Вивчаємо Сподумени, Самоцвіти, Мінерали

Каменесамоцвітна сировину - ювелірні, ювелірно-виробні і виробні камені, використовувані для виробництва прикрас і художніх виробів прикладного значення. До камнесамоцветному сировини відносять іноді колекційні декоративні матеріали.

Самоцвіти (від рос. Сам і Кольоровий) - дорогоцінні, напівкоштовні камені (мінерали і гірські породи), що знаходять застосування в якості ювелірного і виробного сировини. Як правило, прозорі або напівпрозорі. Термін самоцвіти носить історично-побутовий характер, він не відноситься до наукової термінології і не є строгим. В різний час в повсякденній мові й мови різних фахівців міг ставитися і до просвітчастим або непрозорим камінню, або використовуватися для поділу за категоріями кольорових-безбарвних, огранювальних-декоративних, дорогоцінних-виробних каменів. Термін застосовувався на Уралі з XVIII століття, згадувався М. І. Пиляева, але широко введений в практику завдяки роботам А. Е. Ферсмана. За класифікацією Ферсмана, самоцвітами є прозорі камені, незалежно від віднесення їх до категорій дорогоцінних або виробних; непрозорі ж мінерали і породи відносяться до «кольоровому камінню».

Каталог зелених каменів і мінералів

Амазонит	берил	верделит	Геліодор
Геліотроп	гроссуляр	Діопсид, хромдіопсид	демантоид
жадеит	Котяче око хризоберил	малахіт	нефрит
празем	Серафін	Серпентин (змійовик)	уваровит
хризоліт	хризопраз	Епидот (яшма)	Коніхальціт (отрута)

Каталог червоних і темно-рожевого каміння

Кіновар (отрута)	корали	Піроп (гранат)	Рубін (корунд)
рубеллит	турмалін	шпінель	Евдіаліт (!!)

Каталог синіх і темно-блакитних каменів

Агат	Азурит	Аквамарин	Апатит
бірюза	Говлит, Каулом	дюмортьерит	Лазурит
сапфір	Содалит	Топаз	Целестин (отрута + радіація)

Каталог популярних каменів групи кварцу

Аметист

Горний Кришталь

Раухкварц

цитрин

Каталог оригінальних каменів і мінералів

Галіт (отрута)

Моріон

пірит

ставроліт

Самородні елементи. Далеко не всі елементи зустрічаються в природі у вільному вигляді як "самородні". Легкість, з якою метали і неметали вступають в з'єднання з іншими елементами, особливо з киснем, обумовлює їх перебування в земній корі майже виключно у зв'язаному вигляді, в складі різних з'єднань. Тому іноді можна витягувати будь-якої елемент за допомогою порівняно простих операцій і потім використовувати в техніці; І бувало, що потрібно складний і дорогий процес виділення елемента із з'єднань за допомогою комплексу методів. Мало хто елементи, що зустрічаються в природі в самородному вигляді, позбавляють від труднощів, пов'язаних з відділенням їх від інших компонентів (наприклад, як у випадку з благородними металами, в тому числі і платиною), і від негативних впливів на навколишнє середовище, з якими доводиться стикатися при роботі з деякими елементами, будь то метали або неметали. Абсолютно винятковий випадок являє собою залізо, яке потрапляє в земну кору в самородному вигляді в складі метеоритів.

Сульфіди включає в себе сульфіди (з'єднання металів і сірки S) та інші сполуки, споріднені з ними: селеніди, теллуріди, арсеніди (отруйні сполуки з миш'яком As), антімоніди і вісмутіди. Сюди відносяться безкисневі сполуки, що утворюються при комбінації різних металів з сіркою, селеном, телур (мають хімічні властивості неметалів) і з напівметал - миш'яком, сурмою і вісмутом. В даний час відомо близько 400 мінеральних видів, що відносяться до даного класу. Однак в основному вони зустрічаються в незначних кількостях і представляють виключно науковий інтерес. Але ті з них, які тут описані, мають економічне значення. Різні сульфіди являють собою важливий і часто єдине джерело отримання елементів, що мають надзвичайну практичну цінність і необхідних для промисловості. Кольорові метали, такі як мідь, свинець, цинк, ртуть, молібден, срібло і багато рідкісних метали (телур, селен, германій, іридій та ін.) Отримують в основному при переробці сульфідів.

Галогеніди (або галоїди) - хімічні сполуки, що утворилися при поєднанні галогенів і металів. У природі найбільш поширений галоген - хлор, за ним слід фтор. Бром і йод більш рідкісні. Хлориди і фториди представлені цілим рядом мінералів, в той час як бромидов і иодидов в природі мало. Бром входить тільки до складу одного, досить рідкісного мінералу - бромаргіріта, а иодидов відомо три мінеральних виду. Фториди зустрічаються в гідротермальних жилах (флюорит) або, значно рідше, в пегматитах (кріоліт).
Хлориди більш численні і включають в себе ряд досить поширених мінералів. Вони утворилися в результаті випарювання вод древніх морів або солоних озер (галіт - кухонна сіль, карналлит) і, на відміну від флюориту, відсутні серед жильних мінералів. Серед продуктів діяльності деяких вулканів також можна виявити деякі хлориди, як порівняно поширені (галіт), так і більш рідкісні види. Значна кількість хлоридів утворюється при вивітрюванні рудних мінералів під впливом атмосферних факторів. Серед металів з хлором найчастіше зв'язуються срібло (кераргирит), свинець, ртуть і мідь (атакаміт).

Оксиди і гідрооксиди. Кисень - елемент, дуже поширений в земній корі. Тому він присутній в якості основного компонента в більшості мінералів. Найбільш часто він одночасно пов'язаний з двома і більше елементами, один з яких є неметаллом, як, наприклад, сульфат кальцію (CaSO4, який утворює гіпс і ангідрит. З точки зору хімії це речовина розглядається як сіль сірчаної кислоти (H2S0J, а не як оксид . Оксидами є ті сполуки (в нашому випадку мінерали), які утворилися при зв'язуванні кисню з одним з елементів, переважно металом (як, наприклад, корунд - Аl2О3), а також з декількома елементами, за умови, що ці сполуки не можна вважати типовими солями . Багато мінерали, скажімо, перовскит (CaTiO3) або шпінель (MgAl2O4), в одних класифікаціях розглядаються як оксиди, а в інших - як титанати і алюмінати. гідрооксидами від інших мінералів розглянутого класу відрізняються присутністю, на місці кисню, гідроксильної групи ОН.

Шпінелі (оксиди). Група шпинелей включає оксиди із загальною формулою Х У ₂ O _4, де Х і У представляють метали, відповідно двовалентні (магній, залізо, цинк і марганець) і тривалентні (алюміній, залізо і хром). Найрізноманітніші метали можуть з'єднатися в одному мінералі. У природі чисті сполуки дуже рідкісні. Кристалізуються шпінелі в кубічноїсингонії, дуже часто спостерігається двойникование. Багато шпінелі є первинні продукти кристалізації магми і тому присутні в багатьох інтрузивних породах. Вони часто й в метаморфічних породах. Найбільш поширені шпінелі: власне шпінель, магнетит, хроміт, Франклін, Ганіта.

Карбонати. Серед численних мінералів, що складають літосферу, карбонати иг-рают важливу роль з точки зору мінеролог, петрографії і промислового освоєння. Вони входять до складу багатьох осадових, метаморфічних і магматичних порід. Карбонати є основними компонентами, по-перше, вапняків, що складаються головним чином з кальциту (карбонату кальцію); потім доломіту, складених карбонатом кальцію і магнію; нарешті, кристалічних мраморов, первинно осадових, але перетворених метаморфічними процесами, в результаті чого їх первісна структура змінилася в процесі повної перекристалізації карбонату кальцію. Карбонати широко використовуються в промисловості. Вони застосовуються як будівельні матеріали, в тому числі і оздоблювальні; як сировина для кераміки і в якості вогнетривів. Карбонати є також рудами багатьох металів, у тому числі заліза, магнію, цинку, марганцю, свинцю, барію та ін.

Сульфати характеризуються присутністю у формулі групи SO4. До того ж класу віднесені теллуратов, хромати, молібдати і вольфрамати (тільки на місці S присутні Ті, Cr, Мо і W). Що стосується їх походження, можна відзначити, що деякі мають гідротермальний генезис або утворилися при ексгаляціях (парогазових викидах) вулканів. Інші мають осадочні походження, в основному морське, треті являють собою вторинні освіти. Сульфати надзвичайно широко поширені в природі. Теллуратов і хромати виключно рідкісні. Молібдати і вольфрамати, яких приблизно п'ятнадцять, щодо більш поширені. Мінерали цієї групи не є породообразующими. Виняток становлять гіпс і ангідрит, що складають величезні за площею товщі, мономінеральні за складом.

Фосфати. У цій категорії, крім фосфатів (мінералів, що містять групу PO4), описуються також арсенати і ванадати (мінерали, що містять групи AsO4 і VO4. Між цими сполуками існують перехідні форми - від фосфатів до арсенатів, від арсенатів до Ванадат і, рідше, від ванадатов до фосфатів. в земній корі первинний фосфор присутній в основному в складі апатитів, який поширений майже у всіх магматичних породах, в пегматитових жилах і в деяких рудних родовищах. Процеси вивітрювання, розчинення і перенесення забезпечують накопичення фосфатів в грунтах і морській воді. Живі організми витягують з них фосфор, який необхідний для їх існування. Скупчення останків організмів і їх екскрементів представляють собою поклади великого промислового значення. Арсенати і ванадати - в основному вторинні мінерали, що утворюються в родовищах комплексного складу, збагачених сульфідами, головним чином миш'яку і кобальту.

Силікати. Велика частина літосфери складається з силікатів - дуже поширених мінералів як серед вивержених, так і серед метаморфічних і осадових порід. Їх значення велике не тільки з мінералогічної (в тому числі як вироблених, декоративних і ювелірних каменів) і петрографічної точки зору, але і з точки зору сировини для різних галузей промисловості. До складу силікатів завжди входить кремній, що поєднується з іншими елементами, такими як кисень, алюміній, залізо, марганець, магній, кальцій і багато інших. Вони дають початок безлічі мінералів, нерідко дуже складних за складом, на які часто можна легко визначити, навіть не використовуючи сучасні досить досконалі методи дослідження. Вище вже було зазначено, що кремній входить до складу декількох різних модифікацій кремнезему, представлених кварцом, трідіміта і кристобалита. Вони розглянуті в цій книзі як оксиди, але ряд авторів відносить їх до класу силікатів через велику схожість їх структур зі структурами тектосілікатов.

У структурному відношенні в кристалічній решітці силікатів кожен іон кремнезему Si розташовується в центрі тетраедра, на кожній з чотирьох вершин якого знаходиться іон кисню О2. У сукупності іон кремнезему і чотири навколишніх його іона кисню є радикал, або комплексний аніон - тетраедричних групу SiO4 +. Вона є основним структурним елементом всіх силікатів. Тетраедри в структурі можуть перебувати ізольовано - як у випадку незосілікатов; але можуть і об'єднуватися різним чином, створюючи інші комплексні радикали. Комбінація тетраедрів служить основою класифікації, наведеної нижче. З'єднання тетраедрів відбувається за допомогою загального для двох сусідніх тетраедрів іона кисню. У ситуації, коли всі чотири іона кисню в тетраедра є загальними для нього і сусідніх тетраедрів, вільних валентностей більше не залишається. Тоді жоден катіон не в змозі приєднатися до комплексного радикалу, якщо тільки один або більше іонів тривалентного алюмінію НЕ буде замість один або більше іонів чотирьохвалентного кремнію, звільняючи, таким чином, додаткову негативнувалентність. Алюміній в силікату може грати двояку роль. Якщо він входить до складу тетраедрів, т. Е. Є частиною анионного радикала, ми маємо справу з алюмосилікатом. Якщо він виступає в ролі внететраедріческого катіона, то мова йде про силікаті алюмінію. Якщо ж алюміній виконує одночасно обидві ці ролі, то ми говоримо про алюмосиликате алюмінію. У складній кристалічній решітці силікатів присутні часто невластиві їй додаткові аніони, які виконують завдання компенсації вільних валентностей. Часто присутня вода, як у вигляді гідроксилу, так і в молекулярній формі. В останньому випадку вона заповнює канали кристалічної решітки, але її зв'язку з гратами дуже слабкі.

Згідно з новітніми науковими уявленнями про структуру силікатів, вони, відповідно до способом угруповання тетраедрів SiO4, поділяються на наступні підкласи:
Незосілікати (ортосілікати) - силікати з ізольованими або незалежними тетраедрами.
Соросілікати (діоортосілікати) - силікати з ізольованими групами Si2O7.
Ціклосілікати (кільцеві силікати) - силікати з тетраедрами, об'єднаними в кільця трикутної, чотирикутної або шестикутної форми.
Іносілікати (ланцюгові силікати) - силікати з тетраедрами, з'єднаними в прості або подвійні ланцюжки.
Філлосілікати (шаруваті силікати) - силікати з тетраедрами, об'єднаними в шари.
Тектосілікати (каркасні силікати) - силікати з тетраедрами, з'єднаними у вигляді тривимірних будівель.

Гранати (силікати). Група досить поширених в природі мінералів, нерідко з працею відмітних один від одного. Їх узагальнену формулу можна записати так: X3Y2 (Si04) 3, де X означає кальцій, магній, двовалентне залізо і марганець; Y - алюміній, тривалентне залізо, хром, титан, цирконій і ванадій. Гранати кристалізуються в кубічноїсингонії, дуже часто у вигляді добре сформованих кристалів, позбавлених спайности. На основі присутності в хімічному складі тривалентних елементів їх можна розділити на наступні ряди: алюмосодержащіх гранати (піроп, альмандин, спессартин, гроссуляр); залізовмісні гранати (Fe3 +) - Кальдера, андрадит; хромсодержащий гранати (уваровит), гранати, що містять титан, цирконій і ванадій (кімцеіт, Голдманн).

Епідотом (силікати). Епідотом є дуже важливими мінералами з точки зору петрографії: будучи поширеними елементами вивержених і метаморфічних порід, вони утворюють ізоморфні ряди мінеральних видів, кожен з яких вказує на генезис тієї породи, в якій він виявлений. Два головних епідоту - це кліноцоізіт і власне епідот. У першому поєднуються кальцій і алюміній, в другому алюміній частково заміщений залізом. До групи входять також П'ємонт і алланіт, які є відповідно марганцевоноснимі і церійсодержащімі епідотом. Крім того, цоизит, що представляє собою гетероморфний аналог кліноцоізіта (він кристалізується в інший сингонії - ромбічної замість моноклінної), також відносять до епідот. Тут він описаний у вигляді доповнення до цієї групи.

Піроксени (силікати). Група пироксенов включає в себе велику кількість мінералів, між якими існують ізоморфні ряди. З точки зору кристалічної структури вони все моноклінні. Винятком є ​​ряд енстатіт - гіперстен, представники якого відносяться до ромбічної сингонії; до цього ряду примикає інший, з ідентичним хімічним складом, але з моноклінної сингонії (ряд кліноенстатіт - кліногіперстен). Решта ряди: диопсид - геденбергіт; сподумен - жадеїт - егіриніт; діаллаг - авгит - фассаіт. Ізоморфні заміщення в піроксенах здійснюються в різних структурних позиціях, причому в одну і ту ж саму позицію можуть входити різні елементи, а в різні позиції - однакові.

Амфіболи (силікати). Амфіболи, як і піроксени (з якими у амфиболов багато спільних морфологічних і хімічних особливостей), належать до підкласу Інос-Лікаті, але відрізняються наявністю в кристалічній решітці стрічок тетраедрів SiO4. Оптичні властивості різноманітні, а хімічний склад досить складний. Крім того, вони поширені ширше і в більшій кількості, ніж піроксени. Для амфиболов характерний подовжено-призматичний габітус; розщеплення, що виявляється вздовж напрямків призми, досконала. Як і у пироксенов, у амфиболов є моноклінні (ряд куммінгтоніта, актинолита, рогової обманки і глаукофан) і ромбічні (ряд антофілліта) представники.

Слюди (силікати). Ця група філосілікатов включає численні і важливі мінерали, які з точки зору хімічного складу можна визначити як силікати алюмінію і лужних металів, що містять також магній, залізо, гідроксильну групу і фтор. Якщо число іонів алюмінію, магнію і заліза дорівнює 2, ці слюди належать до ряду мусковита (Парагон, мусковіт, глауконіт, Селадону, роскоеліт). Якщо це число дорівнює 3, такі слюди належать до ряду буттям (флогопит, біотит, Аннита, лепідоліт, цінівальдіт). Слюди кристалізуються в моноклінної сингонії, зазвичай у вигляді еластичних пластинок, невеликого питомої ваги, з псевдогексагональние або неправильними обрисами; вони характеризуються досконалою спайність, по якій дуже легко розділяються, невисокою твердістю і різноманітним фарбуванням. У природі слюди дуже поширені і рясні: їх можна виявити як істотні компоненти в самих різних вивержених і метаморфічних, а також осадових породах.

Хлорити (силікати). Це численні мінерали належать до групи філосілікатов. Вони мають прямі аналогії з слюдами, але відрізняються від них хімічним складом. Хлорити характеризуються підвищеним вмістом води і повним або майже повною відсутністю лугів. З хімічної точки зору їх можна розглядати як силікати алюмінію, магнію і заліза, як правило, без домішки лужних металів. Кристалізуються в моноклінної сингонії у вигляді дрібних неправильних лусочок псевдогексагональние обрисів, з досконалою спайність, нагадує розщеплення слюди. Пластинки хлоритів, на відміну від слюд, гнучкі, але не еластичні. Хлорити часто спостерігаються у вигляді досить щільних лускатих агрегатів, масивних порошкоподібних скупчень, тонкочешуйчатая зерен і червоподібний скупчень пластинок. Для хлоритів, широко поширених і рясних в природі, характерний зелений колір різних відтінків. З хлоритів розглянуті Пеннін, клінохлор і кеммереріт.

Польові шпати (силікати). Польові шпати є найбільш велику і відому групу мінералів, які є найважливішими породообразующими компонентами гірських порід. Вони беруть участь у формуванні найрізноманітніших порід - як вивержених, включаючи і інтрузивні, і ефузивні, так і кристалічних сланців і осадових порід. З точки зору хімічного складу їх розглядають як алюмосилікати калію, натрію, кальцію і, рідше, барію, що містять також домішки інших елементів, таких як літій, цезій, рубідій, магній, залізо, титан і ін. Найбільш значні члени цього сімейства є результатом поєднання трьох основних компонентів: алюмосилікат калію, алюмосилікат натрію і алюмосилікат кальцію. До них примикає рідкісний алюмосиликат барію, Цельзіан Альбіт і анортит представляють собою два крайніх члена изоморфного ряду плагиоклазов, в який входять також олигоклаз, андезин, лабрадор і бітовніт. Плагіоклази кристалізуються в двох модифікаціях, високотемпературної і стійкою при низьких температурах.

Фельдшпатоїди (силікати). Під цією назвою об'єднується група мінералів, дуже схожих за хімічним складом з польового шпату. Вона включає алюмосилікати калію, натрію, літію і кальцію. До складу їх кристалічної решітки можуть входити сторонні аніони, такі як SO4, С03 і ОН, молекули води і такі елементи, як фтор, хлор. Деякі дослідники не визнають існування цієї групи, до складу якої проте входять близько двадцяти мінералів, від петаліта до лазуриту.

Цеоліт (силікати). Цеоліт є мінеральні види, які можна визначити як водні алюмосилікати декількох лужних металів (таких як натрій і калій) і декількох лужноземельних, таких як кальцій і барій, рідше стронцій і магній. Від інших силікатів їх відрізняє здатність збільшуватися в об'ємі і скипати при нагріванні. Така властивість відбилося і в назві цеолітів (по-грецьки - "камінь, який кипить"). Воно пов'язане з поведінкою при нагріванні води, що входить в кристалічну решітку, але слабо пов'язаної з кристалічною структурою. Цеоліт є мінералами вторинного походження. Вони заповнюють тріщини в породах і порожнечі в основних вивержених породах базальтового типу. Цеоліт зустрічаються також в жеодах гранітних порід, у вигляді заповнених мінералом тріщин в гнейсових породах і іноді в деяких рудоносних жилах гидротермального походження.

Зазвичай цеоліти не використовуються в ювелірній промисловості, проте все зростаюча роль цих утворень в техніці і медицині робить їх справді дорогоцінні. Не випадково цеоліти отримали образну назву "філософського каменю XXI століття". Цеоліт - ціле сімейство мінералів (водомістких алюмосиликатов), що включають катіони калію, натрію, кальцію і магнію. Їх світовий видобуток і споживання тільки в 2000 р перевищили 20 млн. Тонн. Термін "цеоліт" перекладається з грецької як "киплячий камінь" і вказує на низьку температуру плавлення цього мінералу. Оскільки цеоліти є своєрідними "пористими кристалами", вони здатні обмінюватися іонами з навколишнім середовищем. На цьому ефекті і засновані їх унікальні сорбційні властивості. У медицині та харчової промисловості цеоліти використовують в якості харчових добавок, які здатні виводити з організму шкідливі метаболіти, не зачіпаючи при цьому білки і інші макромолекули. Деякі цеоліти зв'язують і виводять з організму шкідливі речовини, що надійшли з їжею, і постачають його мікроелементами, необхідними для нормальної фізіологічної активності.

Органічні речовини. Ця група представлена ​​речовинами, утвореними за рахунок організмів, що жили в минулі геологічні епохи. Вони скам'яніли з плином часу (як бурштин) або замістити різними мінералами (як окремневшая деревина). У такому розумінні сюди слід було б включити безліч різноманітних матеріалів (в тому числі викопне вугілля). У мінералогічної систематизації, проте, розглядаються лише ті, які відносять до дорогоцінних або виробних каменів.

Via jewellery.org.ua, geokniga.org, mmus.geology.pu.ru, mirkamney.moy.su, kristallov.net, webmineral.ru, geo.web.ru, catalogmineralov.ru, mindraw.web.ru, mining -enc.ru, wiki