4 rzeczy, które definiują minerały

W dziedzinie geologii często słyszysz różne terminy, w tym słowo „minerał”. Czym są minerały, dokładnie? Są to dowolne substancje, które spełniają te cztery szczególne cechy:

1. Minerały są naturalne: te substancje tworzą się bez żadnej pomocy człowieka.
2. Minerały są stałe: nie opadają, nie topią się ani nie odparowują.
3. Minerały są nieorganiczny: Nie są związkami węgla takimi jak te występujące w żywych organizmach.
4. Minerały są krystaliczne: mają odrębną recepturę i układ atomów.

Mimo to jednak istnieją pewne wyjątki od tych kryteriów.

Do lat 90. XX w. Mineralogiści mogli proponować nazwy związków chemicznych, które powstały podczas rozkładu sztucznych substancji... rzeczy znalezionych w miejscach takich jak przemysłowe osady i rdzewieć samochody. Ta luka jest teraz zamknięta, ale w książkach znajdują się minerały, które nie są tak naprawdę naturalne.

Tradycyjnie i oficjalnie, rodzimy rtęć jest uważany za minerał, nawet jeśli metal jest ciekły w temperaturze pokojowej. Jednak w temperaturze około -40 ° C zestala się i tworzy kryształy jak inne metale. Są więc części Antarktydy, w których rtęć jest bez wątpienia minerałem.

W przypadku mniej ekstremalnego przykładu rozważ minerał ikaite, uwodniony węglan wapnia, który tworzy się tylko w zimnej wodzie. Rozkłada się w kalcyt i wodę w temperaturze powyżej 8 C. Jest znaczący w regionach polarnych, na dnie oceanu i w innych zimnych miejscach, ale nie można go zabrać do laboratorium z wyjątkiem zamrażarki.

Lód jest minerałem, chociaż nie jest wymieniony w przewodniku po polu mineralnym. Kiedy lód gromadzi się w wystarczająco dużych ciałach, płynie w stanie stałym - to jest to lodowce są. I Sól (halit) zachowuje się podobnie, wznosząc się pod ziemią w szerokich kopułach, a czasem rozlewając się w lodowce solne. Rzeczywiście, wszystkie minerały i skały, których są częścią, powoli deformują się pod wpływem wystarczającej ilości ciepła i ciśnienia. To sprawia, że Płyty tektoniczne możliwy. W pewnym sensie żadne minerały nie są naprawdę stałe, z wyjątkiem może diamenty.

Inne minerały, które nie są dość stałe, są elastyczne. The minerały mikowe są najbardziej znanym przykładem, ale molibdenit jest inny. Metaliczne płatki mogą być zmięte jak folia aluminiowa. Azbest mineralny chryzotyl jest wystarczająco sztywny, aby wplecić w materiał.

Reguła, że ​​minerały muszą być nieorganiczne, może być najostrzejsza. Substancje, które tworzą węgiel, na przykład, są różne rodzaje związków węglowodorowych pochodzących ze ścian komórkowych, drewna, pyłku i tak dalej. Są to tak zwane macerale zamiast minerałów. Jeśli węgiel zostanie wystarczająco mocno ściśnięty wystarczająco długo, węgiel zrzuca wszystkie pozostałe elementy i staje się grafitem. Mimo, że jest pochodzenia organicznego, grafit jest prawdziwym minerałem z atomami węgla ułożonymi w arkusze. Diamentypodobnie są atomy węgla ułożone w sztywne ramy. Po około czterech miliardach lat życia na Ziemi można śmiało powiedzieć, że wszystkie diamenty i grafit na świecie są pochodzenia organicznego, nawet jeśli nie są one ściśle organiczne.

Kilka rzeczy nie ma krystaliczności, trudnych podczas naszych prób. Tworzy się wiele minerałów kryształy które są zbyt małe, aby zobaczyć pod mikroskopem. Ale nawet można wykazać, że są krystaliczne w nanoskali przy użyciu techniki Rentgenowska dyfrakcja proszkowa, ponieważ promieniowanie rentgenowskie jest rodzajem światła o bardzo krótkiej fali, które może obrazować bardzo małe rzeczy.

Posiadanie postaci krystalicznej oznacza, że ​​substancja ma wzór chemiczny. Może być tak prosty jak halit (NaCl) lub złożony jak epidot (Ca₂Glin₂(Fe³⁺, Al) (SiO₄)(Si₂O₇) O (OH)), ale jeśli zmniejszyłeś się do rozmiaru atomu, możesz określić, jaki minerał widzisz na podstawie jego budowy molekularnej i układu.

Kilka substancji nie przejdzie testu rentgenowskiego. To są naprawdę okulary lub koloidy, o całkowicie losowej strukturze w skali atomowej. Są amorficzne, naukowo łacińskie dla „bezkształtnego”. Otrzymują honorową nazwę mineraloid. Mineraloidy to niewielki klub liczący około ośmiu członków, a to rozciąga rzeczy poprzez włączenie niektórych substancji organicznych (naruszających kryterium 3 i 4).