Минералогия

Василий Васильевич Докучаев

Минералогия (грек. минерал және логос – ғылым) — минералдардың құрамын, қасиетін, пайда болуын зерттейтін ғылым. Минералогияның басты мақсаты минералдық шикізат кендерін іздеу, барлау, бағалау, байытудың ғылыми негізін анықтау, оларды халық шауашылығына ендіру жолдарын зерттеу.

Минералогия терминін ғылымға 1636 жылы итальян ғалымы Бернард Цезий енгізген. Минералогиядағы жаңа әдістер мен жалпылама теорияларда Ресей ғалымдары В.В. Докучаев, А.Е. Ферсман, В.И. Вернадский, Е.С. Федоров (1853–1919), т.б. көп еңбек сіңірді. Қазіргі минералогияның дамуына Д.И. Менделеевтің периодтық заңы мен Дж.У. Гиббстің (1839–1903) фазалар ережесі үлкен ықпал тигізді. Минералогиядан XIX ғасырда кристаллография мен петрография, XX ғасырдың басында минералды шикізат туралы ілім – геохимия, кейінірек кристаллохимия бөлінді.

Минералогияны қамтитын көптеген деректер, минералдардың күрделі және түрленген қасиеттері, сонымен қатар оларды зерттеу әдістері мен бағыттарының дамуы, геологияны барлау жұмыстары мен халық шауашылығының сұраныстары минералогия саласында көптеген бағыттардың пайда болуына әсер етті. Минералдарды сипаттау минералогиясы нақты материалдарды анықтау, жинақтау, дәлелдеу, жүйелеу, зерттеу және минералдарды түрлі қасиеттеріне сәйкес жіктеу, физикалық қасиеттері мен химиялық құрамының өзгешеліктерін зерттеу, т.б. ізденіс жұмыстарын іске асырады. Генетикалық минералогия бағыты минерал мен минералдық ассоциациялардың түзілуін, олардың түрлі заңдылықтарын, минералдар пайда болуының физикалық-химиялық параметрлерін анықтайды, минералдардың типоморфизм, онтогения, т.б. генетикалық анықтамаларын зерттейді. Эксперименттік минералогия табиғи процестердің үлгісін жасауды және табиғатта минералдардың пайда болу жағдайларын түсіндіру үшін физикалық-химиялық жүйелерді зерттейді. Бұл бағытта минералдар синтезі (алмас, пьезокварц, флюорит, гранат, корунд, т.б.) техникада кеңінен қолданылады. Қолданбалы минералогия минералдардың жаңа түрлерін өндірісте пайдалануға бағытталған мәселелермен шұғылданады. Сондай-ақ минералдық шикізатты кешенді пайдалануға, одан алынатын пайдалы құраушылардың шамасын жоғарылатуға бағытталған минералогиялық зерттеу; кеннің технологиялық сорттарының шектерін белгілеу үшін минералогиялық карта жасау, минералдардың технологиялық қасиеттерінің, олардың құрамына, құрылымына байланыстылығын анықтау; кеннің байытылған түрін, байытудан алынған концентраттарын химиялық-технологилық өңдеу (күйдіру, қышқылмен өңдеу, т.б.) кезіндегі минералдардың өзгеріске ұшырауын, ерігіштігін, магниттік қасиеттерін анықтау, пайдалы қазындылардың кендерін іздеу, оларға баға беру үшін минералогиялық критерийлерді пайдалану мәселелерін қарастыру. Аймақтық минералогия белгілі бір аумақтар мен кенді аймақтарда жүргізілген минералогиялық зерттеулерді жинақтап қорытындылайды. Осының нәтижесінде минералдар мен олардың ассоциацияларының таралу заңдылықтарының сол аудандардың геологиялық дамуымен байланыстылығы анықталады. Аймақтық минералогия – жалпы кешендік металлогендік зерттеулердің құраушы бөлігі. Ғарыштық денелер минералогиясы жерге түскен метеориттердің минералдық құрамын зерттейді. Айдан әкелінген тау жыныстарын зерттеу нәтижесінде оның бетіндегі минерал түзілу ерекшеліктері жөнінде алғашқы қорытындылар жасалды.

Зерттеулер

• Кенді Алтайдың,
• Сарыарқаның,
• Жетісу Алатауының,
• Қаратаудың,
• Солтүстік Қазақстанның

түсті, сирек және қара металл, алтын кендерінің минералогиясы зерттелді. Бұл зерттеулер кеннің құрамын толық анықтауға мүмкіндік берді.

Минералдарды топтарға бөлу

Бұны классификация немесе систематика дейді. Минералдарды системаларға бөліп сипаттауды сипаттық немесе систематикалық минералогия дейді.

Минералдарды системаға бөлудің бірнеше түрлі әдісі бар. Өндірістік-экономикалық жағынан топтағанда, оларды, мысалы, химия өндірістерінің шикізат минералдары, қара металлургия мен түсті металлургия минералдары, құрылыс материалдары, асыл тастар, қымбатты металдар, ауыл шаруашылығына қолданылатын минерал заттар сияқтандырып бөледі.

Онан кейін минералдарды жаратылыс жағынан, мысалы эндогендік, экзогендік деген екі үлкен системаға бөледі. Сонан кейін олардын, әрқайсысы бірнеше түрлерге бөлінеді. Эндогендік минералдар: магмалық, пегматиттік, пневматолиттік, гидротермалық, оның ішінде гипотерімалық, мезотермалық, эпитермалық т. Б. Экзогендік минералдар: тұздар, қалдық минералдар, қайталама минералдар, коллоид минералдар, органикалық минералдар т. б.

Метаморфтық минералдар да солай бөлінеді: динамометаморфтық, пирометаморфтық, контактылық т. б.

Минералдарды химиялық түрлеріне қарай, яғни химиялық систематикада минералдарды химиялық құрамына қарай топтайды. Минерал дегеннің өзі химиялық бір тектес табиғи қосындылар, ал минералдардың басым көпшілігі кристалдық заттар екенін білеміз. Сол себепті біз минералдарды системаға бөлу негізінде олардың химиялық құрамын қолданамыз. Сонымен қатар, әрбір минералдың сипатын келтіргенде оның қайда қолданылатыны, кені және жаратылысы қоса айтылып отырылады. Минералдар системасының негізі химиялық, қосымша белгілері өңдірістік және жаратылыстық болады.

Химиялық жағынан қарағанда минералдарды органикалык және органикалық емес минералдар деп бөлуге болады. Органикалық минералдардың барлығы көміртектің қосындылары.

Көміртек косындыларының ішінде органикалық топқа жатпайтын екі түрлі минералдар бар. Оның бірі — карбонаттар, яғни көмір қышқылының тұздары (мысалы, кальцит, доломит т. б.), екіншісі— карбидтер, яғни көміртектің металдармен косындысы (мысалы, кальций мен кеміртек қосылса кальций карбиды, көміртек пен кремний қосылса карборунд деген қатты зат шығады).

Органикалық емес минералдар көбірек талданған. Сондықтан біздің системаға бөлетініміз көбінесе осылар.

Сонымен, барлық минералдар мынадай типтерге бөлінеді:

• I. Жеке элементтер.
• II. Сульфидтер (күкіртті қосындылар).
• III. Тотықтар (оттек қосындылары).
• IV. Галлоид қосындылар (галоген тұздар).
• V. Оттекті тұздар:
  • 1. Карбонаттар.
  • 2. Нитраттар.
  • 3. Сульфаттар.
  • 4. Фосфаттар.
  • 5. Вольфраматтар.
  • 6. Бораттар.
  • 7. Баска тұздар.
• VI. Силикаттар:
  • 1. Si04— тетраэдрлердің одаша аниондарынан құрылған силикаттар.
  • 2. Si04 — тетраэдрлердің оңаша топтарынан құрылған силикаттар.
  • 3. Si04 — тетраэдрлердің үздіксіз тізбегінен құрылған силикаттар.
  • 4. Si04 — тетраэдрлердің үздіксіз қабаттарынан құрылған силикаттар.
  • 5. Si04 — тетраэдрлердін үздіксіз каркастарынан құрылған силикаттар.
• VII. Органикалық қосындылар.

Біз бұл схемада ең басты қосындыларды атап өттік. Осы қосындыларға химиялық құрамы жағынан жақын (типтес) қосындылар да жатады. Оларды біз сол типке кіргізе кетеміз. Мысалы, карбидтер, нитридтер, фосфоридтер көп кездесе бермейді, ал олардың химиялық қосылыстар типі сульфидтерге жақын, сондықтан оларды сульфидтер типі қатарына жатқызамыз.

Сонымен қатар оттекті тұздарға жататын минералдар тобы тіпті көп. Оларды жеке-жеке атап өту қажет. Ол ғана емес, бұл типке барлық силикат атаулыны да жатқызуға болады, өйткені оларды да оттекті кремний тұздары деп қарастыруға болады. Бірақ силикаттар аса көп минерал топтарын қамтитын болғандықтан, оларды жеке типке айналдырып, тетраэдрлік қүрылыстарына қарай жіктейміз.

Минералдарды типтерге бөліп, жеке сипаттама бергенде мынадай тәртіп қолданылады, яғни аты, химиялық формуласы, меншікті салмағы, қаттылығы, сингониясы мен сырт формасы, түсі, сызығы, жылтырлығы, сынығы және басқа өзгешеліктері (жымдастығы, қоспағы, магниттігі т. б.), жаратылысы, қолданылуы, кендері ескеріледі.

Тағы қараңыз

• Кристаллография
• Петрография
• Геммология