Вопрос 12: предмет и задачи минералогии. Её связь с другими науками.

Слово «минералогия» впервые прозвучало в 1636. в 18-ом веке оно было узаконено в литературе. Из нее выделились: петрография (учение о полезных ископаемых), в 19-ом веке геммология, геохимия, в 20-ом веке петрология. Этот процесс выделения наук не закончен до сих пор. Минералогия наука о минералах. Под «минералом» понимают кристаллический продукт природных химических процессов. Минералогия изучает состав свойства минералов, условиях их образования в природных системах, процессы изменения и причины гибели минералов. Современный подход к исследованию минералов многогранен, что отражает связи со всеми общими и специальными направлениями:

Минералогия+химия = химия минералов, минералогия+физика = физика минералов, минералогия+биолгогия = биоминералогия, минералогия+геохимия = геохимия минералов, минералогия + технология минерального сырья = технологическая минералогия, минералогия + геология п.и. = генетическая минералогия, минералогия + металлогения = поисковая минералогия, минералогия + кристаллография = геоморфология. аналитическая минералогия, кристаллографическая минералогия; синтез минералов, онтогения, история минералов, региональная минералогия, космическая минералогия, геммология, систематика минералов; прикладная минералогия.

Вопрос 25: понятие минерала, минерального вида и разновидности. Причины ограниченности числа минеральных видов. Минерал – это химически и физически индивидуализированный неорганический продукт природных физико-химических процессов, находящийся или бывший в кристаллическом состоянии и утративший его в результате радиоактивного распада. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень организмов и неорганических материй, специфическим качеством которых является кристаллическое состояние. Это состояние определяет свойства, значения функционирование и методы исследования минеральных систем. Таким образом, число в минералов обычно не включаются искусственные минералы, получаемые в лаборатории, а так же все не кристаллические органические и неорганические соединения, такие как битум, смолы, вулканические стекла природные газы рассолы растворы магмы, аморфные продукты разрушения металлов, часто присутствующие в почве – эти вещества принято относить к минералоидам. Вместе с понятием минерал существует более широкое понятие – «минеральный вид» (ввел в 1926 году русский ученый Болдырев). Минеральный вид – это совокупность минералов одинаковой кристаллической структуры, состав которых отвечает индивидуализированному химическому соединению и может меняться в определённых пределах, ограниченных рамками устойчивости данной кристаллической структуры или в случае непрерывных твердых растворов с неограниченной смесимостью, он определяется условно принятыми границами. Согласно этому определению природные соединения, имеющие один и тот же химический состав, но разную структуру относятся к различным видам (полиморфные модификации), кристаллическая структура полиморфных модификаций остается устойчивой в строго определённых рамках термодинамических параметров (при определенной температуре и давлении). Кристаллическая структура преобразуется и переходит из одного типа в другой. Очень многие минералы отличаются переменным химическим составом. Это происходит в том случае, если в состав входит элементы близкого состава и свойств. В это случае появляется возможность замещения одних химических элементов в структуре другими (изоморфные замещения, приводящие к появлению в природных системах минералообразования твердых растворов). В некоторых случаях замещение одних химических элементов другими в минералах возможно в других пропорциях – это твердые растворы неограниченной смесимости компонентов. Выделение минеральных видов становится проблематичным, и они выделяются условно в соответствии с условно принятыми границами. Существуют разновидности минералов их выделяют внутри них, для того чтобы подчеркнуть разновидности их химического состава свойства форму выделения и т.д. разновидности входят в состав минералов и не являются самостоятельными минералами. Форма существования минералов в природе – минеральные индивиды. Именно они подчеркивают дискретность (прерывистость) минерального мира. Минеральные индивиды являются элементарными носителями любой минералогической информации. В природе не возможно встретить два одинаковых минеральных индивидов. Минеральные индивиды очень легко группируются путем или иным свойствам в более крупные минеральные виды. Минеральный индивид – число конечное. В настоящее время установлено 4,5 тысячи минеральных видов.

Вопрос 8: динамика изучения минерального мира, процедура утверждения нового минерального вида. Химические элементы на земле распространены очень не равномерно. Наиболее распространенными химическими элементами являются: O₂ – 53.59%, Si – 16.11%, Al – 4.8%, Na – 1.92%, Mg – 1.72%, Ca – 1.72%, Fe – 1.31%, K– 1.05%, C – 0.51%, Ti – 0.22%, Cl – 0.1%, F – 0.07%, P – 0.07%, N – 0.05%, Mn – 0.03%, Li – 0,01%. На все остальные элементы 0,03% атомов. Чем больше элементы распространены в З.К., тем больше у них минеральных видов. Кроме этого есть рассеянные элементы, которые не образуют собственных видов: Ra (радий), Te (технеций). Есть группа инертных газов, которые тоже не образуют собственных видов. Ярошевский: число минералов изменилось до 3966 минеральных видов (раньше было известно 1692 вида). Из них 1098 – Si минеральных видов, 528 – S мин. видов, 401 – фосфаты. Внеземные минералы 400 минеральных видов (специфические минералы, очень мало кислородных соединений). Самыми богатыми по числу минеральных видов на 2002 год являются: O₂ – 2124, H₂ – 2164, Si – 1135, Fe – 1004, Ca – 988, S – 865, Al – 810, Na – 681, Mg – 625, Cu – 505. Hf (гафний) – рассеянный элемент – есть редкие минеральные виды. Ga (галий) – геохимический аналог алюминия, имеет три минеральных вида. Ежегодно учеными разных стран открываются 20 – 40 минеральных видов. Динамика этого процесса идет на повышение. 1984 год – геологический конгресс в Москве. С 1800 года по 1819 год было открыто 87 новых минеральных видов; 1820 – 1919 – каждое 20-тилетие появлялось 180 минералов; 1920 – 1939 открыто 256 новых минеральных видов. 1940 – 1959 – 342 минеральных вида; 1960 – 1973 – 575 минералов; 1973 – 1983 – открыто примерно 700 новых минералов. Лидерами в открытии новых минералов на протяжении 20-ого века и сейчас остаются: РФ, США, Канада, Франция, Китай. Анализ открытых в РФ минералов: за всю историю РФ было открыто больше 600 минералов (20% от общего числа открытых минералов). Ежегодно в РФ открывается 10-15 минеральных видов. Большинство минералов, которые открывают сегодня – это микроминералы (микроминералогия). Открытие минерала в 20-ом веке – Чараит (1978 г Роговы, сложный силикат). K (Ca, Na)₂ [Si₄O₁₀] (OH,F)_*H₂O. Чараит был обнаружен в окрестностях Бурунского массива щелочных пород на границе якутской области с читинской и иркутской среднее течение реки Чары. Чараит обладает игольчатым строением, шелковистый отлив цвет фиолетово-розовый обусловлен примесью марганца, относится к ювелирно поделочным камням.

Процедура утверждения новых минералов.

1) Автор пересылает все материалы, касающиеся химического состава свойств и т.д. в комиссию по новым минералам при РМО. Комиссия рассматривает присланные материалы, образцы. 2) Если комиссия признает правомерным, то материалы пересылается в международную комиссию по новым минералам, которая рассматривает, признает или отвергает как новый минеральный вид. 3) В случае признания автор имеет право публиковать данные по открытому минеральному виду. Большинство вновь открываемых минеральных видов получили свое название по фамилиям ученых, коллекционеров, государственных деятелей, путешественников и т.д. например Вернадит, Ферсмонит, Ломоносовит, Александрит, Уваровит, Конкренит и т.д. названия по месту находки: Бурманит, Вилюит, Колымит, чераит, Ильменит, Альмандин и т.д. названия по химическому составу: алюмотантит, хромит, никелин. Названия по цвету и другим физическим свойствам: хлорит, альбит, пурпурит, родонит, родохрозит и т.д. В 19 веке называли по названиям растений: гроссуляр (крыжовник), малахит, гиацинт (красно-коричневый циркон) и т.д. другие: нептунит, танталит и т.д.

Вопрос: 3 история развития минералогии и её основные этапы.

История минералогии. Каменный век. Человек появился примерно 30 млн. лет назад. Принято делить каменный век на: палеолит (от 2 – 10 млн. лет), мезолит, неолит. В палеолите человек пользовался камнем которые подбирал, первые минералы и горные породы (около 20) – кремний, кварц, базальт, яшма, халцедон, сердолик, агат, обсидиан и др. В мезолите и неолите человек научился полировать, обрабатывать камни, сверлить. Появляются находки предварительной добычи камня, т.е. месторождений. Бронзовый век. связан с использованием металлов. Цивилизации: древний Египет, Месопотамия, Шумерская, кол-во минералов и г.п. составляют 10-и (не менее 50) видов камня используемого древними египтянами. Рудники, общеизвестные архитектурные памятники, дошедшие до наших дней, египетские пирамиды возраст более 4000 лет, например пирамиды Хеопса высота 140 метров, площадь 6 га. 2,6 млн. каменных блоков. Ювелирные украшения, например гробница Тутанхамона изумруды топаз малахит бирюза амазонит. Письменные источники научные письменные труды о минералах (древне греческие): Аристотель, Теофраст (первая классификация минералов 3-ий век до нашей эры). Средневековье. Повсеместно в Европе власть церкви неблагоприятный период для науки, алхимики попытки искать универсальный философский камень. Метод исследования химического вещества новые химические элементы фантастические описания камней (легенды с востока). В средней Азии Узбек Альберуни (973 – 1048): «сводки о драгоценных камнях» (описания свойств азиатских каменей, места месторождений). Таджик Авиценна составил вторую классификация минералов основанную на физических свойствах. XVIII – XIX вв.: Направления развития минералогии. Р.Дели французский кристаллограф – основоположник кристаллографии исследования морфолого-описательного направления (это самое первое направление, исследование физических свойств, точные измерения гранных углов, описание формы). Химико-генетическое направление, основоположник О. Сокраинтит (минералог и химик) обосновал минералы с позиции химии. Ломоносов утверждал, что в классификации минералов нужно включать генезис. Основоположник химической классификации русский академик Севергин впервые сформулировал задачи минералогии указав, что минералоги должна изучать: состав, физико-химические свойства, взаимоотношения минералов друг с другом. Севергину принадлежит разработка понятия о смежности минералов, т.е. их обязательное закономерное сонахождение друг с другом, природным объектом их нахождения (месторождения). Севергин является одним из организаторов сводок о минералах по России. Химико-генетическое направление не получило мощного развития. Очень значительных успехов добилась кристаллография и минералогия (Кокшаров, Еремеев, Моос, Вельман, Гротт и др.). Новый (конец 19-ого века) поворот в развитии минералогии обязан: Менделееву, Федорову, Вернадскому. Бурный рост науки в 20-ом веке обязан открытию в области химии (периодический закон и система); в области кристаллографии (Федоров выделил 230 групп симметрии, новые методы исследования кристаллического вещества (оптическая микроскопия)); открытие природы рентгеновских лучей явление дифракции легло в основу рентгено-структурного анализа; исторический подход к изучению минералов (Вернадский), описание процессов минералообразования, условий их преобразования, причин гибели и т.д. расшифровка кристаллической структуры минералов (начало 20-ого века), впервые позволила минералогам связать воедино кристаллическую структуру минералов, химический состав, физические свойства, морфологию выделений. Это привело к объединению морфолого-описательного и химико-генетического направлений (академик Белов – автор создания теории плотнейших упаковок в строении кристаллов, автор расшифровки внутреннего строения наиболее обширной группы минералов – силикатов, внес значительный вклад в расшифровку структур сульфатов, сульфидов, боратов и др. расшифровал кристаллическую структуру более 100 минералов). Исследователи 20-ого века: Гинсбург (редкие элементы), Григорьев (основоположник онтогении минералов), Кожинский (теория минералообразования геохимия природных процессов), Поваренных (кристаллохимия, систематика минералов), Сидоренко (вице президент РАН, минералогия Кольского полуострова), Ферсман (основоположник геохимии, топоминералогии), Шафрановский (основоположник кристалломорфологии).