Минералы - это природные химические соединения, возникшие благодаря естественным физическим или биологическим процессам. В основном к ним относят вещества с кристаллическим (кальцит), реже - метамиктным (самарскит) строением. У кристаллов атомы и молекулы образуют упорядоченные решётки, а у метамиктных минералов решётка перешла в состояние стеклоподобного вещества. Связано это с тем, что у них в составе присутствуют радиоактивные элементы, вроде тория и урана, и их распад и приводит к появлению метамиктной структуры.
Торит - силикат тория (ThSiO4), метамиктный минерал, в котором впервые обнаружили этот радиоактивный элемент
Симбирцит - разновидность кристаллов карбоната кальция (CaCO3), отличающаяся желтоватым оттенком
Малахит - один из известнейших карбонатов меди (Cu2CO3(OH)2), воспетый Павлом Бажовым в "Уральских сказах"
Минералы изучает наука минералогия, пересекающаяся в некоторых местах с палеонтологией. Одним из таких мест является псевдоморфоза минералов, при котором минерал приобретает несвойственную ему форму, замещая или органические остатки, или другие минералы. Именно благодаря псевдоморфозам до нас и доходит большинство окаменелостей - от пиритовых раковин аммонитов из Дубков до малахитового дерева из Оренбуржья. Кстати, по тому, какие именно минералы замещают остатки, можно восстановить условия захоронения. Например, пиритовые окаменелости характерны для мест, которые были бедны кислородом (пирит крайне плохо контактирует с кислородом и водой). Однако восстановлением условий захоронения занимается уже третья наука, детище Ивана Ефремова под названием тафономия.
Минералы бывают самыми разнообразными по составу, однако чаще всего в их составе можно увидеть 8 наиболее распространённых элементов земной коры: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий и калий.
Скорпион, чьи остатки заместила самородная медь
Всего известно более 5000 видов минералов, однако наиболее распространёнными является всего лишь 150 видов. Остальные могут встречаться в экзотических условиях или вообще в единственном в мире месторождении. Например, чароит находят исключительно в междуречье Чары и Токко в Олёкминском улусе Якутии. Связано это с тем, что нигде больше нет подходящих условий, в которых компоненты минерала могут объединиться в него. Чароит относится к метасоматическим материалам, т.е. для его образования нужно прохождение определённого раствора через определённые породы при конкретной температуре. При этом для его образования не нужны крайне высокие температуры и огромное давление, в отличие от огромного числа минералов, которые доходят до нас исключительно в качестве включений в другие вещества. Они образуются на глубине, при давлении и температуре в сотни раз превышающих показатели на поверхности. Чаще всего подобных гостей находят в местах выхода магматических пород или алмазных месторождениях.
Агат - разновидность кварца, оксид кремния SiO2; встречается достаточно часто
Чароит - силикат, залегающий не особо глубоко, но встречающийся только в Сибири
Вадслеит - минерал, образующийся на глубинах от 300 до 500 км
Дейвмаоит в алмазе - гость с глубины в 660 километров
Классификация минералов предполагает разделение на пять типов по химическому составу. Типы делятся на классы, куда входят соединения с определённым химическим составом. Например, в класс карбонатов входят минералы, в состав которых входит остаток угольной кислоты (H2CO3). Чаще всего их можно записать как RCO3, где R - это радикал, любой другой подходящий элемент. Классы делятся на подклассы на основе строения структуры (островные, цепочные или ленточые), а классы/подклассы разделяются уже на группы на основе строения кристаллической структуры, образованной сходными элементами.
В зависимости от наличия тех или иных элементов и их позиции в формуле минерала будет изменяться и его название.
Сейчас выделяют пять типов минералов:
Простые вещества - минералы, в составе которых нет анионов (заряженных ионов); к ним относят самородные вещества (самородная ртуть), интерметаллиды (природные соединения двух металлов) и соединения чистых неметаллов - карбиды (углерод), силициды (кремний), нитриды (азот) и фосфиды (фосфор);
Сернистые соединения и их аналоги - минералы, в составе которых входят соединения остатков водородных кислот неметаллов (сероводород, селеноводород и т.д.) с другими элементами; делятся на классы в зависимости от наличия того или иного элемента, например, в состав сульфидов входит сера, теллуридов - теллур;
Кислородные соединения - минеральные формы самых различных оксидов, гидроксидов и солей кислородных кислот; в их составе обязательно присутствует кислород; разделяются на два класса - оксиды и гидроксиды;
Галогениды - минеральные формы соединений галогенов - хлоридов, йодидов, бромидов, фторидов и т.д.; разделяются на классы по наличию входящих элементов
Органические соединения - минералы, имеющие биогенное происхождение; не все горные породы или полезные ископаемые могут рассматриваться как минерал, например, нефть и природный газ;
Также стоит отметить, что выделяют особую группу минералоидов - соединений, имеющих сходные с минералами физические свойства, но не имеющие кристаллической решётки; к таким принадлежат опалы и окаменелые смолы - янтарь-сукцинит, янтарь-бурмит, копал и т.п.
Кристаллы самородной серы - простого вещества
Калаверит - теллурид золота (AuTe2)
Корунд - оксид алюминия (Al2O3)
Розовый галит (каменная соль) - галогенид (NaCl)
Эвенкит - органический минерал (C24H50)
Опал - минералоид, аморфный кремнезём (SiO2*nH2O)
Вид с пришлифованной части
Вид с торца - прожилки самородной меди
В 2013 году в Алтайском крае нашли удивительный по красоте камень. Переливающийся рыжими, синими, голубыми, зелёными, фиолетовыми вкраплениями камень получил имя "Заринит" в честь города Заринск, рядом с которым его нашли.
С точки зрения состава зарнит - это не новый минерал, а совокупность нескольких разновидностей окисей меди (азурита (Cu3(СО3)2(ОН)2), малахита ((CuOH)2CO3), куприта (Cu2O)) в соединении с самородной медью, лимонитом (FeOOH·(Fe2O3·nH2O)), гётитом (FeO(OH)). Сами по себе эти минералы не редки, часто их можно найти на выставках и т.д., но вот их соединение - крайне редк`о. Известно о двух месторождениях заринита - Заринское, ныне истощённое, и Каменушинское, в Кемеровской области. Именно оттуда идёт добыча камня по сей день.
Окраска заринитов зависит от преобладающих минералов: если будет распространён малахит, то мы увидим зелёные или бирюзовые разновидности, если азурит - ярко-ярко синие, куприт даст красные или фиолетовые оттенки, а медь - ярко-медные.
В отличие от малахита или азурита, которые являются ценными медными рудами, заринит не нашёл своё место в промышленности. Зато его полюбили ювелиры, и большинство образцов сейчас идёт на поделки и в коллекции.
Образец в коллекции музея происходит из Каменушинского месторождения. Яркие кусочки самородной меди, полосы куприта фиолетового и рыжего цветов разбавляются посередине тонкой струйкой бледно-зелёного малахита с парой точек азуритов.
Чароит с кристаллом стисиитом
В недрах таёжных лесов, у берегов реки Чары на границе Иркутской области, Забайкальского края и Якутии расположено месторождение Сиреневый камень - единственное в мире месторождение чароита. Собственно, имя своё минерал получил не то в честь реки, не то в честь прилагательного "чарующий" - настолько он красивый.
Обнаружили чароит советские геологи под руководством Владимира Дитмара в 1948 году, однако тогда его приняли за куммингтонитовый сланец - гидроксиликат железа и магния. В 1960-ых было открыто промышленное месторождение, и уже в 1870-ых годах начали появляться первые изделия из камня.
История приобрела необычный поворот, когда первооткрыватель месторождения, Юрий Рогов, отправился по командировке в заграницу, и в ходе поездки посетил минералогический музей Лувра, претендующий на наличие всех известных на середину ХХ века минералов. Рогов показал пластинку из сиреневого камня сотруднику музея, и тот признался, что такого камня у них нет.
Новый минерал был выделен в 1977 году в совместной работе Веры и Юрия Роговых. Это была первая, но далеко не единственная удивительная находка на берегах Чары - установлено, что в чароитовых породах залегает не меньше 40 редких и редчайших минералов, в том числен несколько новых для науки.
Сам по себе чароит представляет силикат пироксеновой группы с формулой (K, Ba, Sr)(Ca, Na)2[Si4O10](OH, F) * H20. Он достаточно твёрдый (6-7 по Моосу), что позволяет использовать его в ювелирном и поделочном деле. Часто вместе с чароитом можно найти и другие минералы-спутники, например, эгирин (NaFe3+ (Si2O6)), или стисиит (K0,3(Na,Ca)2ThSi8O20). Наличие последнего, правда, не желательно, так как в составе минерала находится торий, подверженный радиоактивному распаду. Чтобы избежать попадание стисиитовых чароитов в продажу, поделочное сырьё проходит серьёзный радиационный контроль.
Для чароита характерен сиреневый или фиолетовый волокнистый окрас, вызванный, вероятно, марганцем. Иногда встречаются чароиты и более редких цветов, вроде жёлтого, синего и зелёного.