Юбельт. Определитель минералов. Определитель минералов
 Скачать 1.68 Mb.
|
Р. Юбельт ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МИНЕРАЛОВ (Rudolf Jubellt. Mineral Bestimmungsbuch) Редакция литературы по вопросам геологических наук © 1976. VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, Deutsche Demokratische Republik ОТ РЕДАКЦИИ Минералы — природные соединения химических элементов — с незапамятных времен вызывали большой интерес. Еще в каменном веке такие минералы, как халцедон, нефрит, обсидиан, помогали человеку добывать пищу и огонь. Звучное латинское слово minera, образующее корень нынешнего слова «минерал», обозначало руду — камень, дающий металл. Значение минералов как сырья, используемого для выплавки металлов, составляющих основу промышленного производства, исключительно велико. Многие минералы применяются в качестве огнеупорных, керамических, изоляционных, красящих и других материалов в различных отраслях народного хозяйства. v Однако человека привлекала и привлекает не только возможность промышленного использования тех или иных минералов: издавна его изумляла и восхищала красота природного камня. Стойкая, сочная окраска минералов, их удивительная естественная огранка — одно из ярких проявлений гармонии в природе. В последнее десятилетие во всем мире интерес к природному камню чрезвычайно возрос. Коллекции минералов создаются при учебных заведениях, краеведческих музеях, геологических управлениях, на крупных рудниках. Необычайной популярностью пользуется индивидуальное коллекционирование минералов. В этой связи большой интерес представляет книга доктора естественных наук Р. Юбельта, выдержавшая на родине автора, в ГДР, уже два издания. Основным достоинством этой книги, знакомящей читателя с миром минералов, является сочетание ее небольшого объема с высокой информативностью. Книга состоит из двух частей. В первой автор в доступной пониманию неспециалистов форме знакомит читателя с основами минералогии. Как, в ходе каких геологических процессов образуются минералы? Каковы их физические свойства: кристаллическая форма, цвет, блеск, степень прозрачности? Какие из этих свойств наиболее важны для диагностики и какие методы применяются для определения минералов? Каков химический состав минералов и какова их внутренняя структура? В книге показано, что именно внутреннее строение минералов обусловливает их внешний облик и физические свойства. Особое внимание уделено наиболее сложному для непосвященного читателя разделу — кристаллографии, который написан известным кристаллографом проф. В. Шмицем. Весьма информативная вводная часть подготавливает читателя к восприятию второй части, в которой заключено основное содержание книги. Здесь в алфавитном порядке —«от А до Я» — описаны 205 минералов и кратко охарактеризованы их основные разновидности, приведены основные сведения не только о наиболее распространенных минералах, таких, как кварц и полевые шпаты, пироксены и амфиболы, или о минералах, имеющих большое народнохозяйственное значение, но и о ряде природных образований, редко встречающихся, но ценных с точки зрения коллекционеров, таких, например, как крокоит или ильваит. Пользование книгой как определителем-справочником облегчается четкой рубрикацией описания каждого минерала, а также диагностическими таблицами, данными в приложении к книге. Следует отметить некоторые особенности книги, обусловленные тем, что авторы адресовали ее в первую очередь немецкому читателю. Так, районы распространения месторождений охарактеризованы в самых общих чертах, и масштабными единицами являются горные хребты, провинции, штаты или страны в целом. Лишь для обоих германских государств (ГДР и ФРГ) и в ряде случаев для их непосредственных соседей —ЧССР, Швейцарии, Австрии, Польши —указаны конкретные районы локализации месторождений и местонахождения минералов. Некоторое несовпадение русской и немецкой научной терминологии заставило в ряде случаев дать подстрочные пояснения. Формулы минералов приведены по автору. Безусловно, настоящая книга будет интересна и полезна минералогам, студентам геологических вузов, специалистам смежных профессий, а также коллекционерам-любителям, тем более что она составляет единое целое с изданной в 1977 г. на русском языке книгой Р. Юбельта и П. Шрайтера «Определитель горных пород» и как бы продолжает знакомить читателя с многоцветным и увлекательным миром камня. К ЧИТАТЕЛЯМ Определитель минералов адресован любителям минералогии и петрографии, а также всем, кто проявляет интерес к этим областям знания. Вместе с тем книга представляет собой карманный справочник по минералогии, позволяющий самостоятельно определять важнейшие и наиболее распространенные минералы (всего около двухсот) по внешним признакам и с помощью простейших приемов. Наряду с другими сведениями книга содержит информацию о хозяйственном значении многих минералов, находящих применение в качестве минерального сырья для получения металлов, в химической, керамической и других отраслях промышленности. Во вводном разделе рассмотрено происхождение минералов и на нескольких примерах (Рудные горы, Гарц) показано, какие закономерности вещественного состава и какие геологические условия определяют местонахождение тех или иных минералов и их групп. Книга богато иллюстрирована цветными и черно-белыми фотографиями, а также штриховыми рисунками, что облегчает определение, распознавание и поиски минералов. За основу при описании минералов взят курс минералогии А. Г. Бетехтина [1], пользующийся международным признанием. Построенная в форме словаря определительная часть книги содержит описания отдельных минералов, названия которых расположены в алфавитном порядке и даны в соответствии с международной минералогической номенклатурой. Каждое описание включает следующие данные: название и химический состав минерала; свойства минерала — цвет, блеск, прозрачность, цвет черты, твердость, плотность, излом, спайность, кристаллографическая сингония; форма кристаллов или кристаллических выделений; структура кристаллической решетки минерала; совместно образующиеся (сопутствующие) минералы; минералы, близкие по некоторым признакам (сходные минералы); химическое поведение минерала в пламени паяльной трубки (сокращенно п. тр.) и поведение в кислотах. Сведения о практическом применении минералов включают данные об их происхождении и месторождениях или местонахождении. Для облегчения определения минералов по внешним признакам к книге прилагаются три таблицы, в которых приведены главнейшие свойства минералов — цвет, блеск, твердость, цвет черты, спайность и др. Владельцам этого карманного справочника, желающим глубже вникнуть в науку о минералах, можно рекомендовать упомянутый выше учебник А. Г. Бетехтина. Другие указания можно извлечь из списка литературы в конце книги. Р. Юбельт ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Первое издание этого маленького определителя минералов встретило хороший прием и получило положительную оценку. С учетом пожеланий читателей во втором, переработанном издании книги увеличено число описаний минералов и расширен набор диагностических признаков и свойств отдельных минералов (приводятся класс симметрии кристаллов и отношение осей). Лучшему пониманию зависимости между внешним обликом минералов и внутренним строением их кристаллов способствуют дополнительные пояснения, касающиеся кристаллографических свойств минералов. Соответствующий раздел составлен д-ром В. Шмицем, которому автор приносит сердечную благодарность за сотрудничество. Эта небольшая книга, рассчитанная на коллекционеров и любителей камня, преследует цель приобщить широкий круг читателей к красоте и многообразию мира минералов. Вместе с тем в ней подчеркнуто значение отечественных минералов как основных компонентов полезных ископаемых и сырья для народного хозяйства. для чего указаны многочисленные области применения минералов в промышленности. Автор и издательство будут признательны за критические замечания, направленные на улучшение второго издания книги. Р. Юбельт ВВЕДЕНИЕ В МИНЕРАЛОГИЮ Минералогия относится к числу наук, занимающихся изучением вещества земной коры; это одна из отраслей геологических наук. Слово «минерал» происходит от латинского minera, что означает вести горные разработки, заниматься горным делом, т. е. рыть канавы или закладывать шахты для добычи минералов и горных пород, которые в той или иной степени практически использовались прежде и в гораздо большем объеме находят применение в настоящее время. Ныне под минералами понимают (за немногими исключениями) кристаллические компоненты твердой земной коры, имеющие однородный состав. В настоящее время известно около 2000 минеральных видов, установленных с научной достоверностью. Однако в своем большинстве они встречаются редко, и в формировании твердой земной коры принимают существенное участие лишь относительно немногие минералы. Естественная форма минерала — это кристалл. Лишь некоторые минералы не являются кристаллическими веществами. В физическом смысле они относятся к бесформенным, или аморфным, телам, как, например, опал — гель кремнезема, имеющий химический состав SiO2xH2O. Наряду с аморфными минералами существуют также весьма мелкие кристаллические образования, распознаваемые лишь под микроскопом. Они называются скрытокристаллическими (криптокристалличе-скими); примером образования скрытокристаллического вещества может служить переход геля кремнекислоты (опала) вследствие потери воды в минерал халцедон. Под названием «рудные минералы» понимают минералы, из которых можно получать металлы, например золото, платину, серебро, медь, железо, хром, никель» марганец, цинк, свинец, сурьму, алюминий и др. Начало образования минералов относится ко времени возникновения твердой земной коры, т. е. 4—5 млрд. лет назад. В процессе охлаждения раскаленного вещества Земли кристаллизовались первые породообразующие минералы. Тонкая вначале земная кора становилась в ходе длительного развития Земли все толще. Ее средняя мощность составляет ныне около 40 км. Неоднородная в химическом и физическом отношении Земля состоит из ряда земных оболочек (сфер), о вещественном (химическом) составе которых мнения ученых до сих пор расходятся. В самом общем виде принимается, что Земля состоит из трех оболочек, резко различающихся между собой по вещественному составу и физическим свойствам, причем внешняя оболочка, или литосфера, в свою очередь характеризуется дифференцированным многослойным строением. Разграничение оболочек производится на основании результатов геофизических (сейсмических) и геохимических исследований. Минералообразующие процессы определяются химическим составом земной коры и характером распределения в ней элементов. К области земной коры, состоящей из сиаля (гранитного слоя), сиальмы (переходного слоя) и симы [перидотит-габбрового(базальтового) слоя], относятся атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (океаны, свободная вода, снег и лед) и биосфера (органические вещества, а также минеральные вещества панцирей и скелетов животных). Из 102 химических соединений, составляющих периодическую систему элементов, лишь немногие широкораспространены в земной коре. Как следует из диаграммы рис. 2 (по А. Г. Бетехтину), самыми распространенными элементами являются кислород (О), кремний (Si), алюминий (А1), железо (Fe), кальций (Са), натрий (Na), калий (К), магний (Mg), водород (Н), титан (Ti), углерод (С) я хлор (С1). На долю всех остальных элементов приходится лишь несколько десятых массового процента. Большинство элементов земной коры входит в состав химических соединений. Самородные элементы, например платина, золото, серебро, мышьяк, сера, встречаются редко. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ (MASON, I958)
 Риc. 1, Зональное строение Земли и физические свойства вещества зон. 1 — плотность и давление; 2 — скорость распространения сейсмических волн (Vt — скорость поперечной волны, V1 — скорость продольной волны) и температура; 3 — сектор Земли. Химическое и геохимическое своеобразие земной коры обусловливает предпочтительное образование тех или иных соединений. Частота вхождения химических элементов в состав минералов в целом соответствует их распространенности в земной коре. Многообразие строения и размеров атомов (атомный радиус, катионный и анионный радиусы при разной валентности элементов) обусловливает многочисленность минеральных видов. Мир минералов литосферы и атмосферы систематизирован в химическом отношении и расчленен на основании данных о тонкой атомной структуре на более дробные подразделения. В 1965 г. X. Штрунц разделил минералы на кристаллохимической основе на восемь классов. I класс: элементы (а также природные сплавы, карбиды, нитриды, фосфиды), например серебро, золото, ртуть, мышьяк, сурьма, висмут, графит, алмаз, сера, селен, теллур и др. II класс: сульфиды (а также селениды, теллуриды, арсениды, антимониды, бисмутиды), например пентландит, сфалерит, халькопирит, галенит, ковеллин, пирит, молибденит, прустит, борнит, реальгар, аурипегмент и др. ВАЖНЕЙШИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ
III класс: галогениды, например галит, сильвин, карналлит, криолит и др. IV класс: окислы, гидроокислы, например лед, куприт, шпинель, магнетит, хромит, гематит, корунд, кварц, ильменит, вольфрамит1, гидраргиллит, диаспор, гётит и др. [Вольфрамит чаще описывается вместе с другими вольфрама-тами, т. е. в VI классе.] V класс: нитраты, карбонаты, бораты, например калиевая селитра, кальцит, магнезит, сидерит, доломит, арагонит, церуссит, азурит, малахит, людвигит, борацит и др. VI класс: сульфаты (а также теллураты, хроматы, молибдаты, вольфраматы), например ангидрит, гипс, барит, кизерит, полигалит, каинит, крокоит, вульфенит. VII класс: фосфаты, арсенаты, ванадаты, например монацит, лазулит, вивианит, вавеллит, бирюза, апатит и др. VIII класс: силикаты, например силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4 (незосиликаты, ортоси-ликаты)—оливин, топаз, дистен, андалузит, силлиманит, ставролит, гранат, аксинит и др.; с изолированными группами [Si2O7]e (соросиликаты)—эпидот, цоизит; с кольцевыми анионными радикалами (циклосиликаты) — берилл, кордиерит, турмалин и др.; с бесконечными цепочками тетраэдров [SiO4]4 (шюсиликаты)—пи-роксены, амфиболы, родонит и др.; с бесконечными слоями тетраэдров [SiO4]4 (филлосиликаты)—тальк, мусковит, биотит, циннвальдит, хлориты, каолинит и др.; с бесконечными трехмерными каркасами тетраэдров [(SiAl)O4] (тектооиликаты) —полевые шпаты, лейцит, анальцим, нефелин, цеолиты и др. Каждый минерал имеет определенный химический состав, находящий свое выражение в химической формуле. Последняя содержит в виде сокращенных символов названия входящих в состав соединения элементов, таких, как железо (Fe), марганец (Мп), никель (Ni), сера (S), кремний (Si), кислород (О), водород (Н), углерод (С), кальций (Са), натрий (Na), хлор (С1) и т. д. |