მინერალები

რა არის მინერალები?

რა არის მინერალები?



მინერალები არის სამშენებლო, წარმოებისა და სოფლის მეურნეობის მრეწველობის საფუძველი.


როდოქროზიტი: როდოქროზიტის ნიმუში Sunnyside მაღაროდან, კოლორადოს San Juan County. როდოქროზიტი არის მანგანუმის კარბონატის მინერალი (MnCO)3) რომელიც გამოიყენება როგორც მანგანუმის საბადო და ასევე იჭრება როგორც ძვირფასი ქვა. USGS სურათი.

ჩვენ ყოველდღიურად ვიყენებთ მინერალებს!

ყოველდღე ადამიანი იყენებს მინერალებისგან დამზადებულ პროდუქტებს. მარილი, რომელსაც ჩვენს საჭმელს ვამატებთ, არის მინერალური ჰალოტი. ანტაციდის ტაბლეტები მზადდება მინერალური კალციტისგან.

ბევრ მინერალს სჭირდება, რათა რაღაც მარტივი იყოს, როგორც ხის ფანქარი. "ტყვიის" დამზადება ხდება გრაფიტისა და თიხის მინერალებისაგან, სპილენძის ბენდი დამზადებულია სპილენძისა და თუთიისგან, ხოლო საღებავი, რომელიც მას ფერავს, შეიცავს პიგმენტებს და შემავსებლებს, რომლებიც დამზადებულია სხვადასხვა მინერალებისგან. მობილური ტელეფონის დამზადება ხდება ათობით სხვადასხვა მინერალის გამოყენებით, რომლებიც მთელი მსოფლიოს მასშტაბით მაღაროებიდან იღებენ.

მანქანები, რომლებსაც ჩვენ ვამოძრავებთ, გზები, რომლებზეც ვმოგზაურობთ, შენობები, რომლებშიც ჩვენ ვცხოვრობთ, და ჩვენი სასურსათო პროდუქციისთვის სასუქები გამოიყენება მინერალების გამოყენებით. შეერთებულ შტატებში, დაახლოებით სამი ტრილიონი ტონა მინერალური საქონელი მოიხმარს ყოველწლიურად 300 მილიონი მოქალაქის ცხოვრების დონის გასაუმჯობესებლად. ეს არის დაახლოებით ათი ტონა მინერალური მასალა, რომელიც მოიხმარს ყველა ადამიანს, ყოველწლიურად.

მინერალებისგან დამზადებული ჩვეულებრივი ნივთები: უმეტესობა, რასაც ჩვენ ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვიყენებთ, ან მინერალებისგან არის წარმოებული, ან წარმოებულია მინერალური პროდუქტების გამოყენებით. ანტაციდის ტაბლეტები მზადდება კალციტისგან, სუფრის მარილი დამსხვრეული ჰალოითია, ხის ფანქრის დასამზადებლად გამოიყენება რამდენიმე მინერალი, ხოლო მობილური ტელეფონის დასამზადებლად გამოიყენება მრავალი ქვეყნის ათობით მინერალი.

Იცოდი? M&M- ის კანფეტის ნაჭერზე თეთრი "მ" არის ტიტანის ოქსიდის პიგმენტი, რომელიც, სავარაუდოდ, მინერალური რუთილიდან არის წარმოებული.

მინერალური ჰალოიტის სტრუქტურა: მინერალურ "ჰალოიტს" აქვს NaCl- ის ქიმიური შემადგენლობა. ეს ნიშნავს, რომ იგი შეიცავს ნატრიუმის და ქლორიდის ატომების თანაბარ რაოდენობას. ამ შემთხვევაში ისინი ელექტრული დატვირთული ატომებია, რომლებიც იონებად არის ცნობილი. ეს იონები განლაგებულია კუბურ შაბლონში, რომელიც იმეორებს ყველა მიმართულებით. მცირე ნატრიუმის იონები განლაგებულია უფრო დიდი ქლორიდის იონებს შორის.

რა არის მინერალები?

გეოლოგების უმეტესობის მიერ გამოყენებული "მინერალის" განმარტება რომ დააკმაყოფილოს ნივთიერება უნდა აკმაყოფილებდეს ხუთი მოთხოვნას:

  • ბუნებრივად ხდება
  • არაორგანული
  • მყარი
  • ქიმიური შემადგენლობის განსაზღვრა
  • უბრძანა შიდა სტრუქტურა

"ბუნებრივია, რომ მოხდეს" ნიშნავს, რომ ხალხმა ეს არ გააკეთა. ფოლადი არ არის მინერალი, რადგან ის ხალხის მიერ წარმოებული შენადნობია. "არაორგანული" ნიშნავს, რომ ნივთიერება ორგანიზმის მიერ არ არის შექმნილი. ხე და მარგალიტი მზადდება ორგანიზმების მიერ და, შესაბამისად, არ არის მინერალები. "მყარი" ნიშნავს, რომ ეს არ არის თხევადი ან გაზი სტანდარტული ტემპერატურისა და წნევის დროს.

"ქიმიური შემადგენლობის განსაზღვრა" ნიშნავს, რომ ამ მინერალის ყველა მოვლენას აქვს ქიმიური შემადგენლობა, რომელიც მერყეობს კონკრეტულ შეზღუდულ დიაპაზონში. მაგალითად: მინერალ ჰალიტს (ცნობილია, როგორც "კლდის მარილი", როდესაც იგი დანაღმულია) აქვს NaCl- ის ქიმიური შემადგენლობა. იგი შედგება ნატრიუმის და ქლორის ატომების თანაბარი რაოდენობით.

"მოწესრიგებული შინაგანი სტრუქტურა" ნიშნავს, რომ მინერალში ატომები მოწყობილია სისტემატური და განმეორებითი ნიმუშით. მინერალური ჰალიტის სტრუქტურა მოცემულია ამ გვერდზე ილუსტრაციზე. ჰალიტის შემადგენლობაში შედის ნატრიუმის და ქლორის ატომების თანაბარი თანაფარდობა, რომლებიც მოწყობილია კუბური ნიმუშით.

Იცოდი? მიუხედავად იმისა, რომ თხევადი წყალი არ არის მინერალი, ის მინერალია, როდესაც იგი იყინება. ყინული არის ბუნებრივად წარმოქმნილი, არაორგანული მყარი, რომელსაც აქვს გარკვეული ქიმიური შემადგენლობა და მოწესრიგებული შინაგანი სტრუქტურა. Გაიგე მეტი.

სიტყვა "მინერალი"

სიტყვა "მინერალი" გამოიყენება მრავალი სხვადასხვა გზით. ზემოთ მოყვანილი განმარტება არის გეოლოგთა მიერ სასურველი ოფიციალური განმარტება.

სიტყვას ასევე აქვს კვების მნიშვნელობა. იგი გამოიყენება მრავალი არაორგანული ქიმიკატების მითითებით, რომლებიც ორგანიზმებს სჭირდებათ ზრდა, ქსოვილების შეკეთება, მეტაბოლიზაცია და სხეულის სხვა პროცესების ჩატარება. ადამიანის სხეულის მინერალური საკვები ნივთიერებები შედის: რკინა, კალციუმი, სპილენძი, გოგირდი, ფოსფორი, მაგნიუმი და მრავალი სხვა.

სიტყვის "მინერალის" არქაული გამოყენება წარმოიშვა ლინნაის ტაქსონომიიდან, რომელშიც ცხოველთა, ბოსტნეულთა და მინერალთა სამეფოებს ყველა ნივთს ანიჭებენ.

სიტყვა "მინერალი" ასევე არათანმიმდევრობით გამოიყენება გეოლოგიაში. სამთო მოპოვებაში, მიწისგან მიღებული და ადამიანის მიერ გამოყენებული ყველაფერი ითვლება "მინერალური საქონელი" ან "მინერალური ნივთიერება". ესენია: გაანადგურა ქვა, რომელიც წარმოებული პროდუქტია, რომელიც დამზადებულია დამსხვრეული ქანებისგან; ცაცხვი, რომელიც წარმოებულია კირქვის ან მარმარილოსგან დამზადებულ პროდუქტად (ორივე შემადგენლობაში შედის მინერალური კალციტი); ნახშირი, რომელიც ორგანულია; ზეთი და გაზი, რომლებიც ორგანული სითხეებია; ქანები, როგორიცაა გრანიტი, რომლებიც მინერალების ნარევია; და ისეთ კლდეებზე, როგორიცაა ობსიდიანი, რომელსაც არ აქვს გარკვეული შემადგენლობა და მოწესრიგებული შინაგანი სტრუქტურა.

მინერალები ქანებში: ქანების უმეტესობა მინერალების აგრეგატებია. ეს კლდე, გრანიტის პეგმატიტი, მინერალური მარცვლეულის ნაზავია. მასში შედის ვარდისფერი ორთოკლიზა, რძიანი კვარცი, შავი რცხილა და შავი ბიოტიტი.

მინერალური საქონელი მრეწველობაში


2010 წ. შეერთებული შტატების მინერალური საქონლის მოხმარება
მინერალური საქონელიმილიონობით მეტრული ტონა
Დამსხვრეული ქვა1,200.0
ქვიშა და ხრეში786.1
Მარილი55.8
რკინის საბადო48.0
ფოსფატი როკი30.5
თაბაშირი22.5
თიხები21.3
განზომილებიანი ქვა14.0
ცაცხვი18.5
გოგირდი11.30
ბაქსიტი8.4
ფოტაში5.6
სოდა ნაცარი5.2
ბარიტი2.66
სპილენძი1.74
წინამძღოლი1.40
ზემოაღნიშნული ღირებულებები არის მინერალების სასაქონლო მოხმარების შეფასებები შეერთებული შტატების გეოლოგიური კვლევიდან. ამ ცხრილში შეიძლება დაემატოს მრავალი სხვა საქონელი.

სამშენებლო ინდუსტრია მინერალური საქონლის უდიდესი მომხმარებელია. გაანადგურა ქვა გამოიყენება საძირკვლების, გზის ბაზის, ბეტონის და სადრენაჟეებისთვის. ქვიშა და ხრეში გამოიყენება ბეტონებსა და საძირეებში. თიხები გამოიყენება ცემენტის, აგურისა და კრამიტის დასამზადებლად. რკინის საბადო გამოიყენება გამაგრების ღეროების, ფოლადის სხივების, ფრჩხილების და მავთულის დასამზადებლად. თაბაშირი გამოიყენება drywall. განზომილებიანი ქვა გამოიყენება მოსაპირკეთებლად, ასალაგმად, იატაკისთვის, კიბეებზე და სხვა არქიტექტურული სამუშაოებისთვის. ეს არის მშენებლობის პროცესში ამ საქონლის მრავალი გამოყენებიდან მხოლოდ რამდენიმე.

სოფლის მეურნეობაში ფოსფატის კლდე და potash გამოიყენება სასუქის დასამზადებლად. კირის გამოიყენება როგორც მჟავა განეიტრალება ნიადაგის მკურნალობა. მინერალური საკვები ნივთიერებები ემატება ცხოველების საკვებს.

ქიმიური ინდუსტრია იყენებს დიდი რაოდენობით მარილს, კირს და სოდა ნაცარს. წარმოებაში გამოიყენება დიდი რაოდენობით ლითონები, თიხა და მინერალების შემავსებლები.

მოჰსს სიმტკიცე არის მინიშნება მინერალების ერთობლიობა, რომელიც გამოიყენება საკლასო სიხისტის შესამოწმებლად. მინერალის სიმყარის დადგენა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ტესტია, რომელიც გამოიყენება მინერალის იდენტიფიკაციაში.

სასარგებლო წიაღისეულის გაცნობის საუკეთესო საშუალებაა პატარა ნიმუშების კოლექციის შესწავლა, რომელთა განკარგვა, შემოწმება და მათი თვისებების დაცვა შეგიძლიათ. მინერალების იაფი კოლექცია შეგიძლიათ შეიძინოთ Geology.com მაღაზიაში.

მჟავების ტესტი: გეოლოგები იყენებენ განზავებულ მარილმჟავას, კარბონატ მინერალების გამოსავლენად. კარბონატის მინერალები გამოირჩევიან ენერგიის სხვადასხვა დონით მჟავასთან კონტაქტში.

მინერალების ფიზიკური თვისებები

დაახლოებით 4000 სხვადასხვა მინერალია, და თითოეულ მათგანს მინერალები აქვს უნიკალური თვისებები ფიზიკური თვისებებით. ესენია: ფერი, ლაქა, სიმტკიცე, სიკაშკაშე, დიაფანურობა, სპეციფიკური სიმძიმე, გაჭრა, მოტეხილობა, მაგნიტიზმი, ხსნადობა და მრავალი სხვა. ეს ფიზიკური თვისებები სასარგებლოა მინერალების იდენტიფიცირებისთვის. ამასთან, ისინი ბევრად უფრო მნიშვნელოვანია მინერალის პოტენციური სამრეწველო გამოყენებების დადგენაში. მოდით განვიხილოთ რამდენიმე მაგალითი.

მინერალური ტალკი, ფხვნილის შემცველობით, მშვენივრად შეეფერება ფეხის ფხვნილს. ეს არის რბილი, მოლიპულ ფხვნილი, ასე რომ არ გამოიწვევს აბრაზიას. მას აქვს უნარი აღიქვას ტენიანობა, ზეთები და სუნი. იგი იცავს კანს და წარმოქმნის დამახინჯებულ ეფექტს - თუმცა ის ადვილად იბანთებს. არცერთ მინერალს არ აქვს ისეთი ფიზიკური თვისებების კომპლექტი, რომლებიც შესაფერისია ამ მიზნით.

მინერალური ჰალიტი, როდესაც წვრილ მარცვლებშია გახეხილი, მშვენივრად ერგება არომატულ საკვებს. მას აქვს მარილიანი გემო, რომელსაც უმეტესობა სიამოვნებას ანიჭებს. იგი სწრაფად და მარტივად იხსნება, რაც მის გემოს ავრცელებს საკვებში. ეს არის რბილი, ასე რომ, თუ ზოგი არ დაითხოვს, ეს არ დააზიანებს თქვენს კბილებს. არცერთ მინერალს არ აქვს ფიზიკური თვისებები, რომლებიც უკეთესად იყენებენ ამ გამოყენებას.

მინერალური ოქრო კარგად არის შესაფერისი სამკაულებში გამოყენებისთვის. ეს შეიძლება ადვილად იქცეს სამკაულების ჩვეულ ნივთად, ხელოსნის მიერ. მას აქვს სასიამოვნო ყვითელი ფერი, რომელსაც უმეტესობა სიამოვნებს. მას აქვს ნათელი სიკაშკაშე, რომელიც არ ანათებს. მისი მაღალი სპეციფიკური სიმძიმე აძლევს მას მშვენიერ "მწვერვალს", რომელიც ადამიანების უმრავლესობას ანიჭებს მსუბუქ ლითონებს. სამკაულების დასამზადებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა ლითონები, მაგრამ ეს თვისებები ოქროს გახდის უზომო ფავორიტად. (შეიძლება ზოგიერთმა დაამატოთ, რომ ოქროს იშვიათობა და მნიშვნელობა ორი დამატებითი თვისებაა, რაც მას ძვირფასეულობად აქცევს. თუმცა იშვიათობა არ არის საკუთრება და მისი ღირებულება განისაზღვრება მიწოდებით და მოთხოვნილებით.)

ვარსკვლავის საფირონი: ღრმა ლურჯი ვარსკვლავის საფირონი 8 მმ x 6 მმ კაბოქონი ტაილანდიდან. ქვის შიგნით რუთის ჩანართები შეესაბამება კორუნტის კრისტალოგრაფიულ ღერძს, ვარსკვლავის შესაქმნელად - რომელიც მხოლოდ ნათლად ჩანს და ცენტრდება, როდესაც ქვის უკანა მხარე 90 გრადუსზეა მოჭრილი ბროლის C- ღერძამდე. ამ ქვას აქვს სითბოს მკურნალობა ქვის ჩაბნელებისა და ვარსკვლავის ხედვის გასაძლიერებლად.

მინერალური ინფორმაცია
1 მინერალები Geology.com– ზე: მინერალების შესახებ ინფორმაციის ბმულები geology.com ვებსაიტზე.
2 USGS მინერალური ინფორმაციაბმულები ინფორმაცია მინერალების შესახებ შეერთებული შტატების გეოლოგიური კვლევის ვებსაიტზე.
3 სახელმწიფო და ეროვნული გეოლოგიური კვლევები: ბმულები გეოლოგიურ კვლევის ვებსაიტებზე, რომელთა უმეტესობა შეიცავს ინფორმაციას მათი ადგილმდებარეობის შესახებ ნაპოვნი და წარმოებული მინერალების შესახებ.
4 USGS მინერალური რესურსების პროგრამასამეცნიერო ინფორმაციის ერთადერთი ფედერალური წყარო მინერალური პოტენციალის, წარმოების, მოხმარებისა და გარემოზე ზემოქმედების შესახებ.
5 მინერალებისა და ადგილების მონაცემთა ბაზა: უდიდესი მინერალოგიის მონაცემთა ბაზა და საცნობარო ვებსაიტზე ინტერნეტში.

ფიზიკური თვისებების მნიშვნელობა

მინერალის ძირითადი მახასიათებლები, რომლებიც განსაზღვრავენ მის ფიზიკურ თვისებებს, არის მისი შემადგენლობა და ბორკილების სიძლიერე მის დაკვეთილ შიდა სტრუქტურაში. Აი ზოგიერთი მაგალითი:

გალენას, ტყვიის სულფიდს, აქვს გაცილებით მაღალი სპეციფიკური სიმძიმე, ვიდრე ბაქსიტი, ალუმინის ჰიდროქსიდი. ეს განსხვავება მათი შემადგენლობის გამოა. ტყვიის გაცილებით მძიმეა ვიდრე ალუმინი.

ბრილიანტი და გრაფიტი ორივესგან შედგება სუფთა ნახშირბადისგან. ბრილიანტი არის ყველაზე რთული ბუნებრივი მინერალი, ხოლო გრაფიტი ერთ-ერთი ყველაზე რბილია. ეს განსხვავება წარმოიქმნება მათ მინერალურ სტრუქტურებში ნახშირბადის ატომების დამაკავშირებელ ობლიგაციების ტიპების გამო. ალმასის თითოეულ ნახშირბადის ატომი მიერთებულია ოთხ სხვა ნახშირბადის ატომთან, ძლიერი კოვალენტური ბორკილებით. გრაფიტს აქვს ფურცლის სტრუქტურა, რომელშიც ფურცლების შიგნით ატომები ერთმანეთთან არის მიბმული ძლიერი კოვალენტური ობლიგაციებით, მაგრამ ფურცლებს შორის კავშირები არის სუსტი ელექტრული ობლიგაციები. გრაფიტის გაფუჭებისას სუსტი ობლიგაციები მარტივად ვერ ხერხდება, რამაც რბილი მინერალი გახადა.

ძვირფასი ქვები რუბი და საფირონი არის მინერალური კორუნდის ფერის ცვალებადობა. ეს ფერის განსხვავებები გამოწვეულია კომპოზიციით. როდესაც კორუნდი შეიცავს კვალი ქრომის რაოდენობას, ის ავლენს რუბიკის წითელ ფერს. ამასთან, როდესაც ის შეიცავს რკინის ან ტიტანის კვალი, მასში გამოსახულია საფირონის ლურჯი ფერი. თუ კრისტალიზაციის დროს საკმარისი ტიტანისტია მინერალური რუთის მცირე კრისტალების შესაქმნელად, შეიძლება შეიქმნას ვარსკვლავური საფირონი. ეს ხდება მაშინ, როდესაც რუთის მცირე კრისტალები სისტემატიურად ხორციელდება კორუნტის კრისტალურ სტრუქტურაში, რათა მას მიეცეს აბრეშუმისებრი ბუდე, რომელიც შეიძლება წარმოქმნას "ვარსკვლავი", რომელიც შეესაბამება პირველადი კრისტალოგრაფიული ღერძი (იხ. სურათი).