Полезные ископаемые

Какие минералы?

Какие минералы?



Полезные ископаемые являются основой строительной, обрабатывающей и сельскохозяйственной отраслей.


Родохрозит: Образец родохрозита из шахты Саннисайд, округ Сан-Хуан, штат Колорадо. Родохрозит является марганцево-карбонатным минералом (MnCO3), который используется в качестве руды марганца и также огранен как драгоценный камень. USGS изображение.

Мы используем минералы каждый день!

Каждый человек использует продукты из минералов каждый день. Соль, которую мы добавляем в нашу еду, - это минерал галит. Антацидные таблетки изготавливаются из минерального кальцита.

Требуется много минералов, чтобы сделать что-то простое, как деревянный карандаш. «Свинец» изготавливается из графита и глинистых минералов, медная полоса - из меди и цинка, а окрашивающая его краска содержит пигменты и наполнители из различных минералов. Сотовый телефон сделан с использованием десятков различных минералов, которые добываются из шахт по всему миру.

Автомобили, на которых мы ездим, дороги, по которым мы едем, здания, в которых мы живем, и удобрения, используемые для производства нашей пищи, - все это производится из минералов. В Соединенных Штатах ежегодно потребляется около трех триллионов тонн минерального сырья для поддержания уровня жизни 300 миллионов граждан. Это около десяти тонн минеральных материалов, потребляемых на каждого человека, каждый год.

Обычные предметы из минералов: Большинство вещей, которые мы используем в нашей повседневной жизни, изготавливаются либо из минералов, либо из минеральных продуктов. Антацидные таблетки изготавливаются из кальцита, столовая соль - измельченный галит, несколько минералов используются для изготовления деревянного карандаша, а десятки минералов из разных стран используются для изготовления сотового телефона.

Вы знали? Белая буква «m» на кусочке конфеты M & M представляет собой пигмент на основе оксида титана, который, скорее всего, производится из минерального рутила.

Структура минерального галита: Минерал "галит" имеет химический состав NaCl. Это означает, что он содержит одинаковое количество атомов натрия и хлорида. В этом случае они являются электрически заряженными атомами, известными как ионы. Эти ионы расположены в кубической структуре, которая повторяется во всех направлениях. Маленькие ионы натрия расположены между более крупными хлорид-ионами.

Какие минералы?

Чтобы соответствовать определению «минерал», используемому большинством геологов, вещество должно соответствовать пяти требованиям:

  • естественный
  • неорганический
  • твердый
  • определенный химический состав
  • упорядоченная внутренняя структура

«Природный» означает, что люди этого не сделали. Сталь не минерал, потому что это сплав, производимый людьми. «Неорганический» означает, что вещество не производится организмом. Древесина и жемчуг сделаны организмами и, следовательно, не являются минералами. «Твердый» означает, что это не жидкость или газ при стандартной температуре и давлении.

«Определенный химический состав» означает, что все проявления этого минерала имеют химический состав, который изменяется в пределах определенного ограниченного диапазона. Например: минерал галит (известный как «каменная соль» при добыче) имеет химический состав NaCl. Он состоит из равного количества атомов натрия и хлора.

«Упорядоченная внутренняя структура» означает, что атомы в минерале расположены в систематической и повторяющейся структуре. Структура минерального галита показана на иллюстрации на этой странице. Галит состоит из равного соотношения атомов натрия и хлора, расположенных по кубической схеме.

Вы знали? Хотя жидкая вода не является минералом, это минерал, когда она замерзает. Лед - это природное неорганическое твердое вещество с определенным химическим составом и упорядоченной внутренней структурой. Выучить больше.

Слово "Минерал"

Слово «минерал» используется по-разному. Определение, данное выше, является формальным определением, предпочитаемым геологами.

Слово также имеет питательное значение. Он используется в отношении многих неорганических химических веществ, которые необходимы организмам для роста, восстановления тканей, метаболизма и других процессов организма. Минеральные питательные вещества для организма человека включают в себя: железо, кальций, медь, серу, фосфор, магний и многие другие.

Архаичное использование слова «минерал» происходит от таксономии Линнея, в которой все вещи можно отнести к животному, растительному и минеральному царствам.

Слово «минерал» также непоследовательно используется в геологии. В горнодобывающей промышленности все, что добывается из земли и используется человеком, считается «минеральным товаром» или «минеральным материалом». К ним относятся: щебень, который представляет собой промышленный продукт, изготовленный из щебня; известь, которая представляет собой промышленный продукт, изготовленный из известняка или мрамора (оба состоят из минерального кальцита); уголь органический; нефть и газ, которые являются органическими жидкостями; породы, такие как гранит, которые представляют собой смеси минералов; и породы, такие как обсидиан, которые не имеют определенного состава и упорядоченной внутренней структуры.

Минералы в горных породах: Большинство пород представляют собой совокупности минералов. Эта порода, гранитный пегматит, представляет собой смесь минеральных зерен. Он содержит розовый ортоклаз, молочный кварц, черную роговую обманку и черный биотит.

Минеральные товары в промышленности


Потребление полезных ископаемых в США в 2010 году
Минеральный товарМиллионы метрических тонн
Разрушенный камень1,200.0
Песок и Гравий786.1
Соль55.8
Железная руда48.0
Фосфатная порода30.5
гипсовый22.5
глины21.3
Размерный камень14.0
Лайм18.5
сера11.30
боксит8.4
поташ5.6
Кальцинированной соды5.2
барит2.66
медь1.74
Свинец1.40
Приведенные выше значения являются оценками потребления минерального сырья из Геологической службы США. Многие другие товары могут быть добавлены в эту таблицу.

Строительная отрасль является крупнейшим потребителем минеральных товаров. Щебень используется для фундаментов, дорожного основания, бетона и дренажа. Песок и гравий используются в бетоне и фундаменте. Глины используются для изготовления цемента, кирпича и плитки. Железная руда используется для изготовления арматурных стержней, стальных балок, гвоздей и проволоки. Гипс используется для изготовления гипсокартона. Размерный камень используется для облицовки, бордюров, напольных покрытий, ступеней лестниц и других архитектурных работ. Это лишь некоторые из многих видов использования этих товаров в строительстве.

В сельском хозяйстве для производства удобрений используются фосфатные породы и калийные удобрения. Известь используется как нейтрализующая кислоту обработка почвы. Минеральные питательные вещества добавляются в корм для животных.

Химическая промышленность использует большое количество соли, извести и кальцинированной соды. Большое количество металлов, глины и минеральных наполнителей / наполнителей используются в производстве.

Шкала твердости Мооса представляет собой набор контрольных минералов, используемых для проверки твердости в классе. Определение твердости минерала является одним из наиболее важных тестов, используемых при идентификации минералов.

Лучший способ узнать о минералах - это изучить коллекцию мелких образцов, с которыми вы можете обращаться, исследовать и наблюдать их свойства. Недорогие минеральные коллекции доступны в магазине Geology.com.

Кислотный тест: Геологи используют разбавленную соляную кислоту для выявления карбонатных минералов. Карбонатные минералы будут с разной энергией контактировать с кислотой.

Физические свойства минералов

Существует около 4000 различных минералов, и каждый из этих минералов обладает уникальным набором физических свойств. К ним относятся: цвет, полоса, твердость, блеск, диафрагма, удельный вес, расщепление, разрушение, магнетизм, растворимость и многое другое. Эти физические свойства полезны для идентификации минералов. Однако они гораздо важнее при определении потенциального промышленного использования минерала. Давайте рассмотрим несколько примеров.

Минеральный тальк, измельченный в порошок, идеально подходит для использования в качестве порошка для ног. Это мягкий, скользкий порошок, поэтому он не вызовет истирания. Обладает способностью впитывать влагу, масла и запахи. Он прилипает к коже и оказывает вяжущее действие, но легко смывается. Ни один другой минерал не обладает таким набором физических свойств, которые бы подходили для этой цели.

Минеральный галит, измельченный на мелкие зерна, идеально подходит для ароматизации пищи. У этого есть соленый вкус, который большинство людей находит приятным. Он быстро и легко растворяется, позволяя его вкусу распространяться через еду. Он мягкий, поэтому, если он не растворится, он не повредит зубы. Ни один другой минерал не обладает физическими свойствами, которые лучше подходят для этого использования.

Минеральное золото идеально подходит для использования в ювелирном деле. Он может быть легко превращен мастером в индивидуальный ювелирный предмет. У него приятный желтый цвет, которым нравится большинство людей. У него яркий блеск, который не тускнеет. Его высокий удельный вес дает ему приятную «изгиб», который предпочитают большинство людей более легким металлам. Другие металлы могут быть использованы для изготовления ювелирных изделий, но эти свойства делают золото фаворитом. (Некоторые люди могут добавить, что редкость и ценность золота - это два дополнительных свойства, которые делают его желательным для ювелирных изделий. Однако редкость - это не свойство, а его ценность определяется спросом и предложением.)

Звездный сапфир: Темно-синий звездный сапфир 8 мм х 6 мм из кабошона из Таиланда. Включения рутила в камне выровнены с кристаллографической осью корунда, чтобы создать звезду, которая хорошо видна и центрирована только тогда, когда задняя часть камня прорезана под углом 90 градусов к оси C кристалла. Этот камень был подвергнут термообработке, чтобы затемнить камень и улучшить видимость звезды.

Минеральная информация
1 Минералы на Geology.com: Ссылки на контент о минералах на сайте geology.com.
2 USGS Mineral Information: Ссылки на информацию о минералах на сайте Геологической службы США.
3 Государственные и национальные геологические исследования: Ссылки на сайты геологических исследований, большинство из которых содержат информацию о полезных ископаемых, найденных и добытых на их месте.
4 Программа Минеральных Ресурсов USGS: Единственный федеральный источник научной информации о минеральном потенциале, производстве, потреблении и воздействии на окружающую среду.
5 База данных о минералах и местности: Крупнейшая минералогическая база данных и справочный сайт в Интернете.

Важность физических свойств

Основными характеристиками минерала, которые определяют его физические свойства, являются его состав и прочность связей в его упорядоченной внутренней структуре. Вот некоторые примеры:

Галена, сульфид свинца, имеет гораздо более высокую удельную массу, чем боксит, гидроксид алюминия. Эта разница из-за их состава. Свинец намного тяжелее алюминия.

Алмаз и графит состоят из чистого углерода. Алмаз - самый твердый природный минерал, а графит - один из самых мягких. Это различие происходит из-за типов связей, соединяющих атомы углерода в их минеральных структурах. Каждый атом углерода в алмазе связан с четырьмя другими атомами углерода с сильными ковалентными связями. Графит имеет структуру листа, в которой атомы внутри листов связаны друг с другом сильными ковалентными связями, но связи между листами являются слабыми электрическими связями. Когда графит царапается, слабые связи легко разрушаются, что делает его мягким минералом.

Драгоценные камни рубин и сапфир являются цветовыми вариациями минерального корунда. Эти цветовые различия обусловлены композицией. Когда корунд содержит следовые количества хрома, он имеет красный цвет рубина. Однако, когда он содержит следовые количества железа или титана, он проявляет синий цвет сапфира. Если во время кристаллизации достаточно титана для образования крошечных кристаллов минерального рутила, может образоваться звездный сапфир. Это происходит, когда крошечные кристаллы рутила систематически выравниваются в кристаллической структуре корунда, чтобы придать ему шелковистый блеск, который может создать "звезду", которая выравнивается по основной кристаллографической оси (см. Фото).


Смотреть видео: 13 самых редких драгоценных камней и минералов