From Wikipedia, the free encyclopedia
Minerāls ir savienojums, kas veidojies dabiskos fizikāli ķīmiskajos procesos un kuram piemīt noteikts ķīmiskais sastāvs un kristāliskā struktūra. Minerāli veido Zemes garozu, iežus, rūdas, meteorītus. Minerāli var sastāvēt no tīriem ķīmiskajiem elementiem un vienkāršiem sāļiem līdz ļoti sarežģīta sastāva silikātiem ar tūkstošiem apzināto paveidu un formu. Organiskos savienojumus parasti neuzskata par minerāliem. Ar minerālu izpēti nodarbojas mineraloģija.
Lai vielu uzskatītu par "īstu" minerālu, tai jābūt cietai un ar kristālisku struktūru. Tai jābūt neorganiskai (šeit pastāv izņēmumi), dabiski sastopamai, homogēnai vielai ar noteiktu ķīmisko sastāvu. Minerālu sistēmās ķīmiskais sastāvs var nedaudz svārstīties, pārejot no viena minerālu sistēmas minerāla uz citu. Piemēram, plagioklazu laukšpati veido nepārtrauktu sēriju no ar nātriju bagātā albīta (NaAlSi3O8) līdz ar kalciju bagāto anortītu (CaAl2Si2O8) ar vēl četriem atsevišķi izdalītiem minerāliem starp abiem šiem savienojumiem. Minerāliem līdzīgas vielas, kas pilnībā neatbilst augstāk minētajiem kritērijiem, nereti tiek dēvētas par mineraloīdiem. Pārējās dabā sastopamās vielas ir neminerāli.
Kristāliskā struktūra ir atomu vai jonu izvietojums noteiktā ģeometriskā kārtībā, tādējādi veidojot minerāla struktūru. Izdala 14 galvenos kristālisko režģu veidus — atomu izkārtojuma veidus trijās dimensijās. Šos 14 veidus dēvē par "Brevē režģiem" ("Bravais lattices"). Katrs no šiem režģa veidiem pieder vienai no sešām kristālu sistēmām. Visas patlaban atzītās kristālu struktūras iekļaujas vienā vai otrā no Brevē režģiem un vienā no kristālu sistēmām. Kristālu struktūra balstās uz atomu vai jonu izkārtojumu, kas bieži izpaužas stingri ģeometriskā kristāla formā. Taču, pat ja minerāla graudiņi ir pārāk mazi, lai tos saskatītu ar neapbruņotu aci jeb vai tiem ir neregulāra forma, iekšējais atomu un jonu izkārtojums vienmēr precīzi atbilst noteiktai kristāliskajai struktūrai. Šo struktūru var noteikt ar rentgena staru difrakcijas metodi.
Vairākiem minerāliem var būt vienāds ķīmiskais sastāvs bet atšķirīga kristāliskā struktūra — šādus minerālus dēvē par polimorfiem minerāliem. Piemēram, gan pirīts, gan markazīts ir dzelzs sulfīdi, taču atšķiras abu minerālu atomu izkārtojums. Nereti minerāliem var būt atšķirīgs ķīmiskais sastāvs, bet tiem ir vienāda kristāliskā struktūra: piemēram, halītam (sastāv no nātrija un hlora), galenītam (sastāv no svina un sēra) un periklazam (sastāv no magnija un skābekļa) ir vienāda — kubiska kristāliskā struktūra.
Kristāliskajai struktūrai ir liela ietekme uz minerāla fiziskajām īpašībām. Piemēram, kaut arī dimantam un grafītam ir vienāds ķīmiskais sastāvs (tīrs ogleklis), grafīts ir ļoti mīksts, kamēr dimants ir cietākais no visiem zināmajiem minerāliem. Tas skaidrojams ar to, ka oglekļa atomi grafītā ir izkārtoti slāņos, kas viegli atdalās viens no otra. Savukārt dimanta atomi izkārtoti spēcīgā, trīs dimensijās saslēgtā režģī.
Jaunatklātus minerālus reģistrē un nodēvē Starptautiskā mineraloģijas asociācija. Saskaņā ar šīs institūcijas datiem pašlaik ir zināmi vairāk kā 4,000 minerāli. Ik gadus atklāj dažus desmitus jaunu minerālu un dažus agrāk reģistrētos "izsvītro" no minerālu saraksta — pierāda, ka šāds minerāls neeksistē. Tikai ap 150 minerālus var uzskatīt par "izplatītiem" , vēl ap 50 ir "samērā bieži sastopami", pārējie — "reti" vai "ļoti reti". Salīdzinoši nelielo minerālu skaitu ģeologi skaidro šādi:
Iezis ir viena vai vairāku minerālu sakopojums, kurš var saturēt arī organiskas atliekas. Nereti ieži sastāv lielākoties no viena minerāla. Piemēram, kaļķakmens ir nogulumiezis kas sastāv gandrīz tikai no viena minerāla — kalcīta. Citi ieži satur vairākus minerālus. Daži minerāli — piemēram kvarcs, vizla vai laukšpats ir sastopami daudzu iežu sastāvā, savukārt citi ieži sastāv no retiem minerāliem un ir atrodami tikai vienā vietā pasaulē. Vairāk nekā puse zināmo minerālu ir tik reti, ka tie ir atrasti tikai atsevišķos paraugos, daudzi minerāli ir atrasti tikai vienreiz, pat kā viens mazs graudiņš.
Minerālu noteikšana var būt gan vienkārša, gan arī ļoti sarežģīta. Minerālu var identificēt pēc vairākām fiziskajām īpašībām, no kurām dažas ir tik raksturīgas, ka noder pilnai minerāla identifikācijai bez nepieciešamības veikt tālāko analīzi. Taču šādas izteikti raksturīgas pazīmes piemīt tikai nelielai daļai minerālu. Citos gadījumos minerālus var identificēt tikai pēc kompleksas ķīmiskās analīzes vai rentgena staru difrakcijas metodes. Jārēķinās, ka šādas metodes var būt dārgas, patērēt daudz laika un pat bojāt paraugu.
Pastāv daudzi minerālu klasifikācijas veidi. Visbiežāk izmantotās klasifikāciju sistēmas grupē minerālus pēc to ķīmiskā sastāva un kristāliskās struktūras — taču arī uz šiem principiem balstās vairākas vienlīdz populāras minerālu klasifikācijas sistēmas.
Jau kopš 19. gadsimta vidus minerālus klasificē pēc to ķīmiskā sastāva. Pēc šīs sistēmas minerālus iedala klasēs pēc dominējošā anjona vai anjona grupas (piem. halīdi, oksīdi, sulfīdi). Šāds minerālu iedalījums ir pietiekami labi pamatots, jo anjons nosaka lielāko daļu minerāla īpašību. Piemēram, karbonātu minerāliem savā starpā ir lielāka līdzība nekā vara minerāliem (varš ir katjons). Bez tam minerāliem ar vienu un to pašu anjonu ir lielāka iespēja tikt atrastiem līdzīgā ģeoloģiskajā vidē. Neorganiskos savienojumus arī klasificē pēc šī principa un vienota klasifikācijas pieeja ļauj labāk apvienot ķīmijas un mineraloģijas zinātņu metodiku. Pēc ķīmiskā sastāva minerālus iedala minerālu klasēs.
Ķīmiskais sastāvs vien var būt nepietiekams minerālu klasifikācijai — nepieciešams analizēt arī minerāla kristālu uzbūvi un grupēt minerālus ar līdzīgu uzbūvi. Minerālu klasifikācijas kristaloķīmiskos pamatus izstrādāja britu fiziķis Lourenss Bregs un norvēģu mineralogs Viktors Morics Goldšmits, kuri nodarbojās ar silikātu minerālu pētījumiem. Tieši lielajai silikātu minerālu klasei bija visvairāk nepieciešams smalkāks iedalījums un kristāliskās struktūras pētījumi ļāva to pamatoti izdarīt, balstoties uz SiO4 tetraedronu topoloģiju. Pēc kristāliskās uzbūves minerālus iedala minerālu apakšklasēs, taču šādu iedalījumu parasti izmanto tikai silikātu minerāliem
Mūsdienās visbiežāk izmanto trīs minerālu klasifikācijas sistēmas — Štrunca minerālu klasifikācijas sistēmu, veco Danas minerālu klasifikācijas sistēmu un detālo jauno Danas minerālu klasifikācijas sistēmu (1997). Vikipēdijā biežāk tiek izmantota Štrunca minerālu klasifikācijas sistēma, kas nozīmīgās zinātnes institūcijās šobrīd tiek uzskatīta par vadošo.
 | Šim rakstam ir nepieciešamas atsauces uz ārējiem avotiem. Lūdzu, palīdzi uzlabot šo rakstu, pievienojot vismaz vienu atsauci. Diskusijā var parādīties dažādi ieteikumi. Vairāk lasi lietošanas pamācībā. Meklēt atsauces: "Minerāls" – ziņas · grāmatas · scholar · brīvi attēli |
Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Minerāls.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.
