Koinot sirlarini ochish: Mineral kristallarni tushunish bo'yicha chuqurlashtirilgan qo'llanma

Mineral kristallar shunchaki go'zal ob'ektlar emas; ular sayyoramizning asosiy qurilish bloklari bo'lib, uning shakllanishi va tarixi haqida ma'lumot beradi. Ushbu keng qamrovli qo'llanma mineral kristallarning hayratomuz dunyosiga chuqur kirib boradi, ularning paydo bo'lishi, xususiyatlari, tasnifi, qo'llanilishi va turli sohalardagi ahamiyatini o'rganadi.

Mineral kristallar nima?

Mineral kristall – bu qattiq, bir jinsli, tabiiy ravishda hosil bo'lgan, aniq kimyoviy tarkibga va yuqori darajada tartiblangan atom tuzilishiga ega bo'lgan modda. Ushbu tartib, ya'ni kristall tuzilishi, mineralning ko'plab xususiyatlarini belgilaydi.

Qattiq: Minerallar standart harorat va bosimda qattiq holatda bo'ladi.
Bir jinsli: Kimyoviy tarkibi butun mineral bo'ylab bir xil bo'ladi.
Tabiiy ravishda hosil bo'lgan: Tabiiy geologik jarayonlar natijasida shakllanadi. Sun'iy materiallar, qanchalik chiroyli bo'lmasin, mineral hisoblanmaydi.
Aniq kimyoviy tarkib: Minerallar ma'lum bir kimyoviy formulaga ega, garchi ba'zi elementlarning o'rnini boshqasi egallashi (qattiq eritma) tufayli o'zgarishlar bo'lishi mumkin. Masalan, Olivin (Mg,Fe)₂SiO₄ bo'lishi mumkin, bu magniy va temir miqdorining ma'lum bir oraliqda ekanligini ko'rsatadi.
Tartiblangan atom tuzilishi: Atomlar takrorlanuvchi, uch o'lchovli naqshda joylashib, kristall panjarani hosil qiladi. Bu kristallning belgilovchi xususiyatidir.

Mineral kristallar qanday hosil bo'ladi?

Kristallar turli jarayonlar, asosan, magma yoki lavaning sovishi, suvli eritmalardan cho'kishi va qattiq holatdagi o'zgarishlar natijasida hosil bo'ladi. Harorat, bosim va kimyoviy muhitning o'ziga xos sharoitlari qaysi minerallar hosil bo'lishini va natijada paydo bo'lgan kristallarning o'lchami va mukammalligini belgilaydi.

Magma va lavadan hosil bo'lish

Magma sovishi bilan elementlar birlashib, minerallarni hosil qiladi. Sovish tezligi kristall o'lchamiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Sekin sovish pegmatitlarda uchraydigan kabi katta, yaxshi shakllangan kristallarning hosil bo'lishiga imkon beradi. Vulqon lava oqimlaridagi kabi tez sovish ko'pincha kichik, mikroskopik kristallar yoki hatto vulqon shishasi (obsidian) kabi amorf (kristall bo'lmagan) qattiq jismlarga olib keladi.

Misol: Keng tarqalgan magmatik jins bo'lgan granit, Yer qobig'ining chuqur qatlamlarida sekin sovishni ko'rsatuvchi kvarts, dala shpati va slyudaning nisbatan yirik kristallaridan tashkil topgan.

Suvli eritmalardan cho'kish

Ko'pgina minerallar suvli eritmalardan bug'lanish yoki harorat yoki bosimning o'zgarishi natijasida kristallanadi. Bug'lanish erigan ionlarning konsentratsiyasini oshiradi, bu esa o'ta to'yinganlikka va kristallarning shakllanishiga olib keladi. Harorat yoki bosimning o'zgarishi ham minerallarning eruvchanligini o'zgartirishi mumkin, bu ularning eritmadan cho'kishiga sabab bo'ladi.

Misol: Galit (tosh tuzi) va gips odatda qurg'oqchil muhitda dengiz suvining bug'lanishidan hosil bo'ladi. Gidrotermal tomirlarda issiq, suvli eritmalar kvarts, oltin va kumush kabi turli minerallarni qoldiradi.

Qattiq holatdagi o'zgarishlar

Minerallar, shuningdek, qattiq holatdagi o'zgarishlar orqali ham hosil bo'lishi mumkin, bunda mavjud minerallar harorat, bosim yoki kimyoviy muhitning o'zgarishi tufayli o'zlarining kristall tuzilishi yoki kimyoviy tarkibini o'zgartiradi. Tog' jinslarining issiqlik va bosim ta'sirida o'zgarishi bo'lgan metamorfizm bu jarayonning yorqin namunasidir.

Misol: Yuqori bosim va harorat ostida uglerodning yumshoq shakli bo'lgan grafit, uglerodning ancha qattiqroq va zichroq shakli bo'lgan, boshqacha kristall tuzilishiga ega olmosga aylanishi mumkin.

Kristall tuzilishi va kristall tizimlarini tushunish

Mineral kristaldagi atomlarning ichki joylashuvi uning kristall tuzilishidir. Ushbu tuzilish mineralning qattiqligi, ajralishi va optik xususiyatlari kabi makroskopik xususiyatlarini belgilaydi. Kristall tuzilmalari kristall panjaraning simmetriyasiga asoslangan kristall tizimlari bilan tavsiflanadi.

Elementar yacheyka

Kristall tuzilishining asosiy qurilish bloki elementar yacheykadir, bu butun kristall panjaraning simmetriyasini aks ettiruvchi eng kichik takrorlanuvchi birlikdir. Elementar yacheyka o'zining qirra uzunliklari (a, b, c) va bu qirralar orasidagi burchaklar (α, β, γ) bilan belgilanadi.

Yetti kristall tizimi

Elementar yacheykalarining simmetriyasiga qarab, kristallar yetti kristall tizimiga bo'linadi:

Kubik (Izometrik): Yuqori simmetriya; to'g'ri burchak ostida teng uzunlikdagi uchta o'q (a = b = c; α = β = γ = 90°). Misollar: Galit (NaCl), Pirit (FeS₂), Granat.
Tetragonal: To'g'ri burchak ostida teng uzunlikdagi ikkita o'q va to'g'ri burchak ostida boshqa uzunlikdagi bitta o'q (a = b ≠ c; α = β = γ = 90°). Misollar: Tsirkon (ZrSiO₄), Rutil (TiO₂).
Ortorombik: To'g'ri burchak ostida teng bo'lmagan uzunlikdagi uchta o'q (a ≠ b ≠ c; α = β = γ = 90°). Misollar: Olivin ((Mg,Fe)₂SiO₄), Barit (BaSO₄).
Geksagonal: Bir tekislikda 120° burchak ostida teng uzunlikdagi uchta o'q va shu tekislikka perpendikulyar bo'lgan bitta o'q (a = b = d ≠ c; α = β = 90°, γ = 120°). Misollar: Kvarts (SiO₂), Berill (Be₃Al₂Si₆O₁₈).
Trigonal (Romboedrik): Geksagonalga o'xshash, lekin faqat bitta 3-tartibli aylanish o'qiga ega. Ko'pincha Geksagonal tizimning kichik guruhi hisoblanadi. Misollar: Kalsit (CaCO₃), Turmalin.
Monoklinik: Teng bo'lmagan uzunlikdagi uchta o'q; to'g'ri burchak ostida ikkita o'q va bitta qiya o'q (a ≠ b ≠ c; α = γ = 90° ≠ β). Misollar: Gips (CaSO₄·2H₂O), Ortoklaz (KAlSi₃O₈).
Triklinik: Eng past simmetriya; teng bo'lmagan uzunlikdagi uchta o'q, barcha o'qlar qiya (a ≠ b ≠ c; α ≠ β ≠ γ ≠ 90°). Misollar: Albit (NaAlSi₃O₈), Kianit (Al₂SiO₅).

Kristall gabitusi: Kristallarning tashqi shakli

Kristall gabitusi kristall yoki kristallar agregatining xarakterli shaklini anglatadi. Bu shakl kristall tuzilishiga, o'sish muhitiga va aralashmalar mavjudligiga bog'liq. Ba'zi keng tarqalgan kristall gabituslari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Ignasimon: Igna shaklidagi kristallar. Misol: Natrolit.
Pichoqsimon: Yassilangan, pichoqqa o'xshash kristallar. Misol: Kianit.
Botrioidal: Uzum shingiliga o'xshash agregatlar. Misol: Gematit.
Dendritik: Shoxlangan, daraxtga o'xshash agregatlar. Misol: Mis.
Tolali: Ipsimon kristallar. Misol: Asbest.
Massiv: Aniq kristall qirralari yo'q. Misol: Yashma.
Prizmatik: Yaxshi belgilangan qirralarga ega cho'zinchoq kristallar. Misol: Turmalin.
Plastinkasimon: Yassi, planshet shaklidagi kristallar. Misol: Dala shpati.

Mineral kristallarning fizik xususiyatlari

Mineral kristallarning fizik xususiyatlari ularning kimyoviy tarkibi va kristall tuzilishi bilan belgilanadi. Ushbu xususiyatlar minerallarni aniqlash va ularning turli geologik jarayonlardagi harakatini tushunish uchun ishlatiladi.

Qattiqlik

Qattiqlik mineralning tirnalishga chidamliligining o'lchovidir. U odatda 1 (talk, eng yumshoq) dan 10 (olmos, eng qattiq) gacha bo'lgan Moos qattiqlik shkalasi yordamida o'lchanadi. Moos shkalasi bo'yicha yuqori qattiqlikka ega minerallar pastroq qattiqlikka ega minerallarni tirnashi mumkin.

Ajralish va sinish

Ajralish mineralning kristall tuzilishidagi zaiflik tekisliklari bo'ylab sinishini tavsiflaydi. Ajralish ajralish tekisliklari soni va ular orasidagi burchaklar bilan tavsiflanadi. Sinish mineral ajralmaganda qanday sinishini tavsiflaydi. Keng tarqalgan sinish turlari orasida chig'anoqsimon (shisha kabi silliq, egri yuzalar), notekis va o'tkir (tishli, o'tkir qirrali) mavjud.

Yaltiroqlik

Yaltiroqlik yorug'likning mineral yuzasidan aks etish usulini tavsiflaydi. Yaltiroqlik metall (metall kabi yaltiroq) yoki metall bo'lmagan bo'lishi mumkin. Metall bo'lmagan yaltiroqliklarga shishasimon (shishadek), qatronli (qatron kabi), sadafsimon, ipaksimon va xira (tuproqsimon) kiradi.

Rang va chiziq rangi

Rang mineralning aks etgan yorug'likdagi ko'rinishidir. Rang foydali aniqlash vositasi bo'lishi mumkin bo'lsa-da, u chalg'itishi ham mumkin, chunki ko'plab minerallar aralashmalar tufayli turli xil ranglarda uchrashi mumkin. Chiziq rangi – mineralning chiziq plastinkasiga (sirlanmagan chinni) ishqalangandagi kukunining rangidir. Chiziq rangi ko'pincha rangga qaraganda barqarorroq va ishonchliroq aniqlash xususiyati bo'lishi mumkin.

Solishtirma og'irlik

Solishtirma og'irlik mineral zichligining suv zichligiga nisbatidir. Bu mineralning o'lchamiga nisbatan qanchalik og'ir his etilishining o'lchovidir. Yuqori solishtirma og'irlikka ega minerallar past solishtirma og'irlikka ega minerallarga qaraganda og'irroq his etiladi.

Boshqa xususiyatlar

Minerallarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan boshqa fizik xususiyatlar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Magnitlanish: Ba'zi minerallar magnitga tortiladi (masalan, magnetit).
Ta'm: Ba'zi minerallar o'ziga xos ta'mga ega (masalan, galit – sho'r). Ehtiyot bo'ling: Hech qachon mineralning xavfsiz ekanligiga ishonch hosil qilmasdan uning ta'mini tatib ko'rmang.
Hid: Ba'zi minerallar o'ziga xos hidga ega (masalan, oltingugurt).
Kislotaga reaksiya: Ba'zi minerallar xlorid kislota bilan reaksiyaga kirishadi (masalan, kalsit ko'piklanadi).
Fluoressensiya: Ba'zi minerallar ultrabinafsha nur ostida porlaydi (masalan, flyuorit).
Pyezoelektrik hodisasi: Ba'zi minerallar mexanik kuchlanishga duchor bo'lganda elektr zaryadini hosil qiladi (masalan, kvarts). Bu xususiyat bosim datchiklari va ossillyatorlarda qo'llaniladi.
Yorug'lik sinishi: Yorug'likning mineral orqali o'tayotganda sinishi. Sinish xususiyatlari qimmatbaho toshlarni aniqlashda ayniqsa muhimdir.
Qo'sh sinish: Kalsit kabi ba'zi minerallar yorug'likni ikkita nurga ajratadi, bu esa kristall orqali qaralganda ob'ektlarning ikkita bo'lib ko'rinishiga sabab bo'ladi.

Mineral kristallarni tasniflash

Mineral kristallar kimyoviy tarkibi va kristall tuzilishiga qarab tasniflanadi. Eng keng tarqalgan tasniflash sxemasi minerallarni silikatlar, karbonatlar, oksidlar, sulfidlar va galogenidlar kabi mineral sinflariga ajratadi.

Silikatlar

Silikatlar eng ko'p tarqalgan mineral sinfi bo'lib, Yer qobig'ining 90% dan ortig'ini tashkil qiladi. Ular silikat tetraedri (SiO₄)^4- mavjudligi bilan tavsiflanadi, bu tuzilmada kremniy atomi to'rtta kislorod atomi bilan bog'langan. Silikat minerallari silikat tetraedrlarining qanday bog'lanishiga qarab yana kichik guruhlarga bo'linadi.

Silikat minerallariga misollar: kvarts, dala shpati, olivin, piroksen, amfibol va slyuda.

Karbonatlar

Karbonatlar karbonat ioni (CO₃)^2- mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ular odatda cho'kindi jinslarda uchraydi va ko'pincha biologik jarayonlar natijasida hosil bo'ladi.

Karbonat minerallariga misollar: kalsit, dolomit va aragonit.

Oksidlar

Oksidlar kislorod va bir yoki bir nechta metallarning birikmalaridir. Ular ko'pincha qattiq, zich va yemirilishga chidamli bo'ladi.

Oksid minerallariga misollar: gematit, magnetit va korund.

Sulfidlar

Sulfidlar oltingugurt va bir yoki bir nechta metallarning birikmalaridir. Ko'pgina sulfid minerallari mis, qo'rg'oshin va rux kabi metallarning rudalari sifatida iqtisodiy ahamiyatga ega.

Sulfid minerallariga misollar: pirit, galenit va sfalerit.

Galogenidlar

Galogenidlar galogen element (masalan, xlor, ftor yoki brom) va bir yoki bir nechta metallarning birikmalaridir. Ular odatda yumshoq va eruvchan bo'ladi.

Galogenid minerallariga misollar: galit (tosh tuzi) va flyuorit.

Mineral kristallarning qo'llanilishi

Mineral kristallar qurilish va ishlab chiqarishdan tortib elektronika va zargarlik buyumlarigacha bo'lgan turli sohalarda keng qo'llaniladi.

Qurilish va ishlab chiqarish

Ko'pgina minerallar qurilish va ishlab chiqarish sanoatida xom ashyo sifatida ishlatiladi. Masalan, gips gipsokarton va suvoq tayyorlash uchun, ohaktosh sement tayyorlash uchun, qum va shag'al esa beton tayyorlash uchun ishlatiladi.

Elektronika

Kvarts kabi ba'zi minerallar o'ziga xos elektr xususiyatlariga ega bo'lib, ularni elektron qurilmalarda foydali qiladi. Kvarts kristallari ossillyatorlarda, filtrlarda va bosim datchiklarida ishlatiladi.

Zargarlik buyumlari va qimmatbaho toshlar

Qimmatbaho toshlar – bu ajoyib go'zallik, chidamlilik va noyoblikka ega bo'lgan minerallardir. Ular zargarlik buyumlari va boshqa bezak buyumlarida ishlatiladi. Mashhur qimmatbaho toshlar orasida olmos, yoqut, sapfir, zumrad, topaz va ametist bor.

Ilmiy tadqiqotlar

Mineral kristallar geologiya, materialshunoslik va fizika kabi sohalarda ilmiy tadqiqotlar uchun zarurdir. Ular Yer tarixi, materiallarning xususiyatlari va ekstremal sharoitlarda materiyaning harakati haqida qimmatli ma'lumotlarni taqdim etadi.

Boshqa qo'llanilishlar

Mineral kristallar, shuningdek, boshqa turli sohalarda ham qo'llaniladi, jumladan:

Kosmetika: Talk kukun sifatida va boshqa kosmetik mahsulotlarda ishlatiladi.
Qishloq xo'jaligi: Fosfat minerallari o'g'it sifatida ishlatiladi.
Suvni tozalash: Tseolitlar suvni filtrlash va tozalash uchun ishlatiladi.

Turli madaniyatlarda mineral kristallar

Tarix davomida mineral kristallar butun dunyo xalqlari uchun muhim madaniy va ma'naviy ahamiyatga ega bo'lgan. Turli madaniyatlar turli kristallarga turli xil kuch va xususiyatlarni bog'lashgan.

Qadimgi Misr

Qadimgi Misrda lojuvard, serdolik va feruza kabi qimmatbaho toshlar go'zalligi va himoya kuchiga ega deb hisoblanib, yuqori baholangan. Ular zargarlik buyumlari, tumorlar va dafn marosimlari buyumlarida ishlatilgan.

Qadimgi Gretsiya

Qadimgi yunonlar ba'zi kristallar shifobaxsh xususiyatlarga ega va omad keltirishi mumkin deb ishonishgan. Masalan, ametist mastlikning oldini oladi deb hisoblangan (nomi yunoncha "amethystos", ya'ni "mast bo'lmagan" so'zidan kelib chiqqan).

An'anaviy Xitoy tibbiyoti

An'anaviy Xitoy tibbiyotida kristallar tananing energiya oqimini (Si) muvozanatlash va shifo topishga yordam berish uchun ishlatiladi. Ayniqsa, nefrit o'zining sog'liq uchun foydali deb hisoblanganligi uchun yuqori baholanadi.

Mahalliy madaniyatlar

Dunyo bo'ylab ko'plab mahalliy madaniyatlar o'zlarining marosimlari va davolash amaliyotlarida kristallardan foydalanadilar. Masalan, ba'zi Shimoliy Amerika qabilalari folbinlik va ma'naviy davolanish uchun kvarts kristallaridan foydalanadilar. Avstraliyalik aborigenlar ming yillar davomida san'at va marosimlarda oxra (temir oksidlarini o'z ichiga olgan pigment) dan foydalanganlar.

Zamonaviy kristallar bilan davolash

Zamonaviy davrda kristallar bilan davolash jismoniy, hissiy va ma'naviy farovonlikni oshirish uchun kristallardan foydalanishni o'z ichiga olgan mashhur alternativ terapiyadir. Kristallar bilan davolashning samaradorligini tasdiqlovchi ilmiy dalillar mavjud bo'lmasa-da, ko'p odamlar buni foydali amaliyot deb bilishadi.

Mineral kristallarni aniqlash: Amaliy qo'llanma

Mineral kristallarni aniqlash qiziqarli va murakkab ish bo'lishi mumkin. Ishni boshlashga yordam beradigan amaliy qo'llanma:

Asboblaringizni yig'ing: Qo'l lupasi (10x kattalashtirish), chiziq plastinkasi, qattiqlik to'plami (yoki ma'lum qattiqlikka ega oddiy buyumlar), magnit va xlorid kislota (suyultirilgan eritma, ehtiyotkorlik bilan foydalaning!) zarur. Tog' bolg'asi va iskana dalada namunalar yig'ish uchun foydali bo'lishi mumkin, lekin ulardan xavfsiz va mas'uliyat bilan foydalaning.
Kristall gabitusini kuzating: Kristall prizmatik, plastinkasimon, ignasimon yoki massivmi?
Yaltiroqligini aniqlang: U metallmi yoki metall bo'lmaganmi? Agar metall bo'lmagan bo'lsa, u qanday turdagi yaltiroqlikka ega (shishasimon, qatronli, sadafsimon va hokazo)?
Qattiqligini aniqlang: Mineralning qattiqligini taxmin qilish uchun Moos qattiqlik shkalasidan foydalaning. Uni tirnog'ingiz (qattiqligi 2.5) bilan tirnash mumkinmi? U oynani (qattiqligi 5.5) tirnay oladimi?
Ajralishi yoki sinishini aniqlang: Mineral bir yoki bir nechta tekislik bo'ylab ajraladimi? Agar shunday bo'lsa, nechta? Ajralish tekisliklari orasidagi burchak qanday? Agar u ajralmasa, u qanday turdagi sinishni namoyon qiladi?
Rangini va chiziq rangini aniqlang: Mineralning rangi qanday? Uning chiziq rangi qanday?
Boshqa sinovlarni o'tkazing: Agar kerak bo'lsa, kislota sinovi (karbonatlar uchun), magnitlanish sinovi (magnitli minerallar uchun) yoki fluoressensiya sinovi (UV chiroq yordamida) kabi boshqa sinovlarni o'tkazing.
Manbalarga murojaat qiling: O'z kuzatuvlaringizni ma'lum minerallar tavsiflari bilan solishtirish uchun dala qo'llanmalari, minerallarni aniqlash ilovalari va onlayn ma'lumotlar bazalaridan foydalaning.
Amaliyot mukammallikka olib boradi: Qanchalik ko'p mineral kristallarni kuzatsangiz va aniqlasangiz, bu ishda shunchalik yaxshi bo'lasiz.

Mineral kristallar tadqiqotlarining kelajagi

Mineral kristallar bo'yicha tadqiqotlar bizning Yer, materialshunoslik va hatto sayyoralar shakllanishi haqidagi tushunchamizni kengaytirishda davom etmoqda. Yangi tahlil usullari olimlarga minerallarning tarkibi va tuzilishini atom darajasida o'rganishga imkon berib, ularning xususiyatlari va hosil bo'lish jarayonlari haqida qimmatli tushunchalarni ochib bermoqda.

Rivojlanayotgan tadqiqot sohalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Yuqori bosimli mineralogiya: Yerning ichki qismidagi ekstremal bosim va haroratlar ostida minerallarning harakatini o'rganish.
Biomineralizatsiya: Tirik organizmlarning minerallar hosil bo'lishidagi rolini tadqiq qilish.
Nanomineralogiya: Nanoskala minerallarining xususiyatlari va qo'llanilishini o'rganish.
Sayyoraviy mineralogiya: Boshqa sayyoralar va yo'ldoshlarning mineral tarkibini o'rganib, ularning shakllanishi va evolyutsiyasini tushunish.

Xulosa

Mineral kristallar sayyoramizning asosiy qismi bo'lib, hayotimizda muhim rol o'ynaydi. Biz foydalanadigan qurilish materiallaridan tortib, biz qadrlaydigan qimmatbaho toshlargacha, minerallar jamiyatimiz va madaniyatimiz uchun zarurdir. Mineral kristallarning paydo bo'lishi, xususiyatlari, tasnifi va qo'llanilishini tushunish orqali biz tabiat dunyosi va uni shakllantiradigan ajoyib jarayonlarni chuqurroq anglay olamiz. Siz tajribali geolog, qiziquvchan talaba yoki shunchaki Yer go'zalligiga maftun bo'lgan odam bo'lasizmi, mineral kristallar dunyosi o'rganish va kashfiyot uchun cheksiz imkoniyatlarni taqdim etadi.