From Wikipedia, the free encyclopedia
Класификацията на минералите представлява систематизирането им и разпределянето им по групи, базирани на общи свойства, състав и структура, с цел по-лесното им откриване, ползване и изучаване. В света съществуват различни видове и типове класификации на минералите. Тук е разгледана тази, която е въведена от академик Иван Костов и е приета да се ползва в България. Основната класификационна единица е минералният вид, а най-общата група – минералният клас (по анионната част на формулата). Следва подразделяне на геохимични асоциации по катионната част на формулата и накрая структурно подреждане по параметрите на кристалната решетка. В зависимост от химичния състав, морфологичните особености, структурата и физичните характеристики, един минерал може да има различни разновидности. Сходните по структура и химичен състав минерали са обединени в групи.[1][2]
Съществуват различни подходи при класификацията на минералите. Такава систематика е правена още от антични времена от Теофраст и Плиний Стари. Първата, писмено регистрирана класификация на минералите е направена от Теофраст и по-късно през Средновековието прилагана и доразвита от Георг Агрикола и др. През тези времена класифицирането е правено въз основа главно на практическата значимост на минералите – били разделяни на метали, камъни, соли и земи. Систематика на минералите на база химичния им състав е направена за първи път през 18 – 19 век и е свързана с европейските учени Берцелиус, Кристиан Гмелин, Карл Фридрих Науман, Василий Севергин и Г. Розе, а в САЩ – с Джеймс Дуайт Дейна. Основна единица при тях е химичният клас. Шведският химик Аксел Фридрих Кронщед през 1758 г. предлага една от първите логични химични класификации на минералите.[1][2]
След постиженията с разкриване на кристалната структура се появяват класификации на кристалохимична основа. Класовете се разделят въз основа на химичния състав, а подкласовете на база структура, която рефлектира върху началото на техните наименования – верижни (ино-), координационни (незо-), островни (орто-), пръстеновидни (цикло-), скелетни (текто-) и слоести (фило-). Такива са систематиките на Х. Щрунц, О.С. Поваренних и А.А. Годовиков. Класификациите на минералите в края на 19 и началото на 20 век са главно от четири типа – генетични, геохимични, кристалоструктурни и кристалохимични.[2]
При генетичните класификации се набляга на минералообразуващите процеси, а главният недостатък при тях е, че един и същи минерал може да има различен произход и трябва да се споменава и разглежда в няколко поделения. Такъв модел създава акад. Владимир Вернадски, при който видовете минерали се делят на магматогенни, супергенни, седиментогенни и метаморфогенни. Тази класификация, в основата на която е залегнал произходът на минералите, е в разрез с едно от най-важните им качества – химичния състав. Генетична класификация през 1940 г. създава и А.С. Уклонски. Тя съдържа 47 групи, започва с кислородосъдържащите минерали и завършва с групата на радиоактивните елементи. Подобна систематика прави и Ф. Махачки през 1953 г.[1]
Кристалохимичните класификации в наше време са най-широко използваните. При тях се взима под внимание както химичният състав, така и кристалната структура на минералите. Те са и най-логични, тъй като между химичния състав и атомната структура съществува функционална зависимост и те заедно обуславят основните физични свойства на минералите. При тях обаче често се получава формални кристалоструктурни съпоставяния и включване в една и съща група на минерали с различен произход, а понякога – и с различни свойства. Пример за такава класификация е тази на О.С. Поваренних от 1966 г. Той разделя минералите на 14 класа, като във всеки клас следва подразделяне на 6 подкласа в зависимост от геометрията на структурата им.[1]
Систематиката на проф. Хуго Щрунц е по-близо до химическия състав на минералите, с опит да се вмъкнат и чисто кристалохимични елементи. Обхваща 9 класа плюс един допълнителен за органичните минерали, като във всеки от тях минералите се делят по увеличаващия се йонен радиус.[1] Последната преработка на тази класификация е направена от Ърнест Никел и е позната като класификация на Никел-Щрунц.[3]
Класификацията групира минералите в 10 класа, всеки от тях разделен на семейства и групи въз основа на химичния състав и кристалната им структура:[3]
В България е възприета класификацията на акад. Иван Костов, създадена през 50-те г. и доразвита през следващите десетилетия. Тя е от типа геохимично-кристалохимична система и отразява едновременно произхода, структурата, състава и взаимоотношенията между минералите. В нея се разделят минерални класове по аниони и геохимични асоциации по катиони. Минералите са преобладаващо неорганични йонни съединения и затова от сериозно значение са както наличието на аниони, така и на катиони. Основните поделения (класовете) са съставени въз основа на анионите, както е и при останалите кристалохимични класификации. Следващите по важност са катионите (металите). В състава на минералите влизат главно около 45 метала. Десет от тях се срещат в повече от 100 минерала – калций, желязо, алуминий, магнезий, натрий, мед, олово, манган, арсен и калий. Други 10 се намират в 50 до 100 минерала – уран, титан, антимон, бор, волфрам, цинк, сребро, церий, никел и ниобий. Около 20 други се срещат в 50 до 10 минерала и останалите – в по-малко от 10 минерала. Като се има предвид съотношенията между минералите и възможността за изоморфни замествания на химичните елементи в тях, главните асоциации на база катиони са следните:[1]
Сулфофилни
Оксифилни
По-нататък, съобразно с анизометричността на кристалната структура на минералите, следва отделяне по структурни типове – аксиални, планарни и изометрични (както и псевдоизометрични).[1][2] Минералните видове обикновено са добре обособени и със сравнително постоянен химичен състав.[1]
Съществуват обаче и минерали с променлив химичен състав, при които понятието за вид се тълкува по различен начин. Когато минералът е двукомпонентен от типа А-В и между А и В съществува съвършена изоморфна смесимост, като минерален вид се приема междинният член (А, В), а отделните компоненти А и В се разглеждат като подвидове. Ако при тези компоненти изоморфни смеси са възможни само при висока температура, а при ниска се наблюдава отсмесване, при класификацията се имат предвид и трите възможни вида – (А, В), А и В.[1]
Класификацията на минералите на акад. Иван Костов следва веригата „клас → асоциация → структурен тип → минерална група → минерален вид“:[1][2]
Към този клас спадат всички самородни химични елементи, които понякога се срещат в чист вид в природата. Разпределението на елементите в земната кора зависи много от сродството помежду им и особено от сродството им към сярата и кислорода. Съобразно с това, отчитайки и електронния им строеж, елементите се разделят по следния начин:
Към класа на самородните елементи се отнасят още някои карбиди, нитриди, силициди и фосфиди, които се намират почти изключително в железните метеорити.
Клас 1 се разделя на три основни групи:
Тук са включени 17 минерала, които са срещани само в метеоритите, без да са обособени в отделни групи. Това са барингерит, гупейит, карлсбергит, кохенит, моасанит, осборнит, периит, роалдит, сидеразот, синоит, тонгбаит, фердисилицит, ферсилицит, хаксонит, хамрабаевит, цзифенгит и шрайберзит (рабдит).
Този клас включва около 500 минерала, изградени от съединения на метали със сяра или селен, телур, арсен и по-рядко с антимон и бисмут. Сярата обикновено е в много по-големи количества от останалите неметали и полуметали. В състава на минералите тя се среща или като сулфатния радикал (SO4), или като аниони в състава на сулфидните минерали. Това зависи от степента на окисление при различните минерали, като условията при които се извършва обуславят образуването на сулфатни минерали, а редукционните условия – на сулфидните.
Групата на оксисулфидите не е разделена на подгрупи. Към нея спадат аксиалните ердит и койотеит и планарните валериит, точилинит, хаапалит, и шьолхорнит. Освен тях тук се включват герстлиит, керамзит и сарабауит.
Групата молибден-волфрам-калай (Mo-W-Sn) също не е разделена на подгрупи. Към нея спадат аксиалните отеманит и патронит, планарните берндтит, дрисдалит, кайстенгит, молибденит, мохит, тилит и херценбергит и изометричният стистаит.
Асоциация | Аксиални групи | Планарни групи | Изометрични/Псевдоизометрични групи |
---|---|---|---|
1. Метални | |||
Pt-Pd платина паладий | Омеиитова | Стибиопаладинитова | Ирарситова Кейтконит-майченеритова Куперит-котулскитова Паладоарсенит-съдбириитова Сперилит-лауритова |
Ni-Co-Fe никел кобалт желязо | Милеритова | Мелонитова Мсиноуит-валериитова Паркеритова | Арсенопиритова Кобалтинова Линеитова Льолингитова Никелин-пиротинова Орселит-хийзълвудитова Пенталдитова Пирит-марказитова Скутерудитова |
Tl-K-Mn талий калий манган | Рагинитова | Карлинитова | Алабандинова |
Mo-W-Sn молибден волфрам калай | |||
Zn-Cu-Pb цинк мед олово | Бетехтенитова | Ковелинова | Борнит-халкопиритова Галенитова Домейкитова Енаргитова Сфалерит-вюртцитова Тетраедрит-тенантитова Халкоцитова |
Ag-Au-Hg сребро злато живак | Балканитова | Кренеритова | Аргентит-щромаеритова Дискразитова Цинабаритова |
2. Сулфосоли | |||
Cu-Pb-(Fe,Sn) мед олово (желязо калай) | Аикинитова Буланжеритова Галенобисмутитова Халкостибитова | Йорданитова Цилиндритова | Бурнонит-витихенитова Плагионитова |
Ag-(Pt,Tl)-Hg сребро (платина талий) живак | Ливингстонитова Павонит-рамдоритова | Лорандитова Пиростилпнитова | Валиситова Матилдит-фрайеслебенитова Пираргирит-полибазитова |
3. Полуметални | |||
Бисмутинит-стибнитова | Аурипигментова Тетрадимитова | Диморфитова | |
4. Оксисулфиди |
Минералите, включени в този клас представляват съединения на кислорода и хидроксилната група с метали и по-рядко с полуметали и неметали. Те съставят около 5% от масата на литосферата. В този процент не се включва свободният SiO2, представен от кварца и неговите разновидности, които спадат към силикатните минерали.
1.1. Be-Al-Mg асоциация (берилий-алуминий-магнезий)
1.2. Fe-Mn-V асоциация (желязо-манган-ванадий)
1.3. Ti-Nb-Zr асоциация (титан-ниобий-цирконий)
1.4. Zn-Cu-Pb(U) асоциация (цинк-мед-олово (уран))
Този клас включва около 100 минерала, представляващи соли на халоидните киселини с алкални или алкалоземни метали като мед, сребро, олово, живак и др. Най-често представени при минералите са хлоридите на натрия, калия, магнезия и оловото, както и флуоридите на калций, натрий и алуминий. Останалите се срещат много по-рядко в техния състав и в доста по-малки количества. Класът на халогенидите съдържа следните минерални групи:
2.1. Al-Mg-Fe асоциация (алуминий-магнезий-желязо)
2.2. Na-Ca-K асоциация (натрий-калций-калий)
2.3. Cu-Ag-Pb-Hg асоциация (мед-сребро-живак)
Силикатните минерали наброяват повече от 500 вида и изграждат около 90% от земната кора. Основният елемент в техния състав е силицият. Той формира 28% от масата и около 1% от обема на магмените скали в литосферата. Силицият е на шесто място по разпространение между химичните елементи и влиза в състава на много минерали. Основен елемент в структурата на силикатните минерали е групата SO4
Като се има предвид химичния състав на силикатите, който често е доста усложнен, най-важно за тяхната класификация е отношението Z:M, където Z е броят на силициевите атоми, или сумата от силициеви и алуминиеви атоми. М представлява броя на всички останали катиони, редуцирани до двувалентна форма.
1.1. Свободен SiO2 и безалуминиеви силикати
1.2. Алуминосиликати
1.3. Зеолити
Асоциация | Аксиални групи | Планарни групи | Изометрични/Псевдоизометрични групи |
---|---|---|---|
Na-Ca натрий калций | Ломонтитова група Морденитова група Натролитова група | Стилбитова група | Аналцимова група Жисмондинова група Хабазитова група |
K-Ba калий барий | Едингтонит Мацитова група | Брюстеритова група | Амицитова група Флипситова група |
Асоциация | Аксиални групи | Планарни групи | Изометрични/Псевдоизометрични групи |
---|---|---|---|
Be-Al-Mg(Fe) берилий алуминий магнезий (желязо) | Амфиболова група Бавенитова група Палигорскит-сепиолитова група Пироксенова група Хауиит-диритова група | Антигорит-талкова група Група на слюдите Група на хидрослюдите (илити) Група на крехките слюди Евдидимитова група Каолинит-пирофилитова група Смектитова група Хлоритова група | Берилова група Осумилитова група |
Zr-Ti-Nb цирконий титан ниобий | Костилевитова група Нептунит-нарсарсукитова група | Астрофилитова група Баотит-джоакинитова група | Бентоит-катаплеитова група Дейлиит-евдиалитова група |
Ca-Mn-Ba калций манган барий | Воластонит-родонитова група Пектолитова група | Апофилитова група Натросилитова група Пиросмалитова група Рейерит-тоберморитова група Санборнит-гилеспитова група | Ертиксиитова група |
Zn-Cu-Pb(U) цинк мед олово (уран) | Аламозитова група Литидионитва група | Киноитова група Маргаросанитова група Уикситова група Цинксилитова група | Диоптазова група Еканитова група |
Асоциация | Аксиални групи | Планарни групи | Изометрични/Псевдоизометрични групи |
---|---|---|---|
Be-Al-Mg берилий алуминий магнезий | Андалузит-топазова група Епидот-пумпелиитова група Фенакитова група | Либеритова група Пренитова група | Гранатова група Гугиаит-мелифанитова група Мелилитова група Монтичелитова група Оливинова група Хелвинова група Хумитова група Чкаловит-гадолинитова група |
Zr-Ti-Nb цирконий титан ниобий | Вьолеритова група Енигматитова група Келдишитова група | Батист-бафертиситова група Мурманитова група | Титанитова група Цирконова група Щербаковитова група |
Ca-Mn-Ba калций манган барий | Гейджеитова група Спърит-куспидинова група Тортвеититова група | Тефроит-левкофьоницитова група Церит-иимориитова група Ясмундит-макфалитова група | |
Zn-Cu-Pb(U) цинк мед олово (уран) | Вилемит-хемиморфитова група Меланотекитова група | Барисилитова група Клиноедритова група Уранофанова група |
4.1. Аксиални
4.2. Планарни
4.3. Псевдоизометрични/изометрични
5.1. Силикати с полуметални (AsO3, AsO4 и др.) групи
5.2. Силикати с РО4-аниони
Към тази подгрупа спадат планарните минерали борнеманит, вуонемит, йошимураит, клинофосенаит, лапландит, нагелшмидтит и фосинаит. Допълнително към нея са включени минералите ейлетерсит, карнасуртит, перхамит, саряркит и соболевит.
5.3. Силикати с SO4-аниони
Освен някои важни скалообразуващи минерали, включени към содалитовата група, в състава на тази подгрупа влизат минералите беартит, делхаелит, латиумит, маккуартит, рьоблингит, тосканит и шесексит. Към нея спадат и псевдоизометричните, преходни към аксиални минерали матхедлеит и флуорелестадит.
5.4. Силикати със СО3-аниони
Карбонатни аниони съществуват в състава на редица минерали, включени в предишните групи. Допълнителни представители са иимориит, кайнозит, кегелит, кейсичит, леперсонит, сурит и фукалит.
Борът е типичен литофилен и отчасти биофилен елемент, образуващ съединения с кислорода. В природата са познати около 120 бората, соли на борната киселина. В крайните стадии на магмена кристализация те се концентрират в различна степен и влизат състава на разнообразни минерали във вид на боросиликати, в които борът играе ролята на силиция. Борът не се фиксира в ранните стадии на кристализацията, тъй като борният йон има малки размери и съединенията му са силно летливи.
1. Be-Al-Mg асоциация (берилий-алуминий-магнезий)
2. Ca-Na-Mg асоциация (калций-натрий-магнезий)
Този клас обхваща около 560 минерала, които независимо от големия си брой играят незначителна роля в състава на земната кора. Единственото изключение е апатитът, който е най-разпространения фосфат и има важно значение от геохимична и особено от практическа гледна точка. Тези минерали представляват соли на фосфорната, арсеновата и ванадиевата киселини и са главно екзогенни образувания. Фосфорът и ванадият са типични за процеса на магмена кристализация, докато арсенът, свързан с геохимията на сулфидите, играе основна роля при хидротермалните процеси.
Асоциация | Аксиални групи | Планарни групи | Изометрични/Псевдоизометрични групи |
---|---|---|---|
1. Be-Al(Fe)-Mg берилий алуминий (желязо) магнезий | Алтхаузитова Мораеситова Уейвелитова (вавелитова) | Берилонитова Гордонитова Крандалитова Нюбериит-рьослеритова Сенегалит-алвенитова Струвит-хьорнеситова Уордит-фогитова | Варисцитова Лазулит-чилдренитова Лакруитова Фармакосидерит-берцелиитова Хърлбътитова |
2. Li-Fe-Mn литий желязо манган | Канкит-евеитова Литиофосфатна Рокбриджеит-щрунцитова Шубнелитова | Вивианит-лауеитова Дюфренитова Симплезит-арсеноклазитова | Амблигонит-трифилинова Редингит-алюодитова Ретциан-магнусонитова Хетерозит-триплитова |
3. Na-Ca-Ba натрий калций барий | Пеникиситова Фармаколитова Хюетитова | Брушитова Фейрфилдитова Хайдингерит-розелитова | Апатитова Монацитова Олимпит-маричитова Уейкфилдит-роситова Черновит-вейлитова Яговеритова |
4. Zn-Cu-Pb(U) цинк мед олово (уран) | Аустинит-конихалцитова Весиниеитова Либетенит-адамитова Миксит-карминитова Фуралумитова | Драгманитова Дюмонтитова Карнотитова Клиноклаз-луетеитова Коритнигит-еритринова Пухерит-блоситова Торбернит-цойнеритова Тюркизова Хопеитова Шултенитова | Деклуазитова Пироморфитова Псевдомалахит-корнвалитова Рузвелтитова Фолбортитова |
5.1. Със сулфатни аниони
5.2. С други аниони
Минералите тук не са разделени по групи. Това са асбекасит, атаколит, бетпакдалит, бонщедтит, брадлейит, даганит, дациншанит, ембриит, каседанеит, ликасит, мендозавилит, молибдофорнасит, неленит, обрадовичит, парамендозавилит, сидоренкит, форнасит и хенюит.
Двата главни минерала в този клас са волфрамитът и шеелитът. Те са и най-важните суровини за получаване на волфрам. От тях и от молибденита се образуват волфрамати и молибдати на калция, медта и желязото, а по-рядко – и на други метали. Класът се разделя на следните групи:
Към този клас спадат около 200 минерала, представляващи соли на сярната киселина и сравнително малко на брой селенати, селенити, телурати и телурити. Броят на селенитите и телуритите значително превишава този на съответните селенати и телурати. Съществен компонент на сулфатите е групата SO4. В състава на повечето от тези минерали влизат и молекули вода, а главните катиони са представени от желязо, калий, натрий, мед, магнезий, алуминий и калций.
1.1. Al-Mg-Na(K) асоциация (алуминий-магнезий-натрий (калий))
1.2. Fe-Mn-(Na,K) асоциация (желязо-манган-(натрий, калий))
1.3. Na(K)-Ca-Ba асоциация (натрий (калий)-калций-барий)
1.4. Zn-Cu-Pb(U) асоциация (цинк-мед-олово (уран))
В земната кора хромът се среща като тривалентния йон Cr3+ или като шествалентния Cr6+. В силно окислителна среда влиза в състава на групата (CrO4)2—. Присъствието на хром във фемичните минерали (пироксени, амфиболи, слюди и др.) и отсъствието му при фелдшпатите се обяснява с факта, че размерите на неговите тривалентни йони са сравнително еднакви с тези на желязото и алуминия, поради което между тези елементи е възможен изоморфизъм при определени условия. Значителна част от хрома е съсредоточен в шпинелите, които се отделят в най-ранния етап на кристализация на магмата. При екзогенни условия хромът се концентрира предимно в бокситите и почвите.
Според норвежкия геолог Виктор Голдшмит средното съдържание на хром в скалите е 3400 g/t за перидотитите, 340 g/t за габрото, 68 g/t за диоритите, 2 g/t за гранитите и 0,7 g/t за нефелиновите сиенити.
Минералите в този клас не са разделени на групи. Към него спадат белит, ватерсит, вокелинит, ембриит, иранит, каседанеит, крокоит, лопецит, сантанаит, тарапакаит, феникохроит, форнасит, хемихедрит и хроматит.
В природата са познати около 80 минерала, неорганични съединения на въглерода. Те представляват соли на въглеродната киселина с литофилни и халкофилни елементи. По-рядко се срещат карбонати, съдържащи уран. Въглеродът се концентрира в значителни количества в метеоритите и магмените скали, а с анионната група (СО3)2- влиза в състава на някои магмени минерали. Въглеродният диоксид се концентрира обикновено в късните етапи на магмена кристализация и играе важна роля при образуването на алкалните скали. Често се образуват карбонатити, които представляват почти чисти калциевокарбонатни скали. Значителна част от СО2 присъства в минералите под формата на карбонати. Клас 11 се разделя на следните асоциации и групи:
1. Al-Mg-Fe(Na) асоциация (алуминий-магнезий-желязо (натрий))
2. Na(K)-Ca-Ba асоциация (натрий (калий)-калций-барий)
3. Zn-Cu-Pb(U) асоциация (цинк-мед-олово (уран))
Нитратните и йодатни минерали попадат в един общ клас заради общия им генезис и природните им находища, които са тясно свързани. Освен това броят на тези минерали е доста малък. Два от нитратните минерали са преходни между нитрати и сулфати, а един от йодатните – преходен между йодати и хромати.
Нитратите представляват соли на азотната киселина, често образувани при участие на азота от атмосферата. При вулканичните изригвания също се отделя азот и различни амониеви соли. Сидеразотът в някои лавови потоци се формира в резултат на реакция между атмосферния азот и горещата лава. NO3 се получава при разлагане и окисляване на органични вещества. Полученият азот съществува под формата на нитратен или нитритен йон или амониев хидрат. Добрата разтворимост на нитратите във вода обуславя липсата им в солните находища. В някои случаи обаче, при висока температура и ниска влажност нитратите се отлагат в богати находища. Такива има в пустинните области на Чили – Тарапака и Антофагаста и др.
Нитратните минерали не са разделени по групи. В състава им влизат следните минерали: амониева селитра (нитрамит), калиева селитра, натриева селитра (нитратин), бутгенбахит, герхардтит, дарапскит, ликасит, мбобомкулит, нитробарит, нитрокалцит, нитромагнезит, свеит и хъмберстонит.
Йодатите също не са разделени по групи поради малкия им брой. Това са минералите белинджерит, брюгенит, дитцеит, зеелигерит, лаутарит, сейлсит, хекторфлоресит и шварцембергит.
Минералите от този клас са свързани обикновено с въглищни и нефтени находища, или се появяват като биопродукти. Разделени са в следните групи:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.