Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (МИ)». Страница 73

  По плотности М. подразделяются на: лёгкие (до 2500 кг/м 3 ), средние (от 2500 до 4000 кг/м 3 ) — преобладающая масса М., тяжёлые (от 4000 до 8000 кг/м 3 ) и весьма тяжёлые (более 8000 кг/м 3 ). Плотность М. зависит от массы атомов или ионов, входящих в кристаллическую структуру, и характера их упаковки, а также от присутствия в М. добавочных анионов (OH- , F- и др.) и воды.

  Механические свойства включают твёрдость (см. Твёрдость минералов ), хрупкость, ковкость, спайность (см. Спайность минералов ), отдельность (см. Отдельность минералов ), излом, гибкость, упругость. При диагностике обычно определяется относительная твёрдость М. в соответствии с Мооса шкалой .

  Спайность — весьма совершенная, совершенная, средняя (ясная), несовершенная (неясная) и весьма несовершенная — выражается в способности М. раскалываться по определённым направлениям (параллельным сеткам кристаллической решётки с наибольшей ретикулярной плотностью атомов и наименьшей силой сцепления между ними). Излом (ровный ступенчатый, неровный, занозистый, раковистый и др.) характеризуют поверхности раскола М., произошедшего не по спайности.

  Оптические свойства (см. Кристаллооптика ) — цвет минералов , блеск, степень прозрачности, светопреломление, светоотражение, плеохроизм — могут быть изучены на отдельных участках зёрен М. с помощью оптической микроскопии в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

  Блеск М. (металлический, полуметаллический и неметаллический — алмазный, стеклянный, жирный, восковой, шелковистый, перламутровый и др.) обусловлен количеством отражаемого от поверхности М. света и зависит от его показателя преломления. По прозрачности М. разделяются на прозрачные, полупрозрачные, просвечивающие в тонких осколках и непрозрачные. Количественное определение светопреломления и светоотражения М. возможно только под микроскопом, равно как и определение плеохроизма. Большинство других физических свойств М. (люминесцентные, магнитные, электрические, радиоактивные и др.) рассматривается в специальных статьях (см. Люминесценция , Магнетизм , Пьезоэлектричество , Радиоактивные минералы ). В современной минералогии возникло и успешно развивается особое направление — физика минералов.

  Диагностика М. производится предварительно в полевых условиях главным образом по внешним физическим признакам — форме выделения и их окраске, облику и характеру симметрии кристаллов, цвету черты, блеску, спайности, излому и относительной твёрдости. С помощью магнитной стрелки компаса определяются ферромагнитные минералы (магнетит, пирротин). Карбонаты легко диагностируются по «вскипанию» с HCl. Иногда используются качественные химические реакции. Существуют специальные определители, позволяющие по этим данным относить обнаруженный М. к определённому минеральному виду. Многие М. (например, глинистые) в полевых условиях диагностировать нельзя. В лабораторных условиях элементный состав М. определяют методами классического химического анализа, а также эмиссионного или атомно-адсорбционного спектрохимического анализа. Прозрачные и просвечивающие М. исследуют в проходящем свете с помощью поляризационного микроскопа, непрозрачные М. изучают в отражённом свете на специальных микроскопах. Точная диагностика ряда М. производится с помощью рентгенограмм. Тонкодисперсные М., которые показывают нечёткие линии на рентгеновских порошкограммах (дебаеграммах или дифрактограммах), исследуют электронографическим методом под электронным микроскопом. Для быстрой диагностики некоторых люминесцирующих М. (например, шеелита) применяют специальные приборы — люминоскопы. Для решения вопроса о форме вхождения воды в состав М. используют термический анализ (дифференциальные кривые нагревания, кривые потери веса), инфракрасную спектроскопию, ядерный магнитный резонанс, а для определения формы вхождения элемента-примеси в состав минерала — рентгеновский микроанализатор с электронным зондом, электронный парамагнитный резонанс; в некоторых случаях применяются люминесцентные и радиографический (для U и Th) методы.

  Явления структурного упорядочения М. и политипии изучаются методами рентгеновской дифрактометрии и электронографии.

  Условия нахождения и образования. По распространённости в природе все М. разделяют на породообразующие и рудообразующие (принимающие существенное участие в составе горных пород или руд), второстепенные, или акцессорные (при содержании не более 1 %), редко встречающиеся и весьма редкие, обнаруженные только в единичных случаях. Такое разделение условно, поскольку М., чрезвычайно редко образующиеся в одних природных процессах, оказываются широко распространёнными в других геологических условиях.

  Каждый М. имеет свою историю развития, возникая в конкретных геолоигческих и физико-химических условиях вследствие определённых природных геохимических процессов. В своём развитии М. проходит стадию зарождения, роста и изменения. Эволюция минеральных индивидов и агрегатов во времени, охватывающая все указанные стадии, объединена советским учёным Д. П. Григорьевым (1961) под названием онтогении М. Зарождение М. может происходить из различных по фазовому состоянию сред (расплава, раствора, газа) во взвешенном состоянии или на каком-нибудь субстрате. В процессе роста М. изоморфно или механически захватывает примеси, находящиеся в минералообразующей среде (вследствие чего возникает зональное строение М.), и жидкие, газово-жидкие и газовые включения самой среды. При изменении физико-химической обстановки (например, падение температуры, увеличение давления, приток новых растворов и т. д.) могут происходить следующие явления: а) деформации, приводящие к механическому двойникованию, появлению дислокаций, мозаичного и блочного строения; б) растворение М., о котором свидетельствуют специфические фигуры на гранях; в) полиморфные превращения; г) распад твёрдых растворов; д) перекристаллизация; е) процессы химического изменения, приводящие к замещению одних М. другими. Если при этих замещениях сохраняется внешняя форма ранее существовавшего М., возникают псевдоморфозы (например, лимонита по пириту). Псевдоморфозы, у которых первичный и образующийся по нему вторичный М. представлены полиморфными модификациями одного состава, называют параморфозами (например, сфалерита по вюртциту, графита по алмазу). Возникая вследствие различных реакций, любой М. не встречается изолированно, а всегда сопровождается другими М. Эти минеральные ассоциации, закономерно образующиеся в ходе единого процесса, ограниченного в пространстве и во времени и протекающего в определенных физико-химических условиях, называются парагенезисом минералов или парагенетическими ассоциациями. Количество возможных устойчивых М. в парагенетической ассоциации определяется минералогическим правилом фаз . Поскольку природные процессы протекают в условиях меняющихся температуры, давления и концентрации компонентов, то в ходе их развития одни парагенетические ассоциации М. закономерно сменяются другими. Исследование возникающих ассоциаций М. с помощью физзико-химических диаграмм (состав — парагенезис) является основой парагенетического анализа, разработанного сов. учёным Д. С. Коржинским. Этот метод позволяет предсказывать нахождение М. в той или иной ассоциации, а также выделять различные стадии процесса минералообразования. М. может встречаться на одном месторождении в разных парагенетических ассоциациях, т. е. выделяться на разных стадиях. Такие разновременные выделения одного и того же М. называются генерациями. Являясь продуктом природных реакций, М. причинно связан с образующей его средой, её фазовым состоянием и физико-химичскими параметрами. Всё это отражается на составе и свойствах М., который приобретает на каждой стадии развития процесса минералообразования свои специфические типоморфные черты. Под типоморфизмом понимают сумму химических, структурных и физических признаков М., связанных причинно-следственными отношениями со средой, в которой М. образовался. Типоморфными могут быть как сами минералы или их парагенезисы, так и отдельные их признаки. Типоморфные особенности М. можно использовать для установления генезиса М., а также как поисковые признаки при геологоразведочных работах.

  М. возникают при эндогенных, экзогенных и метаморфогенных процессах. Современное понятие «генезис минералов» включает характеристику ряда явлений, обусловливающих возникновение М., в том числе: а) химизм процесса минералообразования; б) фазовое состояние среды минералообразования; в) физико-химичские параметры системы, при которых происходило возникновение М. (температура, давление, активность компонентов, кислородный потенциал, режим основности — кислотности); г) механизм зарождения, роста и развития М., в частности способ его образования (свободная кристаллизация, метасоматическое развитие, перекристаллизация, раскристаллизация гелей и др.); д) процессы последующего изменения М. и явления метаморфизма; е) источник вещества.