Czym są minerały?

4 rzeczy, które definiują minerały

Paulo Santos / EyeEm / Getty Images

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

1. Minerały są naturalne: te substancje, które powstają bez 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 znajdujące się w żywych organizmach.
4. Minerały są krystaliczne: mają wyraźną recepturę i układ atomów.

Mimo to wciąż istnieją pewne wyjątki od tych kryteriów.

Nienaturalne minerały

Do lat 90. mineralogowie mogli proponować nazwy związków chemicznych, które powstały podczas rozpadu sztucznych substancji…rzeczy znalezionych w miejscach takich jak doły osadów przemysłowych i rdzewieje samochody. Ta luka jest już zamknięta, ale w książkach są minerały, które nie są naprawdę naturalne.

Miękkie minerały

Tradycyjnie i oficjalnie, rodzimy rtęć jest uważany za minerał, mimo że metal jest ciekły w temperaturze pokojowej. Jednak w temperaturze około -40 C krzepnie i tworzy kryształy, podobnie jak inne metale. Są więc części Antarktydy, w których rtęć jest niezaprzeczalnie minerałem.

Jako mniej ekstremalny przykład rozważ minerał ikaite , uwodniony węglan wapnia, który tworzy się tylko w zimnej wodzie. Rozkłada się do kalcytu i wody powyżej 8 C. Jest istotny w regionach polarnych, na dnie oceanu i innych zimnych miejscach, ale nie można go zabrać do laboratorium z wyjątkiem zamrażarki.

Lód jest minerałem, mimo że nie jest wymieniony w przewodniku po minerałach. Kiedy lód zbiera się w wystarczająco dużych ciałach, płynie w stanie stałym – oto co lodowce są. I Sól ( halit ) zachowuje się podobnie, wznosząc się pod ziemią w szerokich kopułach, a czasem wylewając się na słone lodowce. Rzeczywiście, wszystkie minerały i skały, których są częścią, powoli odkształcają się pod wpływem wystarczającego ciepła i ciśnienia. To właśnie sprawia, że Płyty tektoniczne możliwy. Więc w pewnym sensie żadne minerały nie są naprawdę solidne, z wyjątkiem możediamenty.

Inne minerały, które nie są całkiem stałe, są elastyczne. The mało minerałów są najbardziej znanym przykładem, ale molibdenit jest inny. Jej metaliczne płatki można zgniatać jak folię aluminiową. Minerał azbestowy chryzotyl jest na tyle włóknisty, że można go wpleść w materiał.

Minerały organiczne

Zasada, że ​​minerały muszą być nieorganiczne, może być najsurowsza. Substancje, które tworzą węgiel , na przykład, to różnego rodzaju związki węglowodorowe pochodzące ze ścian komórkowych, drewna, pyłków i tak dalej. Są to tak zwane macerały zamiast minerałów. Jeśli węgiel jest wystarczająco mocno ściśnięty przez wystarczająco długi czas, węgiel traci wszystkie inne pierwiastki i staje się grafitem. Grafit, mimo że jest pochodzenia organicznego, jest prawdziwym minerałem z atomami węgla ułożonymi w arkusze. Diamenty podobnie są atomami węgla ułożonymi w sztywny szkielet. 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 to, ściśle rzecz biorąc, organiczne.

Minerały amorficzne

Kilka rzeczy nie ma krystaliczności, gdy próbujemy. Powstaje wiele minerałów kryształy które są zbyt małe, aby można je było zobaczyć pod mikroskopem. Ale nawet te można wykazać, że są krystaliczne w nanoskali przy użyciu techniki Proszkowa dyfrakcja rentgenowska , ponieważ promienie rentgenowskie są rodzajem światła superkrótkofalowego, 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 (Ca_dwaDo_dwa(Wiara³⁺,Al)(SiO₄)(TAk_dwaO₇)O(OH))), ale gdybyś skurczył się do rozmiarów atomu, mógłbyś określić, jaki minerał widzisz, po jego molekularnym składzie i ułożeniu.

Kilka substancji nie przechodzi testu rentgenowskiego. To są naprawdę okulary lub koloidy , o całkowicie losowej strukturze w skali atomowej. Są amorficzną, naukową łaciną oznaczającą „bezforemny”. Otrzymują one honorową nazwę mineraloid. Mineraloidy to mały klub liczący około ośmiu członków, a to naciąga sprawę, wprowadzając pewne substancje organiczne (złamanie kryterium 3 i 4).