частности, упорядочивается) в зависимости от условий образования и последующего существования (прежде всего — от термической истории, а также от взаимодействия с водой и другими летучими компонентами) кристаллическая структура матрицы многих минералов; происходят полиморфные превращения.

В результате массы подобных наблюдений, под давлением множества новых фактов принципиальную трансформацию претерпел сам подход к минералам. Из статического, чисто описательного он постепенно превратился в динамический. Минералы предстали перед их исследователями не как застывшие и неизменные, раз навсегда данные и внутренне однородные тела с постоянным составом и структурой, а как динамические микросистемы, чутко реагирующие на любые изменения условий окружающей среды, способные (конечно, до известных пределов) к ним адаптироваться и проявляющие тенденцию к направленному саморазвитию, отражающему влияние внешних и внутренних факторов.

Обобщая, можно сказать, что каждый минерал живет своей особой жизнью — зарождается, растет и развивается, подвергается различным изменениям и, наконец (хотя и далеко не всегда), разрушается и гибнет, уступая место другим минералам — продуктам его изменения, либо вовсе исчезает, оставляя после себя лишь пустоты выщелачивания на том месте, которое он прежде занимал.

Всего этого нельзя не учитывать, формулируя определение самого основополагающего понятия "минерал". Прежде всего оказывается необходимым четко представить себе, что подлежит определению — минеральный вид, т.е. первичный объект минералогической систематики, понятие в известной мере условное и абстрактное, или же минеральный индивид, т.е. минерал как физическое тело.

Понятие "минеральный вид" относится именно (и только) к той матрице реальных минералов, о которой было сказано выше. Она, тем более в несколько идеализированном виде (без такой идеализации и известного упрощения не может обойтись ни одна классификация, и уж подавно никакая систематика природных, т.е., как правило, весьма сложных объектов), представляется достаточно однородной и имеющей относительно стабильный состав и структуру, что делает возможным принять ее за основу при выделении минеральных видов.

Существующие минералогические классификации построены на кристаллохимическом принципе; в них неизбежно присутствуют элементы абстрагирования и схематизации, что прежде всего относится как раз к выделению минеральных видов. Большинство химических формул последних носит идеализированный и обобщенный характер; они включают только главные (или, как говорят, видообразующие) компоненты состава и итерируют второстепенные, которые, однако, применительно к реальным минералам могут в ряде случаев играть очень важную, зачастую определяющую роль (обычно это учитывается при выделении минеральных разновидностей). Коэффициенты в большинстве идеализированных химических формул минеральных видов округлены до целочисленных значений, что отражает несколько абстрактный и обобщенный характер как формул, так и самого понятия "минеральный вид".

Но минералами мы называем в повседневной практике также отдельные кристаллы или другие выделения реальных минералов — минеральные индивиды. Именно их характеризуют все отмеченные выше особенности состава и строения, которые должны найти отражение в дефиниции понятия "минерал", если иметь в виду минеральный индивид.

Существующие же дефиниции пытаются совместить в одном термине "минерал" двойственное представление о минералах — как о минеральных видах (включая разновидности) и как о минеральных индивидах; отсюда — неизбежная противоречивость всех подобных определений. Очевидно, что необходимо дать раздельные определения обеих ипостасей понятия "минерал"; конечно, название "минерал" применяется и к минеральным разновидностям (обобщенный термин, означающий разновидности минеральных видов), и к совокупностям реальных минеральных индивидов — мономинеральным агрегатам и кристаллическим сросткам. Но дефиниции этих терминов можно дать в порядке уточнения определений двух основных понятий — минерального вида и минерального индивида.

Если под названием "минерал" понимать минеральный вид, то его определение будет звучать примерно так: "Минералом (минеральным видом) называется химически и структурно индивидуализированное, как правило, твердое тело, относительно однородное по составу и свойствам, возникшее как продукт природных физико-химических процессов на поверхности или в глубинах Земли, Луны либо других планет и служащее основным первичным объектом минералогической систематики".

Если же попытаться определить понятие "минерал" как "минеральный индивид", то формулировка заметно изменится: "Минерал (минеральный индивид) есть физически и химически индивидуализированное, как правило, твердое тело ограниченной протяженности, отделенное от смежных подобных тел того же или иного состава непрерывными фазовыми поверхностями раздела, замкнутыми в пространстве, и представляющее собой в большинстве случаев сложно построенную микрогетерогенную систему, которая состоит из основной матрицы с распределенными в ней микровключениями, образовалась как продукт природных физико-химических процессов, протекающих на поверхности или в глубинах Земли, Луны либо других планет, и обычно служит составной частью горных пород, руд и метеоритов ".

Как видим, во втором определении ссылка на относительную однородность минералов не только опущена, но и заменена прямо противоположным по смыслу указанием на микронеоднородность большинства реальных минералов. Термин "минеральный вид" можно рассматривать как обобщенный, обозначающий совокупность всех минеральных индивидов, аналогичных по составу и структуре, но с поправкой на обязательные в классификационных целях схематизацию и упрощение.

<<< История понятия "минерал" | Содержание | Минеральные виды и разновидности >>>

Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран - минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, травянистых растений (цветов), ягод и других дикорастущих сочных плодов, водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихся (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также млекопитающих (зверей), - можно в разделе Природа России нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира - фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.

Панорамный фильм по экологии (VR-360) на нашем Youtube канале

Поделиться/Share:

: ml :

Порекомендуйте нас в "своих" социальных сетях:

- share this page with your friends!

Панорамный фильм по экологии (VR-360) на нашем Youtube канале