प्राचीन विश्व में खनिजों को विभिन्न आधारों पर व्यवस्थित करने का प्रयास किया गया था। प्रारंभ में (अरस्तू से इब्न सिना और बिरूनी तक) खनिजों को बाहरी विशेषताओं के अनुसार व्यवस्थित किया गया था। 19वीं सदी के दूसरे भाग से. रासायनिक वर्गीकरण अत्यंत व्यापक हो गया, और बीसवीं सदी में। - क्रिस्टल रसायन. वर्तमान में, खनिजों का सबसे आम वर्गीकरण रासायनिक सिद्धांत (रासायनिक संरचना, रासायनिक यौगिकों का प्रकार, रासायनिक बंधन की प्रकृति) पर आधारित है। खनिजों की संरचनात्मक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए वर्गों के भीतर छोटे टैक्सों को प्रतिष्ठित किया जाता है (तालिका 1.1)।

खनिज वर्गों का संक्षिप्त विवरण

मूल तत्व. लगभग 40 रासायनिक तत्व प्रकृति में अपनी मूल अवस्था में ज्ञात हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश बहुत दुर्लभ हैं। मूल रूप में तत्वों की उपस्थिति उनके परमाणुओं की संरचना से जुड़ी होती है, जिनमें स्थिर इलेक्ट्रॉन कोश होते हैं। प्राकृतिक परिस्थितियों में रासायनिक रूप से निष्क्रिय तत्वों को उत्कृष्ट तत्व कहा जाता है।

Au, Pt, Ag, Cu, Fe, Pb, Sn, Hg, Zn, Al देशी धातुओं के रूप में पाए जाते हैं; कई धातुओं की मिश्रधातुएँ भी अपनी प्राकृतिक अवस्था में विशिष्ट होती हैं, उदाहरण के लिए (Pt+Fe), (Pt) +Fe+Ni), (Au+Ag), आदि। सबसे आम देशी सेमीमेटल्स As, Sb, Se, Te हैं, और सबसे आम अधातुएँ C (ग्रेफाइट, डायमंड) और S के विभिन्न संशोधन हैं। ग्रेफाइट और सल्फर अक्सर होते हैं बड़े निक्षेप बनाते हैं।

चाल्कोजेनाइड्स (सल्फर यौगिक) सल्फर (सल्फाइड) के साथ धनायनों के यौगिक हैं। प्रकृति में लगभग 200 सल्फर यौगिक ज्ञात हैं, लेकिन उनमें से केवल 20 ही महत्वपूर्ण मात्रा में पाए जाते हैं। सबसे आम यौगिक Fe, Cu, Pb, Zn, Sb, Hg हैं।

सल्फाइड का रंग विविध है (सीसा-ग्रे, काला, पीतल-पीला, तांबा-पीला, नारंगी, पीला, लाल)। कठोरता 1 से 6-6.5 तक भिन्न होती है, घनत्व मध्यम से उच्च तक भिन्न होता है।

अधिकांश सल्फाइड जलतापीय रूप से बनते हैं; आग्नेय और रूपांतरित मूल के सल्फाइड भी ज्ञात हैं, कुछ बहिर्जात प्रक्रियाओं का परिणाम हैं।

सल्फाइड महत्वपूर्ण अयस्क खनिज, अलौह, भारी और कुछ दुर्लभ और सूक्ष्म धातुओं और उनके मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं।

तालिका 1.1

खनिजों का वर्गीकरण

ऑक्सीजन यौगिक. ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड - ऑक्सीजन के साथ तत्वों के यौगिक; हाइड्रॉक्साइड में पानी भी होता है। पृथ्वी की पपड़ी में, ये खनिज लगभग 17% हैं, जिनमें से सिलिका (SiO2) 12.6% है, Fe ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड - 3.9%। सामान्य खनिजों में एल्यूमीनियम, मैंगनीज और टाइटेनियम ऑक्साइड के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड भी शामिल हैं।

इन खनिजों के भौतिक गुण भिन्न-भिन्न हैं, इनमें से अधिकांश की विशेषता उच्च कठोरता है। उत्पत्ति आग्नेय, पेगमाटाइट, हाइड्रोथर्मल है, लेकिन अधिकांश ऑक्साइड स्थलमंडल के ऊपरी हिस्सों में बहिर्जात प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं। कई अंतर्जात खनिज अपक्षय के दौरान नष्ट हो जाते हैं और सतही परिस्थितियों में अधिक स्थिर यौगिकों के रूप में ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में बदल जाते हैं। भौतिक और रासायनिक रूप से स्थिर होने के कारण, कई ऑक्साइड प्लेसर में जमा हो जाते हैं।

सल्फेट्स - सल्फ्यूरिक एसिड के प्राकृतिक लवण। प्रकृति में लगभग 190 खनिज प्रजातियाँ ज्ञात हैं, जो सरल निर्जल लवण या संवैधानिक और क्रिस्टलीकरण जल वाले जटिल लवण हैं। मुख्य संरचनात्मक इकाई आयनिक रेडिकल 2 है, प्रजाति बनाने वाले धनायनों में Ca 2+, Ba 2+, Mg 2+ आदि हैं।

सल्फेट्स का रंग क्रोमोफोर आयनों की अशुद्धियों और संरचनात्मक दोषों की उपस्थिति के कारण होता है। कम कठोरता (2-3.5), पानी में अच्छी घुलनशीलता की विशेषता।

सल्फेट्स का निर्माण सल्फाइड जमा वाले क्षेत्रों में, अपक्षय क्रस्ट्स में, और सोडा, सल्फेट, नमक झीलों और बड़े जल बेसिनों के केमोजेनिक जमाओं के रूप में ऑक्सीकरण स्थितियों के तहत होता है। अंतर्जात सल्फेट्स मध्यम और निम्न-तापमान हाइड्रोथर्मल नसों के लिए विशिष्ट हैं; कम अक्सर उन्हें ज्वालामुखीय गतिविधि के उत्पादों के रूप में जाना जाता है।

फॉस्फेट – ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड के लवण. प्रकृति में 230 से अधिक सरल और जटिल, जलीय और निर्जल यौगिक ज्ञात हैं। मुख्य संरचनात्मक इकाई आयनिक रेडिकल 3- है; प्रजाति बनाने वाले धनायनों में Ca 2+, Fe 2+, Fe 3+, Mg 2+, TR 3+ आदि हैं। फॉस्फेट शीट-चपटे और सारणीबद्ध क्रिस्टल के रूप में या स्केली समुच्चय के रूप में पाए जाते हैं। विशिष्ट गुण: विभिन्न रंगों में रंगहीन या गहरा नीला रंग; चमक; कठोरता - 3-5, घनत्व - 1.6-7.0 ग्राम/सेमी3। उत्पत्ति: मैग्मैटिक, हाइड्रोथर्मल, बहिर्जात।

कार्बोनेट्स– कार्बोनिक एसिड के लवण. प्रमुख धनायन Ca 2+, Fe 2+, Na +, Mg 2+, Ba 2+, Cu 2+, Zn 2+ आदि हैं। यह एक बड़ा समूह (लगभग 120 खनिज प्रजातियाँ) है, जिनमें से कई व्यापक हैं . कार्बोनेट काफी आकार के अच्छी तरह से कटे हुए क्रिस्टल के रूप में पाए जाते हैं; सघन, दानेदार द्रव्यमान, जो मोटी मोनोमिनरल परतों का निर्माण करता है; रेडियल-रेडियंट, एसिक्यूलर, सिन्टर्ड, किडनी के आकार के समुच्चय और अन्य खनिजों के साथ पतला मिश्रण।

अधिकांश कार्बोनेट सफेद या रंगहीन होते हैं; कार्बोनेट का रंग क्रोमोफोर आयनों जैसे Fe 2+, Mn 2+, TR 3+, Cu 2+ और बारीक यांत्रिक अशुद्धियों (हेमेटाइट, बिटुमेन, आदि) द्वारा दिया जाता है। कठोरता लगभग 3-4.5 है, कार्बोनेट Zn, Pb, Ba के अपवाद के साथ घनत्व कम है।

एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​विशेषता एसिड कार्बोनेट (एचसीएल, एचएनओ 3) पर प्रभाव है, जिससे वे कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ अलग-अलग डिग्री तक उबल जाते हैं।

मूल रूप से, कार्बोनेट तलछटी (जैव रासायनिक या रासायनिक तलछट), तलछटी-रूपांतरित होते हैं; सतह, ऑक्सीकरण क्षेत्र की विशेषता; निम्न- और मध्यम-तापमान हाइड्रोथर्मल; मेटासोमैटिक कभी-कभी वे आग्नेय मूल के कैल्साइट और सोडा ज्वालामुखीय लावा से क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं।

कार्बोनेट सबसे महत्वपूर्ण गैर-धात्विक खनिज हैं, साथ ही Zn, Pb, Fe, Cu और अन्य धातुओं के मूल्यवान अयस्क हैं। चूना पत्थर, डोलोमाइट, संगमरमर कार्बोनेट से बनी लगभग मोनोमिनरल चट्टानें हैं।

सिलिकेट – सिलिकिक एसिड लवण. सिलिकेट्स पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 75% और खनिज प्रजातियों का लगभग 25% है। प्रकृति में 700 से अधिक प्राकृतिक सिलिकेट ज्ञात हैं, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण चट्टान बनाने वाले खनिज (फेल्डस्पार, पाइरोक्सिन, एम्फिबोल, अभ्रक, आदि) शामिल हैं।

मुख्य संरचनात्मक इकाई एकल पृथक टेट्राहेड्रल रेडिकल 4- है। प्रमुख धनायन Na +, Mg 2+, Al 3+, Ca 2+, Fe 2.3+, K +, Mn 2+ हैं।

सिलिकेट्स की संरचनात्मक विविधता सिलिकॉन-ऑक्सीजन रेडिकल्स की संरचना से निर्धारित होती है। द्वीप, श्रृंखला, बैंड, शीट और फ्रेमवर्क रेडिकल के साथ सिलिकेट होते हैं।

द्वीप सिलिकेट्स, अर्थात्। पृथक टेट्राहेड्रा 4- और टेट्राहेड्रा के पृथक समूहों के साथ सिलिकेट। पृथक 4-टेट्राहेड्रा वाले सिलिकेट्स में, चार ऑक्सीजनों में से प्रत्येक में एक मुक्त वैलेंस होता है। टेट्राहेड्रा एक दूसरे से सीधे जुड़े नहीं हैं; कनेक्शन एमजी, फ़े, अल, जेडआर, आदि धनायनों के माध्यम से होता है। एक द्वीप संरचना वाले सिलिकेट्स में एक आइसोमेट्रिक उपस्थिति होती है और बढ़ी हुई कठोरता और घनत्व (ओलिवाइन) की विशेषता होती है।

चेन सिलिकेट्स की विशेषता एक संरचना होती है जिसमें टेट्राहेड्रा निरंतर व्यक्तिगत श्रृंखलाओं के रूप में जुड़े होते हैं। रेडिकल्स 4-, 6-, धनायन Ca 2+, Mg 2+, Fe 3+, Al 3+, Na + (पाइरोक्सिन)।

रिबन सिलिकेट्स में डबल चेन, रिबन और बेल्ट के रूप में टेट्राहेड्रा होता है। रेडिकल 6-, धनायन Ca 2+, Mg 2+, Fe 3+, Al 3+, Na +, (उभयचर)। अक्सर आयन (OH) ‾2 होते हैं।

श्रृंखला और रिबन संरचनाओं वाले सिलिकेट आमतौर पर लम्बे होते हैं, उन्हें प्रिज्मीय और स्तंभ क्रिस्टल, सुई के आकार और रेशेदार समुच्चय की विशेषता होती है।

शीट सिलिकेट सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा की निरंतर परतों वाले सिलिकेट होते हैं। इस संरचना का मूलांक 2- है। टेट्राहेड्रोन की परतें एक दूसरे से अलग होती हैं और धनायनों Mg 2+, Fe 3+, Al 3+, Ni + आदि से जुड़ी होती हैं। उनमें आयन (OH) 2, (OH, F) 2 (तालक, सर्पेन्टाइन, मिट्टी के खनिज) होते हैं , अभ्रक, क्लोराइट्स)।

लीफ सिलिकेट्स की विशेषता खनिजों की बहुत ही उत्तम दरार और पत्तीदार उपस्थिति है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा की परतें स्वयं बहुत मजबूत हैं, और धनायनों के माध्यम से उनके बीच का संबंध कम मजबूत होता है।

फ्रेमवर्क सिलिकेट एल्यूमीनियम और सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा के निरंतर त्रि-आयामी ढांचे वाले सिलिकेट होते हैं। इस मामले में, टेट्राहेड्रा में सभी ऑक्सीजन सामान्य हैं, उनकी संयोजकता का उपयोग धनायनों के साथ संबंध बनाने के लिए किया जाता है, और ढांचा तटस्थ है। ऐसे ढाँचे का मूलांक 0 है। यह वह ढाँचा है जो क्वार्ट्ज की संरचना से मेल खाता है (इस कारण से, क्वार्टज़ को एक ढाँचा संरचना के साथ सिलिकेट्स के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है)।

एल्युमीनियम-ऑक्सीजन रेडिकल्स एम- का निर्माण टेट्रावेलेंट सिलिकॉन को ट्राइवेलेंट एल्यूमीनियम के साथ बदलने के परिणामस्वरूप होता है, जो एक मुक्त वैलेंस की उपस्थिति का कारण बनता है और अन्य धनायनों को शामिल करने की आवश्यकता पर जोर देता है। प्रजाति बनाने वाले सिलिकेट धनायन Na +, K +, Ca 2+ (फेल्डस्पार, फेल्डस्पार) हैं।

अधिकांश सिलिकेट रंगहीन या सफेद होते हैं। Fe, Mn, Ni, Zr और अन्य तत्वों के सिलिकेट्स को अलग-अलग रंगों में रंगा जाता है। चमक हीरे जैसी काँच जैसी होती है। दरार दो या तीन दिशाओं में उत्तम है, बहुत उत्तम है, घनत्व 2.0 से 6.5 ग्राम/सेमी 3, कठोरता 1-8 है।

सिलिकेट पॉलीजेनिक खनिज हैं। वे मैग्मा से क्रिस्टलीकृत होते हैं, कायापलट की प्रक्रिया के दौरान बनते हैं, और अयस्क जमा के ऑक्सीकरण क्षेत्रों के विशिष्ट होते हैं।

हैलाइड्स (हैलाइड यौगिक)). क्लोराइड – हाइड्रोक्लोरिक एसिड के लवण. लगभग 100 खनिज प्रजातियाँ ज्ञात हैं। क्लोराइड का आंतरिक रंग सफेद होता है; शुद्ध क्रिस्टल रंगहीन और पारदर्शी होते हैं। यांत्रिक अशुद्धियों द्वारा हैलोजन यौगिकों को पीला, भूरा, भूरा, लाल और अन्य रंग दिए जाते हैं: लौह हाइड्रॉक्साइड, कार्बनिक पदार्थ, आदि। क्लोराइड में कम कठोरता होती है - 1.0-3.5; घनत्व 1.5-2.5 से 6.5-8.3 ग्राम/सेमी 3 तक भिन्न होता है, पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है और हीड्रोस्कोपिक होता है।

क्लोराइड मुख्य रूप से केमोजेनिक-तलछटी तरीकों से बनते हैं - नमक और सोडा झीलों या समुद्री घाटियों और लैगून से पानी के वाष्पीकरण के दौरान।

फ्लोराइड- Na, K, Ca, Mg और अन्य तत्वों का फ्लोरीन के साथ प्राकृतिक यौगिक। 59 खनिज प्रजातियाँ ज्ञात हैं, जिनमें से अधिकांश सीमित वितरण की हैं। सबसे मूल्यवान खनिज फ्लोराइट है, जो हाइड्रोथर्मल, न्यूमेटोलाइट और ग्रीसेन प्रकार के भंडारों में पाया जाता है।

तालिका 1.2 मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों और खनिजों की विशेषताओं को दर्शाती है जो प्रकृति में सबसे व्यापक हैं और व्यावहारिक मूल्य रखते हैं।

स्व-परीक्षण प्रश्न

खनिज शब्द को परिभाषित करें।

प्राकृतिक परिस्थितियों में खनिजों की क्या स्थिति हो सकती है?

क्रिस्टलीय और अनाकार संरचना वाले खनिजों के बीच क्या अंतर है?

खनिज समुच्चय को क्या कहते हैं? वहाँ किस प्रकार की इकाइयाँ हैं?

खनिजों के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुणों की सूची बनाएं।

क्लीवेज क्या है? उसके कारण.

कठोरता निर्धारित करने के लिए कौन सी विधियाँ मौजूद हैं?

मोह्स कठोरता पैमाने पर खनिजों के नाम बताइए।

खनिज फ्रैक्चर कैसे होता है?

खनिजों का रंग किसके कारण होता है?

धूमिल क्या है? यह किस खनिज की विशेषता है?

खनिज पदार्थ चमक में कैसे भिन्न होते हैं?

खनिजों के चुंबकीय गुण कैसे निर्धारित किये जाते हैं?

खनिजों को किस मापदंड से वर्गीकृत किया जा सकता है? खनिजों को वर्गीकृत करने का कौन सा मानदंड सबसे अधिक वैज्ञानिक रूप से आधारित है?

कौन सी खनिज निर्माण प्रक्रियाएँ अंतर्जात हैं और कौन सी बहिर्जात हैं?

व्यायाम:

तालिका का उपयोग करना 1.2, बिस्कुट, गिलास, अभिकर्मक, आदि शिक्षक द्वारा उपलब्ध कराए गए संग्रह से नमूनों की पहचान करते हैं।

यह वर्गीकरण क्रिस्टल रासायनिक सिद्धांत पर आधारित है

खनिजों के मुख्य वर्ग

• 1) सिलिकेट्स
• 2) ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड
• 3) कार्बोनेट
• 4) फॉस्फेट
• 5) सल्फेट्स
• 6) नाइट्रेट्स
• 7) सल्फाइड
• 8) मूल तत्व
• 1. क्लास सिलिकेट्स - पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम (सभी खनिजों का 33% से अधिक, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 85% से कम)

सिलिकेट्स की मुख्य संरचनात्मक इकाई, सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रॉन 4 में चार मुक्त वैलेंस बांड होते हैं, जिसके कारण अन्य रासायनिक तत्व और सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा जुड़े होते हैं।

कनेक्शन की प्रकृति के आधार पर, वहाँ हैं

• ए) द्वीप सिलिकेट्स (टेट्राहेड्रा सिंगल, डबल टेट्राहेड्रा या रिंगों में जुड़े 3, 4, 6 टेट्राहेड्रा के समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं, टेट्राहेड्रा धनायनों एमजी 2+, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+ से जुड़े होते हैं)। उदाहरण: ओलिवाइन, गार्नेट, जिरकोन, पुखराज। इस वर्ग की विशेषता उच्च घनत्व है।
• बी) रिंग सिलिकेट्स (बड़े छल्ले में जुड़े टेट्राहेड्रोन) - उदाहरण - बेरिल, टूमलाइन
• ग) चेन सिलिकेट्स (टेट्राहेड्रा 4-रेडिकल के साथ निरंतर श्रृंखलाओं में एक दूसरे से जुड़े होते हैं)। एक उदाहरण ऑगाइट है।
• डी) रिबन सिलिकेट्स (टेट्राहेड्रोन रेडिकल 6- के साथ दोहरी श्रृंखला बनाते हैं)। उदाहरण - हॉर्नब्लेंड, एक्टिनोलाइट, जेड। इस वर्ग की विशेषता रेशेदार संरचना है।
• ई) शीट सिलिकेट्स (टेट्राहेड्रा एक सतत परत बनाता है)। उदाहरण - अभ्रक, हाइड्रोमाइकस, मिट्टी, सर्पेन्टाइन। इस वर्ग की विशेषता बहुत उत्तम दरार है
• च) फ्रेमवर्क सिलिकेट्स (फेल्डस्पार)। सिलिकेट्स में, bvth - इस प्रकार के 3,4,6 टेट्राहेड्रल तत्वों के रेडिकल पीपी के साथ निरंतर श्रृंखलाओं में एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं; एक सतत ढांचे में सभी चार शीर्षों के ऑक्सीजन के माध्यम से जुड़े टेट्राहेड्रोन होते हैं। यहां कोई मुक्त संयोजकता नहीं है, अन्य आयनों का योग असंभव है। सिलिकॉन को एल्यूमीनियम या टाइटेनियम द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त वैलेंस होता है। इस वर्ग की विशेषता उत्तम दरार है

निम्नलिखित उपवर्ग प्रतिष्ठित हैं

• 1. पोटेशियम-सोडियम फेल्डस्पार - ऑर्थोक्लेज़, माइक्रोक्लाइन
• 2. सोडियम-कैल्शियम फेल्डस्पार - एल्बाइट, एंडीसाइट, लैब्राडोराइट
• 3. फेल्स्पैथाइड्स - नेफलाइन
• 4. जिओलाइट
• 2. ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड का वर्ग (वर्ग में लगभग 200 खनिज हैं, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 17%, क्वार्ट्ज का हिस्सा 12.6% है, ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड - 3.9%)। विशिष्ट क्षमता - उच्च कठोरता और घनत्व। इस वर्ग के प्रतिनिधि विभिन्न मूल के खनिजों को जोड़ते हैं और नाम के अनुसार, दो उपवर्गों में विभाजित होते हैं: उच्च और मध्यम कठोरता वाले ऑक्साइड, और कम कठोरता वाले हाइड्रॉक्साइड। दूसरी ओर, नामित वर्ग को सिलिकॉन के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड और धातुओं के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में विभाजित किया जा सकता है। सिलिकॉन ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड चट्टान बनाने में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं: क्वार्ट्ज SiO2 अकेले पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 12% तक होता है। क्वार्ट्ज के क्रिप्टोक्रिस्टलाइन संशोधनों को अलग-अलग रंग की चैलेडोनी द्वारा दर्शाया जाता है। हाइड्रोस सिलिकॉन ऑक्साइड के बीच ओपल SiO2 x nH2O का उल्लेख करना आवश्यक है। इन खनिजों की विशेषता क्रमशः कांच जैसी या धात्विक चमक होती है। धातु ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड अयस्क-निर्माण में अत्यधिक महत्वपूर्ण हैं। उनकी विशेषता क्रमशः धात्विक या मैट चमक है। सबसे बड़ा महत्व मैग्नेटाइट Fe3O4, हेमेटाइट Fe2O3, लिमोनाइट Fe2O3 x nH2O, कोरन्डम Al2O, बॉक्साइट Al2O x nH2O जैसे खनिजों का है।
• 3. कार्बोनेट का वर्ग (80 खनिज, कार्बोनिक एसिड के लवण, पृथ्वी की पपड़ी के वजन का 1.5%) - मध्यम कठोरता, गैर-धात्विक चमक, हल्का रंग, मुक्त कार्बन डाइऑक्साइड से भरपूर पानी में घुलनशील। उदाहरण - कैल्साइट, अर्गोनाइट, मैलाकाइट, डोलोमाइट. तलछटी और रूपांतरित चट्टानों की संरचना में कार्बोनेट का चट्टान बनाने में बहुत महत्व है, जो पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 2% तक होता है। कार्बोनेट की एक विशिष्ट विशेषता हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ उनकी सक्रिय बातचीत है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड की तीव्र रिहाई होती है। अधिकांश कार्बोनेटों की चमक कांच जैसी होती है, और कठोरता कम होती है। सबसे आम प्रतिनिधि कैल्साइट CaCO3, मैग्नेसाइट MgCO3, डोलोमाइट CaMg(CO3)2, साइडराइट FeCO3 हैं।
• 4. फॉस्फेट का वर्ग विभिन्न मूल के फॉस्फोरिक एसिड के लवणों से बनता है। इस वर्ग में लगभग 200 खनिज शामिल हैं, जो पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का लगभग 0.7% बनाते हैं। फॉस्फोरस के उत्पादन के लिए मैग्मैटिक मूल के उर्वरकों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है एपेटाइट सीए 5 (एफ, सीएल) 3 और फॉस्फोराइट (कैल्शियम फॉस्फेट), संरचना में इसके करीब, लेकिन सुपरजीन मूल के। फॉस्फेट की विशेषता कम कठोरता और घनत्व है।
• 5. सल्फेट्स का वर्ग (260 खनिज, पृथ्वी की पपड़ी के वजन से 0.1%) - आमतौर पर ये रासायनिक तलछट होते हैं जो हैलोजन के साथ मिलकर होते हैं। जिप्सम और एनहाइड्राइट कृषि संबंधी अयस्क हैं जिनका उपयोग जिप्सम सोलोनेट्ज़ के लिए किया जाता है। सल्फेट्स सल्फ्यूरिक एसिड के लवण होते हैं जो अधिकांश भाग में नमक-संतृप्त जलीय वातावरण में जमा होते हैं। खनिजों की विशेषता कम कठोरता, गैर-धात्विक प्रकार की चमक और हल्का रंग है। जिप्सम CaSO4 x 2H2O, एनहाइड्राइट CaSO4, मिराबिलिट (ग्लौबर का नमक) Na2SO4 x 10H2O पृथ्वी की पपड़ी में व्यापक हैं।
• 6. क्लास हैलाइड्स (100 खनिज, पृथ्वी की पपड़ी के वजन से 0.5%) - हाइड्रोहेलिक एसिड के लवण, हल्के, पारदर्शी, पानी में अत्यधिक घुलनशील। उनमें से कई कृषि संबंधी अयस्क हैं। हैलाइड्स (हैलाइड यौगिक) हाइड्रोहेलिक एसिड के लवण हैं। सबसे आम यौगिक क्लोराइड और फ्लोराइड हैं, जैसे रासायनिक उद्योग में उपयोग किए जाने वाले हेलाइट NaCl (सेंधा नमक) और सिल्वाइट KCl (पोटेशियम नमक)। फ्लोराइट CaF2 का उपयोग प्रकाशिकी में किया जाता है। हैलाइड्स को उनकी कांच जैसी चमक, कम कठोरता और घनत्व और अक्सर पानी में आसानी से घुलनशीलता द्वारा पहचाना जाता है।
• 7. नाइट्रेट का वर्ग (प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ) - नाइट्रिक एसिड लवण का व्युत्पन्न। इस वर्ग के खनिजों के लिए "सॉल्टपीटर" नाम स्थापित किया गया था; यह स्थापित किया गया था कि उनमें एन का स्रोत वायु नाइट्रोजन है। साल्टपीटर का निर्माण बायोजेनिक मूल का है; साल्टपीटर एक मूल्यवान खनिज उर्वरक है।
• 8. सल्फाइड का वर्ग (200 खनिज, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 0.15%) - हाइड्रोसल्फाइड एसिड के लवण, सबसे महत्वपूर्ण धातुओं के अयस्क, केवल जमीनी स्तर से नीचे स्थिर; अपक्षय क्षेत्र में उच्चतर, खनिज नष्ट हो जाते हैं। सल्फाइड भारी धातुओं के सल्फर यौगिक हैं। सल्फाइड का निर्माण ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना होता है, उनमें से अधिकांश हाइड्रोथर्मल मूल के होते हैं। ऑक्सीकृत होने पर, सल्फाइड आसानी से ऑक्साइड, कार्बोनेट या सल्फेट में बदल जाते हैं। सल्फाइड का मूल्य यह है कि वे अलौह धातुओं के अयस्क हैं, और वे अक्सर सोने के साथ होते हैं। सबसे आम प्रकार हैं पाइराइट (आयरन पाइराइट) FeS2, च्लोकोपाइराइट (कॉपर पाइराइट) CuFeS2, गैलेना (लेड चमक) PbS, स्फालेराइट (जिंक ब्लेंड) ZnS, सिनाबार HgS, आदि। अधिकांश सल्फाइड की विशेषता धात्विक चमक होती है, कम और मध्यम कठोरता, उच्च घनत्व। सल्फाइड बनाने वाली धातुएँ (Pb, As, Hg, Cd) बहुत जहरीली होती हैं और उच्च सांद्रता में सभी जीवित चीजों के लिए खतरा पैदा करती हैं।
• 9. मूल तत्वों का वर्ग (गैसों सहित लगभग 50 खनिज, पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 0.1% से कम)। इनमें पीटी, एजी, एयू, सीयू, एस, हीरा, ग्रेफाइट शामिल हैं। मूल खनिजों में केवल एक रासायनिक तत्व होता है। अधिकांश अत्यधिक आर्थिक महत्व के हैं (हीरा, ग्रेफाइट, सल्फर, सोना, तांबा, आदि)। देशी खनिजों की भौतिक विशेषताएँ बहुत विविध हैं।

लेख की सामग्री

खनिज और खनिज विज्ञान.खनिज पदार्थ – ठोस प्राकृतिक संरचनाएँ जो पृथ्वी, चंद्रमा और कुछ अन्य ग्रहों की चट्टानों के साथ-साथ उल्कापिंड और क्षुद्रग्रहों का निर्माण करती हैं। खनिज, एक नियम के रूप में, एक व्यवस्थित आंतरिक संरचना और एक निश्चित संरचना के साथ काफी सजातीय क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं, जिन्हें एक उपयुक्त रासायनिक सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। खनिज छोटे खनिज कणों का मिश्रण नहीं होते हैं, जैसे कि एमरी (मुख्य रूप से कोरंडम और मैग्नेटाइट से युक्त) या लिमोनाइट (गोइथाइट और अन्य लौह हाइड्रॉक्साइड का एक समुच्चय), बल्कि अव्यवस्थित संरचना वाले तत्वों के यौगिक भी होते हैं, जैसे ज्वालामुखीय ग्लास (ओब्सीडियन, आदि) .). खनिजों को प्राकृतिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनने वाले रासायनिक तत्व या उनके यौगिक माना जाता है। सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के कार्बनिक मूल के खनिज कच्चे माल, जैसे कोयला और तेल, को खनिजों की सूची से बाहर रखा गया है।

खनिज विद्या- खनिजों का विज्ञान, उनका वर्गीकरण, रासायनिक संरचना, संरचना (संरचना) की विशेषताएं और पैटर्न, उत्पत्ति, प्रकृति में स्थितियां और व्यावहारिक अनुप्रयोग। खनिजों की आंतरिक संरचना और पृथ्वी के इतिहास के साथ उनके संबंध की गहन व्याख्या के लिए, खनिज विज्ञान में गणित, भौतिकी और रसायन विज्ञान शामिल है। यह अन्य भूवैज्ञानिक विज्ञानों की तुलना में अधिक मात्रा में मात्रात्मक डेटा का उपयोग करता है, क्योंकि खनिजों का पर्याप्त रूप से वर्णन करने के लिए बारीक रासायनिक विश्लेषण और सटीक भौतिक माप आवश्यक हैं।

खनिज विज्ञान का इतिहास

नुकीले किनारों वाले चकमक के टुकड़ों का उपयोग आदिम मनुष्य द्वारा पुरापाषाण काल ​​में ही औजार के रूप में किया जाता था। फ्लिंट (क्वार्टज़ की एक बारीक किस्म) लंबे समय से एक प्रमुख खनिज रहा है। प्राचीन काल में मनुष्य को अन्य खनिजों की भी जानकारी थी। उनमें से कुछ, जैसे चेरी हेमेटाइट, पीले-भूरे गोइथाइट और मैंगनीज के काले ऑक्साइड, का उपयोग रॉक पेंटिंग और बॉडी पेंटिंग के लिए पेंट के रूप में किया जाता था, जबकि अन्य, जैसे एम्बर, जेड, देशी सोना, का उपयोग अनुष्ठान वस्तुओं, गहने बनाने के लिए किया जाता था। और ताबीज. पूर्व-राजवंशीय काल (5000-3000 ईसा पूर्व) के मिस्र में कई खनिज पहले से ही ज्ञात थे। सजावट के लिए देशी ताँबा, सोना और चाँदी का उपयोग किया जाता था। कुछ समय बाद, तांबे और उसकी मिश्र धातु, कांस्य से उपकरण और हथियार बनाए जाने लगे। कई खनिजों का उपयोग रंगों के रूप में किया जाता था, अन्य का उपयोग आभूषणों और सिग्नेट्स (फ़िरोज़ा, जेड, क्रिस्टल, चैलेडोनी, मैलाकाइट, गार्नेट, लैपिस लाजुली और हेमेटाइट) के लिए किया जाता था। वर्तमान में, खनिज धातुओं, निर्माण सामग्री (सीमेंट, प्लास्टर, कांच, आदि), रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल आदि के स्रोत के रूप में काम करते हैं।

खनिज विज्ञान पर पहले ज्ञात ग्रंथ में पत्थरों के बारे मेंअरस्तू के छात्र ग्रीक थियोफ्रेस्टस (लगभग 372-287 ईसा पूर्व) खनिजों को धातुओं, मिट्टी और पत्थरों में विभाजित किया गया था। लगभग 400 वर्ष बाद, प्लिनी द एल्डर (23-79 ई.) ने अपनी अंतिम पाँच पुस्तकों में प्राकृतिक इतिहास - विज्ञानउस समय उपलब्ध खनिज विज्ञान पर सभी जानकारी का सारांश दिया।

प्रारंभिक मध्य युग में, अरब पूर्व के देशों में, जिसने प्राचीन ग्रीस और प्राचीन भारत के ज्ञान को अवशोषित किया, विज्ञान का विकास हुआ। मध्य एशियाई वैज्ञानिक-विश्वकोशकार बिरूनी (973 - लगभग 1050) ने कीमती पत्थरों का विवरण संकलित किया ( खनिज विद्या) और उनके विशिष्ट गुरुत्व को सटीक रूप से मापने के लिए एक विधि का आविष्कार किया। एक अन्य प्रमुख वैज्ञानिक इब्न सिना (एविसेना) (सी. 980-1037) एक ग्रंथ में पत्थरों के बारे मेंसभी ज्ञात खनिजों का एक वर्गीकरण दिया, उन्हें चार वर्गों में विभाजित किया: पत्थर और मिट्टी, जीवाश्म ईंधन, नमक, धातु।

यूरोप में मध्य युग में खनिजों के बारे में व्यावहारिक जानकारी जमा की गई थी। खनिक और भविष्यवक्ता, आवश्यकता से बाहर, खनिज विज्ञानी बन गए और अपने अनुभव और ज्ञान को छात्रों और प्रशिक्षुओं तक पहुँचाया। व्यावहारिक खनिज विज्ञान, खनन और धातु विज्ञान पर तथ्यात्मक जानकारी का पहला सेट जी. एग्रीकोला का काम था धातुओं के बारे में (दे रे मेटालिका), 1556 में प्रकाशित। इस ग्रंथ और पहले के काम के लिए धन्यवाद जीवाश्मों की प्रकृति के बारे में (डी नेचुरा फॉसिलियम, 1546), जिसमें उनके भौतिक गुणों के आधार पर खनिजों का वर्गीकरण शामिल है, एग्रीकोला को खनिज विज्ञान के जनक के रूप में जाना जाता है।

एग्रीकोला के कार्यों के प्रकाशन के बाद 300 वर्षों तक, खनिज विज्ञान के क्षेत्र में अनुसंधान प्राकृतिक क्रिस्टल के अध्ययन के लिए समर्पित था। 1669 में, डेनिश प्रकृतिवादी एन. स्टेनन ने सैकड़ों क्वार्ट्ज क्रिस्टल के अपने अवलोकनों का सारांश देते हुए, क्रिस्टल चेहरों के बीच कोणों की स्थिरता का नियम स्थापित किया। एक सदी बाद (1772) रोम डी लिस्ले ने स्टेनन के निष्कर्षों की पुष्टि की। 1784 में, मठाधीश आर. गयूय ने क्रिस्टल संरचना के बारे में आधुनिक विचारों की नींव रखी। 1809 में, वोलास्टन ने एक परावर्तक गोनियोमीटर का आविष्कार किया, जिससे क्रिस्टल के चेहरों के बीच के कोणों का अधिक सटीक माप करना संभव हो गया और 1812 में उन्होंने क्रिस्टल की आंतरिक संरचना के नियम के रूप में एक स्थानिक जाली की अवधारणा को सामने रखा। 1815 में, पी. कॉर्डियर ने एक माइक्रोस्कोप के तहत कुचले हुए खनिजों के टुकड़ों के ऑप्टिकल गुणों का अध्ययन करने का प्रस्ताव रखा। सूक्ष्म अनुसंधान का आगे का विकास 1828 में डब्ल्यू. निकोल द्वारा ध्रुवीकृत प्रकाश (निकोल प्रिज्म) उत्पन्न करने के लिए एक उपकरण के आविष्कार से जुड़ा है। ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी में 1849 में जी. सोर्बी द्वारा सुधार किया गया, जिन्होंने इसे चट्टानों के पारदर्शी पतले वर्गों के अध्ययन में लागू किया।

खनिजों को वर्गीकृत करने की आवश्यकता थी। 1735 में सी. लिनिअस ने एक कृति प्रकाशित की प्रकृति की व्यवस्था (सिस्टेमा नेचुरे), जिसमें खनिजों को बाहरी विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया गया था, अर्थात। बिल्कुल पौधों और जानवरों की तरह. फिर स्वीडिश वैज्ञानिकों - 1757 में ए. क्रोनस्टेड और 1815 और 1824 में जे. बर्ज़ेलियस - ने खनिजों के रासायनिक वर्गीकरण के लिए कई विकल्प प्रस्तावित किए। 1841-1847 में के. रैमेल्सबर्ग द्वारा संशोधित दूसरा बर्ज़ेलियस वर्गीकरण, अमेरिकी खनिजविज्ञानी जे. डाना द्वारा तीसरे संस्करण के आधार के रूप में उपयोग किए जाने के बाद मजबूती से स्थापित हुआ। खनिज विज्ञान प्रणाली (दाना की खनिज विज्ञान प्रणाली, 1850). 18वीं-19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में खनिज विज्ञान के विकास में महान योगदान। जर्मन वैज्ञानिकों ए.जी. वर्नर और आई.ए. ब्रेइथौप्ट और रूसी - एम.वी. लोमोनोसोव और वी.एम. सेवरगिन द्वारा योगदान दिया गया।

19वीं सदी के उत्तरार्ध में. बेहतर ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी, ऑप्टिकल गोनियोमीटर और विश्लेषणात्मक तकनीकों ने व्यक्तिगत खनिज प्रजातियों पर अधिक सटीक डेटा प्राप्त करना संभव बना दिया है। जब एक्स-रे विश्लेषण का उपयोग करके क्रिस्टल का अध्ययन किया जाने लगा, तो खनिजों की संरचना की गहरी समझ आई। 1912 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी एम. लाउ ने प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया कि क्रिस्टल की आंतरिक संरचना के बारे में जानकारी उनके माध्यम से एक्स-रे प्रवाहित करके प्राप्त की जा सकती है। इस पद्धति ने खनिज विज्ञान में क्रांति ला दी: मुख्य रूप से वर्णनात्मक विज्ञान अधिक सटीक हो गया और खनिज विज्ञानी खनिजों के भौतिक और रासायनिक गुणों को उनकी क्रिस्टल संरचनाओं से जोड़ने में सक्षम हो गए।

19वीं सदी के अंत में - 20वीं सदी की शुरुआत में। 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिकों एन.आई. कोकशारोव, वी.आई. वर्नाडस्की, ई.एस. फेडोरोव, ए.ई. फर्समैन, ए.के. बोल्ड्येरेव और अन्य के काम से खनिज विज्ञान के विकास में काफी मदद मिली। खनिज विज्ञान ने ठोस अवस्था भौतिकी की नई अनुसंधान विधियों को अपनाया है, विशेष रूप से, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, अनुनाद विधियों की एक पूरी श्रृंखला (इलेक्ट्रॉनिक पैरामैग्नेटिक अनुनाद, परमाणु गामा अनुनाद, आदि), ल्यूमिनसेंट स्पेक्ट्रोस्कोपी, आदि, साथ ही नवीनतम विश्लेषणात्मक तरीके, जिसमें इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब विश्लेषण, इलेक्ट्रॉन विवर्तन के साथ संयुक्त इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी आदि शामिल हैं। इन विधियों का उपयोग खनिजों की रासायनिक संरचना को "एक बिंदु पर" निर्धारित करना संभव बनाता है, अर्थात। खनिजों के अलग-अलग दानों पर, उनकी क्रिस्टल संरचना की सूक्ष्म विशेषताओं, अशुद्धता तत्वों की सामग्री और वितरण, रंग और चमक की प्रकृति का अध्ययन करें। सटीक भौतिक अनुसंधान विधियों की शुरूआत ने खनिज विज्ञान में एक वास्तविक क्रांति ला दी। खनिज विज्ञान के विकास में इस चरण के साथ एन.वी. बेलोव, डी.एस. कोरज़िन्स्की, डी.पी. ग्रिगोरिएव, आई.आई. शफ्रानोव्स्की और अन्य जैसे रूसी वैज्ञानिकों के नाम जुड़े हुए हैं।

खनिजों के मुख्य गुण

लंबे समय तक, खनिजों की मुख्य विशेषताएं उनके क्रिस्टल और अन्य स्रावों का बाहरी आकार, साथ ही भौतिक गुण (रंग, चमक, दरार, कठोरता, घनत्व, आदि) थे, जो आज भी उनके विवरण में बहुत महत्व रखते हैं। और दृश्य (विशेष रूप से, क्षेत्र) निदान। ये विशेषताएँ, साथ ही ऑप्टिकल, रासायनिक, विद्युत, चुंबकीय और अन्य गुण, खनिजों की रासायनिक संरचना और आंतरिक संरचना (क्रिस्टलीय संरचना) पर निर्भर करते हैं। खनिज विज्ञान में रसायन विज्ञान की प्राथमिक भूमिका को 19वीं शताब्दी के मध्य तक पहचाना गया था, लेकिन संरचना का महत्व रेडियोग्राफी की शुरुआत के साथ ही स्पष्ट हो गया। क्रिस्टल संरचनाओं का पहला डिकोडिंग 1913 में अंग्रेजी भौतिकविदों डब्ल्यू जी ब्रैग और डब्ल्यू एल ब्रैग द्वारा किया गया था।

खनिज रासायनिक यौगिक हैं (मूल तत्वों को छोड़कर)। हालाँकि, इन खनिजों के रंगहीन, ऑप्टिकली पारदर्शी नमूनों में भी लगभग हमेशा थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं। प्राकृतिक घोल या पिघलाव जिससे खनिज क्रिस्टलीकृत होते हैं, आमतौर पर कई तत्वों से बने होते हैं। यौगिकों के निर्माण के दौरान, कम सामान्य तत्वों के कुछ परमाणु मुख्य तत्वों के परमाणुओं का स्थान ले सकते हैं। ऐसा प्रतिस्थापन इतना सामान्य है कि कई खनिजों की रासायनिक संरचना बहुत कम ही शुद्ध यौगिक के करीब पहुंचती है। उदाहरण के लिए, सामान्य चट्टान बनाने वाले खनिज ओलिविन की संरचना दो तथाकथित की रचनाओं के भीतर भिन्न होती है। श्रृंखला के अंतिम सदस्य: फ़ोर्सटेराइट, मैग्नीशियम सिलिकेट Mg 2 SiO 4 से फ़ायलाइट, आयरन सिलिकेट Fe 2 SiO 4 तक। पहले खनिज में Mg:Si:O और दूसरे में Fe:Si:O का अनुपात 2:1:4 है। मध्यवर्ती संरचना के जैतून में, अनुपात समान होते हैं, अर्थात। (Mg + Fe):Si:O 2:1:4 के बराबर है, और सूत्र (Mg,Fe) 2 SiO 4 के रूप में लिखा गया है। यदि मैग्नीशियम और लोहे की सापेक्ष मात्रा ज्ञात है, तो इसे सूत्र (Mg 0.80 Fe 0.20) 2 SiO 4 में दर्शाया जा सकता है, जिससे यह देखा जा सकता है कि 80% धातु परमाणुओं का प्रतिनिधित्व मैग्नीशियम द्वारा किया जाता है, और 20% लोहे से.

संरचना।

पानी को छोड़कर (जो - बर्फ के विपरीत - आमतौर पर खनिजों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है) सभी खनिज, सामान्य तापमान पर ठोस के रूप में दर्शाए जाते हैं। हालाँकि, यदि पानी और पारा को बहुत ठंडा किया जाता है, तो वे जम जाते हैं: पानी 0°C पर, और पारा -39°C पर। इन तापमानों पर, पानी के अणु और पारा परमाणु एक विशिष्ट नियमित त्रि-आयामी क्रिस्टलीय संरचना बनाते हैं (शब्द "क्रिस्टलीय" ” और “ठोस”) “इस मामले में लगभग बराबर हैं)। इस प्रकार, खनिज क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जिनके गुण उनके घटक परमाणुओं की ज्यामितीय व्यवस्था और उनके बीच रासायनिक बंधन के प्रकार से निर्धारित होते हैं।

यूनिट सेल (क्रिस्टल का सबसे छोटा उपखंड) इलेक्ट्रॉनिक बांड द्वारा एक साथ रखे गए नियमित रूप से व्यवस्थित परमाणुओं से बना होता है। ये छोटी कोशिकाएँ, त्रि-आयामी अंतरिक्ष में अंतहीन रूप से दोहराते हुए, एक क्रिस्टल बनाती हैं। विभिन्न खनिजों में इकाई कोशिकाओं के आकार अलग-अलग होते हैं और कोशिका के भीतर परमाणुओं के आकार, संख्या और सापेक्ष व्यवस्था पर निर्भर करते हैं। सेल पैरामीटर एंगस्ट्रॉम (Å) या नैनोमीटर (1 Å = 10 -8 सेमी = 0.1 एनएम) में व्यक्त किए जाते हैं। क्रिस्टल की प्राथमिक कोशिकाएँ बिना अंतराल के कसकर एक साथ जुड़ती हैं, आयतन भरती हैं और एक क्रिस्टल जाली बनाती हैं। क्रिस्टलों को इकाई कोशिका की समरूपता के आधार पर विभाजित किया जाता है, जो इसके किनारों और कोनों के बीच के संबंध की विशेषता है। आमतौर पर 7 प्रणालियाँ होती हैं (बढ़ती समरूपता के क्रम में): ट्राइक्लिनिक, मोनोक्लिनिक, रोम्बिक, टेट्रागोनल, ट्राइगोनल, हेक्सागोनल और क्यूबिक (आइसोमेट्रिक)। कभी-कभी त्रिकोणीय और षट्कोणीय प्रणालियों को अलग नहीं किया जाता है और उन्हें षट्कोणीय प्रणाली के नाम से एक साथ वर्णित किया जाता है। सिंगोनीज़ को 32 क्रिस्टल वर्गों (समरूपता के प्रकार) में विभाजित किया गया है, जिसमें 230 अंतरिक्ष समूह शामिल हैं। इन समूहों की पहचान सबसे पहले 1890 में रूसी वैज्ञानिक ई.एस. फेडोरोव ने की थी। एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण का उपयोग करके, एक खनिज की इकाई कोशिका के आयाम, इसकी सिनगोनी, समरूपता वर्ग और अंतरिक्ष समूह निर्धारित किए जाते हैं, और क्रिस्टल संरचना को समझा जाता है, अर्थात। इकाई कोशिका बनाने वाले परमाणुओं की त्रि-आयामी अंतरिक्ष में सापेक्ष स्थिति।

ज्यामितीय (आकृति विज्ञान) क्रिस्टलोग्राफी

अपने सपाट, चिकने, चमकदार किनारों वाले क्रिस्टल लंबे समय से मानव का ध्यान आकर्षित करते रहे हैं। एक विज्ञान के रूप में खनिज विज्ञान के आगमन के बाद से, क्रिस्टलोग्राफी खनिजों की आकृति विज्ञान और संरचना के अध्ययन का आधार बन गया है। यह पाया गया कि क्रिस्टल के चेहरों में एक सममित व्यवस्था होती है, जो क्रिस्टल को एक निश्चित प्रणाली को आवंटित करने की अनुमति देती है, और कभी-कभी कक्षाओं (समरूपता) में से एक को ( ऊपर देखें). एक्स-रे अध्ययनों से पता चला है कि क्रिस्टल की बाहरी समरूपता परमाणुओं की आंतरिक नियमित व्यवस्था से मेल खाती है।

खनिज क्रिस्टल के आकार बहुत व्यापक रेंज में भिन्न होते हैं - 5 टन वजन वाले दिग्गजों (ब्राजील के एक अच्छी तरह से निर्मित क्वार्ट्ज क्रिस्टल का द्रव्यमान) से लेकर इतने छोटे तक कि उनके चेहरों को केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत ही पहचाना जा सकता है। यहां तक ​​कि एक ही खनिज का क्रिस्टल आकार भी अलग-अलग नमूनों में थोड़ा भिन्न हो सकता है; उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज क्रिस्टल लगभग सममितीय, सुईनुमा या चपटे होते हैं। हालाँकि, सभी क्वार्ट्ज क्रिस्टल, बड़े और छोटे, नुकीले और चपटे, समान इकाई कोशिकाओं की पुनरावृत्ति से बनते हैं। यदि ये कोशिकाएँ एक निश्चित दिशा में उन्मुख होती हैं, तो क्रिस्टल का आकार लम्बा होता है; यदि दो दिशाओं में तीसरे की हानि के लिए, तो क्रिस्टल का आकार सारणीबद्ध होता है। चूँकि एक ही क्रिस्टल के संगत चेहरों के बीच के कोणों का एक स्थिर मान होता है और प्रत्येक खनिज प्रकार के लिए विशिष्ट होते हैं, इसलिए यह विशेषता आवश्यक रूप से खनिज की विशेषताओं में शामिल होती है।

अलग-अलग अच्छी तरह से काटे गए क्रिस्टल द्वारा दर्शाए गए खनिज दुर्लभ हैं। अधिकतर ये अनियमित कणों या क्रिस्टलीय समुच्चय के रूप में होते हैं। अक्सर एक खनिज की विशेषता एक निश्चित प्रकार का समुच्चय होता है, जो एक नैदानिक ​​विशेषता के रूप में काम कर सकता है। इकाइयाँ कई प्रकार की होती हैं।

डेंड्राइटिक शाखा समुच्चय फर्न की पत्तियों या काई से मिलते जुलते हैं और उदाहरण के लिए, पायरोलुसाइट की विशेषता रखते हैं।

घने रूप से भरे समानांतर रेशों से युक्त रेशेदार समुच्चय क्रिसोटाइल और एम्फिबोल एस्बेस्टस के विशिष्ट होते हैं।

कोलोमोर्फिक समुच्चय, जिनकी सतह चिकनी, गोल होती है, उन तंतुओं से निर्मित होते हैं जो एक सामान्य केंद्र से रेडियल रूप से विस्तारित होते हैं। बड़े गोल द्रव्यमान मास्टॉयड (मैलाकाइट) होते हैं, जबकि छोटे गुर्दे के आकार के (हेमेटाइट) या अंगूर के आकार के (साइलोमेलेन) होते हैं।

छोटे प्लेट जैसे क्रिस्टल से युक्त स्केली समुच्चय अभ्रक और बैराइट की विशेषता है।

स्टैलेक्टाइट्स कार्स्ट गुफाओं में हिमलंब, ट्यूब, शंकु या "पर्दे" के रूप में लटकी हुई ड्रिप-ड्रिप संरचनाएं हैं। वे चूना पत्थर की दरारों से रिसने वाले खनिजयुक्त पानी के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, और अक्सर कैल्साइट (कैल्शियम कार्बोनेट) या अर्गोनाइट से बने होते हैं।

ओलाइट्स, छोटी गेंदों से युक्त समुच्चय और मछली के अंडे के समान, कुछ कैल्साइट (ओओलिटिक चूना पत्थर), गोइथाइट (ओओलिटिक लौह अयस्क) और अन्य समान संरचनाओं में पाए जाते हैं।

क्रिस्टल रसायन

एक्स-रे डेटा जमा करने और रासायनिक विश्लेषण के परिणामों के साथ उनकी तुलना करने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि किसी खनिज की क्रिस्टल संरचना की विशेषताएं इसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती हैं। इस प्रकार, एक नए विज्ञान - क्रिस्टल रसायन विज्ञान - की नींव रखी गई। खनिजों के कई असंबंधित गुणों को उनकी क्रिस्टल संरचना और रासायनिक संरचना को ध्यान में रखकर समझाया जा सकता है।

देशी में कुछ रासायनिक तत्व (सोना, चांदी, तांबा) पाए जाते हैं। शुद्ध फ़ॉर्म। वे विद्युत रूप से तटस्थ परमाणुओं से निर्मित होते हैं (अधिकांश खनिजों के विपरीत, जिनके परमाणु विद्युत आवेश रखते हैं और आयन कहलाते हैं)। इलेक्ट्रॉनों की कमी वाला एक परमाणु धनात्मक रूप से आवेशित होता है और इसे धनायन कहा जाता है; इलेक्ट्रॉनों की अधिकता वाले परमाणु पर ऋणात्मक आवेश होता है और इसे आयन कहा जाता है। विपरीत आवेशित आयनों के बीच आकर्षण को आयनिक बंधन कहा जाता है और यह खनिजों में मुख्य बंधन बल के रूप में कार्य करता है।

एक अन्य प्रकार के बंधन के साथ, बाहरी इलेक्ट्रॉन सामान्य कक्षाओं में नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, परमाणुओं को एक दूसरे से जोड़ते हैं। सहसंयोजक बंधन सबसे मजबूत प्रकार का बंधन है। सहसंयोजक बंध वाले खनिजों में आमतौर पर उच्च कठोरता और गलनांक होते हैं (उदाहरण के लिए, हीरा)।

खनिजों में बहुत छोटी भूमिका कमजोर वैन डेर वाल्स बंधन द्वारा निभाई जाती है जो विद्युत रूप से तटस्थ संरचनात्मक इकाइयों के बीच होती है। ऐसी संरचनात्मक इकाइयों (परमाणुओं की परतें या समूह) की बंधन ऊर्जा असमान रूप से वितरित होती है। वैन डेर वाल्स बांड बड़ी संरचनात्मक इकाइयों में विपरीत रूप से चार्ज किए गए क्षेत्रों के बीच आकर्षण प्रदान करते हैं। इस प्रकार का बंधन ग्रेफाइट (कार्बन के प्राकृतिक रूपों में से एक) की परतों के बीच देखा जाता है, जो कार्बन परमाणुओं के मजबूत सहसंयोजक बंधन के कारण बनता है। परतों के बीच कमजोर बंधन के कारण, ग्रेफाइट में परतों के समानांतर कम कठोरता और बहुत सही दरार होती है। इसलिए, ग्रेफाइट का उपयोग स्नेहक के रूप में किया जाता है।

विपरीत रूप से आवेशित आयन एक दूसरे के पास ऐसी दूरी तक पहुंचते हैं जिस पर प्रतिकारक बल आकर्षक बल को संतुलित करता है। किसी विशेष धनायन-आयन जोड़ी के लिए, यह महत्वपूर्ण दूरी दो आयनों की "त्रिज्या" के योग के बराबर है। विभिन्न आयनों के बीच महत्वपूर्ण दूरी निर्धारित करके, अधिकांश आयनों की त्रिज्या का आकार (नैनोमीटर, एनएम में) निर्धारित करना संभव था।

चूँकि अधिकांश खनिजों की विशेषता आयनिक बंधों से होती है, इसलिए उनकी संरचनाओं को स्पर्श करने वाली गेंदों के रूप में देखा जा सकता है। आयनिक क्रिस्टल की संरचना मुख्य रूप से आवेश के परिमाण और संकेत और आयनों के सापेक्ष आकार पर निर्भर करती है। चूँकि संपूर्ण क्रिस्टल विद्युत रूप से तटस्थ है, आयनों के धनात्मक आवेशों का योग ऋणात्मक आवेशों के योग के बराबर होना चाहिए। सोडियम क्लोराइड (NaCl, खनिज हेलाइट) में, प्रत्येक सोडियम आयन का आवेश +1 होता है, और प्रत्येक क्लोराइड आयन का आवेश -1 होता है (चित्र 1), अर्थात। प्रत्येक सोडियम आयन एक क्लोराइड आयन से मेल खाता है। हालाँकि, फ्लोराइट (कैल्शियम फ्लोराइड, सीएएफ 2) में, प्रत्येक कैल्शियम आयन का चार्ज +2 होता है, और फ्लोराइड आयन -1 होता है। इसलिए, फ्लोरीन आयनों की समग्र विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए, यह कैल्शियम आयनों से दोगुना होना चाहिए (चित्र 2)।

किसी दिए गए क्रिस्टल संरचना में उनके शामिल होने की संभावना भी आयनों के आकार पर निर्भर करती है। यदि आयन समान आकार के हैं और इस तरह से पैक किए गए हैं कि प्रत्येक आयन 12 अन्य को छूता है, तो वे उचित समन्वय में हैं। एक ही आकार के गोले को पैक करने के दो तरीके हैं (चित्र 3): क्यूबिक क्लोज पैकिंग, जो आम तौर पर आइसोमेट्रिक क्रिस्टल के निर्माण की ओर ले जाती है, और हेक्सागोनल क्लोज पैकिंग, जो हेक्सागोनल क्रिस्टल बनाती है।

एक नियम के रूप में, धनायन आयनों की तुलना में आकार में छोटे होते हैं, और उनके आकार आयन त्रिज्या के अंशों में व्यक्त किए जाते हैं, जिन्हें एक के रूप में लिया जाता है। आमतौर पर धनायन की त्रिज्या को ऋणायन की त्रिज्या से विभाजित करके प्राप्त अनुपात का उपयोग किया जाता है। यदि कोई धनायन उन आयनों से थोड़ा ही छोटा है जिनके साथ वह संयोजित होता है, तो यह अपने आसपास के आठ आयनों के संपर्क में हो सकता है, या, जैसा कि आमतौर पर कहा जाता है, आयनों के संबंध में आठ-गुना समन्वय में, जो स्थित हैं, जैसे यह इसके चारों ओर एक घन के शीर्ष पर थे। यह समन्वय (जिसे घन भी कहा जाता है) 1 से 0.732 तक आयनिक त्रिज्या अनुपात पर स्थिर है (चित्र 4, ए). छोटे आयनिक त्रिज्या अनुपात पर, आठ आयनों को धनायन को छूने के लिए ढेर नहीं किया जा सकता है। ऐसे मामलों में, पैकिंग ज्यामिति ऑक्टाहेड्रोन के छह शीर्षों पर स्थित आयनों के साथ धनायनों के छह गुना समन्वय की अनुमति देती है (चित्र 4)। बी), जो 0.732 से 0.416 तक उनकी त्रिज्या के अनुपात पर स्थिर होगा। धनायन के सापेक्ष आकार में और कमी के साथ, चतुर्धातुक, या चतुष्फलकीय, समन्वय में संक्रमण होता है, जो 0.414 से 0.225 तक त्रिज्या अनुपात पर स्थिर होता है (चित्र 4, वी), फिर 0.225 से 0.155 तक त्रिज्या अनुपात के भीतर तिगुना करने के लिए (चित्र 4, जी) और डबल - 0.155 से कम त्रिज्या अनुपात के साथ (चित्र 4, डी). यद्यपि अन्य कारक भी समन्वय बहुफलक के प्रकार को निर्धारित करते हैं, अधिकांश खनिजों के लिए आयनिक त्रिज्या अनुपात सिद्धांत क्रिस्टल संरचना की भविष्यवाणी करने का एक प्रभावी साधन है।

पूरी तरह से अलग रासायनिक संरचना वाले खनिजों में समान संरचनाएं हो सकती हैं जिन्हें समान समन्वय पॉलीहेड्रा का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड NaCl में, सोडियम आयन की त्रिज्या और क्लोरीन आयन की त्रिज्या का अनुपात 0.535 है, जो अष्टफलकीय, या छह गुना, समन्वय को दर्शाता है। यदि प्रत्येक धनायन के चारों ओर छह धनायन एकत्रित होते हैं, तो 1:1 धनायन और ऋणायन का अनुपात बनाए रखने के लिए, प्रत्येक धनायन के चारों ओर छह धनायन होने चाहिए। यह एक घनीय संरचना उत्पन्न करता है जिसे सोडियम क्लोराइड प्रकार की संरचना के रूप में जाना जाता है। यद्यपि सीसा और सल्फर की आयनिक त्रिज्या सोडियम और क्लोरीन की आयनिक त्रिज्या से काफी भिन्न होती है, उनका अनुपात छह गुना समन्वय भी निर्धारित करता है, इसलिए पीबीएस गैलेना में सोडियम क्लोराइड जैसी संरचना होती है, यानी। हेलाइट और गैलेना समसंरचनात्मक हैं।

खनिजों में अशुद्धियाँ आमतौर पर आयनों के रूप में मौजूद होती हैं जो मेजबान खनिज की जगह ले लेती हैं। ऐसे प्रतिस्थापन आयनों के आकार को बहुत प्रभावित करते हैं। यदि दो आयनों की त्रिज्याएँ समान हैं या 15% से कम भिन्न हैं, तो उन्हें आसानी से प्रतिस्थापित किया जाता है। यदि यह अंतर 15-30% है, तो ऐसा प्रतिस्थापन सीमित है; 30% से अधिक के अंतर के साथ, प्रतिस्थापन व्यावहारिक रूप से असंभव है।

समान रासायनिक संरचना वाले आइसोस्ट्रक्चरल खनिजों के जोड़े के कई उदाहरण हैं जिनके बीच आयन प्रतिस्थापन होता है। इस प्रकार, कार्बोनेट साइडराइट (FeCO 3) और रोडोड्रोसाइट (MnCO 3) की संरचना समान होती है, और लोहा और मैंगनीज किसी भी अनुपात में एक दूसरे को प्रतिस्थापित कर सकते हैं, जिससे तथाकथित बनता है। ठोस समाधान. इन दोनों खनिजों के बीच ठोस विलयनों की एक सतत श्रृंखला होती है। खनिजों के अन्य युग्मों में, आयनों में पारस्परिक प्रतिस्थापन की संभावनाएँ सीमित होती हैं।

चूँकि खनिज विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, आयनों का आवेश उनके पारस्परिक प्रतिस्थापन को भी प्रभावित करता है। यदि प्रतिस्थापन विपरीत रूप से चार्ज किए गए आयन के साथ होता है, तो इस संरचना के कुछ हिस्से में दूसरा प्रतिस्थापन होना चाहिए, जिसमें प्रतिस्थापन आयन का चार्ज पहले के कारण विद्युत तटस्थता के उल्लंघन की भरपाई करता है। ऐसा संयुग्म प्रतिस्थापन फेल्डस्पार - प्लाजियोक्लासेस में देखा जाता है, जब कैल्शियम (Ca 2+) ठोस समाधानों की एक सतत श्रृंखला के निर्माण के साथ सोडियम (Na +) की जगह लेता है। Ca 2+ आयन द्वारा Na + आयन के प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप उत्पन्न अतिरिक्त सकारात्मक चार्ज की भरपाई संरचना के आसन्न क्षेत्रों में एल्यूमीनियम (Al 3+) के साथ सिलिकॉन (Si 4+) के एक साथ प्रतिस्थापन द्वारा की जाती है।

खनिजों के भौतिक गुण

यद्यपि खनिजों की मुख्य विशेषताएं (रासायनिक संरचना और आंतरिक क्रिस्टल संरचना) रासायनिक विश्लेषण और एक्स-रे विवर्तन के आधार पर स्थापित की जाती हैं, लेकिन वे अप्रत्यक्ष रूप से उन गुणों में परिलक्षित होते हैं जिन्हें आसानी से देखा या मापा जाता है। अधिकांश खनिजों का निदान करने के लिए, उनकी चमक, रंग, दरार, कठोरता और घनत्व निर्धारित करना पर्याप्त है।

चमक

– किसी खनिज द्वारा परावर्तित प्रकाश की गुणात्मक विशेषता। कुछ अपारदर्शी खनिज प्रकाश को दृढ़ता से परावर्तित करते हैं और उनमें धात्विक चमक होती है। यह गैलेना (सीसा खनिज), च्लोकोपाइराइट और बोर्नाइट (तांबा खनिज), अर्जेंटाइट और एकैन्थाइट (चांदी खनिज) जैसे अयस्क खनिजों में आम है। अधिकांश खनिज उन पर पड़ने वाले प्रकाश के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित या संचारित करते हैं और उनमें गैर-धात्विक चमक होती है। कुछ खनिजों में ऐसी चमक होती है जो धात्विक से अधात्विक में परिवर्तित हो जाती है, जिसे अर्ध-धात्विक कहा जाता है।

अधात्विक चमक वाले खनिज आमतौर पर हल्के रंग के होते हैं, उनमें से कुछ पारदर्शी होते हैं। क्वार्ट्ज, जिप्सम और हल्का अभ्रक अक्सर पारदर्शी होते हैं। अन्य खनिज (उदाहरण के लिए, दूधिया सफेद क्वार्ट्ज) जो प्रकाश संचारित करते हैं, लेकिन जिनके माध्यम से वस्तुओं को स्पष्ट रूप से अलग नहीं किया जा सकता है, पारभासी कहलाते हैं। धातु युक्त खनिज प्रकाश संचरण में अन्य से भिन्न होते हैं। यदि प्रकाश किसी खनिज से होकर गुजरता है, कम से कम अनाज के सबसे पतले किनारों में, तो यह, एक नियम के रूप में, गैर-धातु है; यदि प्रकाश पार नहीं होता है, तो यह अयस्क है। हालाँकि, कुछ अपवाद भी हैं: उदाहरण के लिए, हल्के रंग का स्पैलेराइट (जस्ता खनिज) या सिनेबार (पारा खनिज) अक्सर पारदर्शी या पारभासी होते हैं।

खनिज अपनी अधात्विक चमक की गुणात्मक विशेषताओं में भिन्न होते हैं। मिट्टी में फीकी, मिट्टी जैसी चमक है। क्रिस्टल के किनारों पर या फ्रैक्चर सतहों पर क्वार्ट्ज कांच जैसा होता है, तालक, जो दरार के विमानों के साथ पतली पत्तियों में विभाजित होता है, मोती की माँ है। हीरे की तरह चमकदार, चमचमाती, चमक को हीरा कहते हैं।

जब प्रकाश किसी अधात्विक चमक वाले खनिज पर पड़ता है, तो यह आंशिक रूप से खनिज की सतह से परावर्तित होता है और इस सीमा पर आंशिक रूप से अपवर्तित होता है। प्रत्येक पदार्थ की विशेषता एक निश्चित अपवर्तनांक होती है। क्योंकि इसे उच्च परिशुद्धता के साथ मापा जा सकता है, यह एक बहुत ही उपयोगी खनिज निदान सुविधा है।

चमक की प्रकृति अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर करती है, और ये दोनों खनिज की रासायनिक संरचना और क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करते हैं। सामान्य तौर पर, भारी धातु परमाणुओं वाले पारदर्शी खनिजों की विशेषता उच्च चमक और उच्च अपवर्तक सूचकांक होती है। इस समूह में एंगलसाइट (सीसा सल्फेट), कैसिटेराइट (टिन ऑक्साइड) और टाइटैनाइट या स्फीन (कैल्शियम टाइटेनियम सिलिकेट) जैसे सामान्य खनिज शामिल हैं। अपेक्षाकृत हल्के तत्वों से बने खनिजों में भी उच्च चमक और उच्च अपवर्तक सूचकांक हो सकता है यदि उनके परमाणुओं को कसकर पैक किया जाता है और मजबूत रासायनिक बंधनों द्वारा एक साथ रखा जाता है। एक उल्लेखनीय उदाहरण हीरा है, जो केवल एक प्रकाश तत्व, कार्बन से बना है। कुछ हद तक, यह खनिज कोरन्डम (अल 2 ओ 3) के लिए सच है, जिसकी पारदर्शी रंग की किस्में - माणिक और नीलम - कीमती पत्थर हैं। यद्यपि कोरंडम एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के हल्के परमाणुओं से बना है, वे एक साथ इतनी मजबूती से बंधे हुए हैं कि खनिज में काफी मजबूत चमक और अपेक्षाकृत उच्च अपवर्तक सूचकांक होता है।

कुछ चमक (तैलीय, मोमी, मैट, रेशमी, आदि) खनिज की सतह की स्थिति या खनिज समुच्चय की संरचना पर निर्भर करती हैं; एक रालयुक्त चमक कई अनाकार पदार्थों (रेडियोधर्मी तत्व यूरेनियम या थोरियम युक्त खनिजों सहित) की विशेषता है।

रंग

- एक सरल और सुविधाजनक निदान संकेत। उदाहरणों में पीतल-पीला पाइराइट (FeS 2), लेड-ग्रे गैलेना (PbS) और सिल्वर-व्हाइट आर्सेनोपाइराइट (FeAsS 2) शामिल हैं। धात्विक या अर्ध-धात्विक चमक वाले अन्य अयस्क खनिजों में, विशिष्ट रंग एक पतली सतह फिल्म (कलंकित) में प्रकाश के खेल से छिप सकता है। यह अधिकांश तांबे के खनिजों में आम है, विशेष रूप से बोर्नाइट, जिसे अपने इंद्रधनुषी नीले-हरे रंग के धूमिल होने के कारण "मोर अयस्क" कहा जाता है जो ताजा टूटने पर जल्दी विकसित होता है। हालाँकि, अन्य तांबे के खनिजों को परिचित रंगों में रंगा गया है: मैलाकाइट हरा है, अज़ूराइट नीला है।

कुछ गैर-धात्विक खनिज मुख्य रासायनिक तत्व (पीला - सल्फर और काला - गहरा भूरा - ग्रेफाइट, आदि) द्वारा निर्धारित रंग से स्पष्ट रूप से पहचाने जा सकते हैं। कई गैर-धात्विक खनिजों में ऐसे तत्व होते हैं जो उन्हें एक विशिष्ट रंग प्रदान नहीं करते हैं, लेकिन उनमें रंगीन किस्में होती हैं, जिनका रंग कम मात्रा में रासायनिक तत्वों की अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण होता है जो कि तीव्रता के साथ तुलनीय नहीं होते हैं। वे जिस रंग का कारण बनते हैं। ऐसे तत्वों को क्रोमोफोर्स कहा जाता है; उनके आयनों की विशेषता प्रकाश का चयनात्मक अवशोषण है। उदाहरण के लिए, गहरे बैंगनी नीलम का रंग क्वार्ट्ज में लोहे की थोड़ी मात्रा के कारण होता है, जबकि पन्ना का गहरा हरा रंग बेरिल में क्रोमियम की थोड़ी मात्रा के कारण होता है। आम तौर पर रंगहीन खनिजों में रंग क्रिस्टल संरचना में दोषों के कारण हो सकते हैं (जाली में अपूर्ण परमाणु स्थिति या विदेशी आयनों के समावेश के कारण), जो सफेद प्रकाश स्पेक्ट्रम में कुछ तरंग दैर्ध्य के चयनात्मक अवशोषण का कारण बन सकता है। फिर खनिजों को अतिरिक्त रंगों में रंगा जाता है। माणिक, नीलमणि और अलेक्जेंड्राइट का रंग इन्हीं प्रकाश प्रभावों के कारण होता है।

रंगहीन खनिजों को यांत्रिक समावेशन द्वारा रंगीन किया जा सकता है। इस प्रकार, हेमेटाइट का पतला बिखरा हुआ प्रसार क्वार्ट्ज को लाल रंग देता है, क्लोराइट - हरा। दूधिया क्वार्ट्ज गैस-तरल समावेशन से ढका हुआ है। यद्यपि खनिज रंग खनिज निदान में सबसे आसानी से निर्धारित गुणों में से एक है, इसका उपयोग सावधानी के साथ किया जाना चाहिए क्योंकि यह कई कारकों पर निर्भर करता है।

कई खनिजों के रंग में परिवर्तनशीलता के बावजूद, खनिज पाउडर का रंग बहुत स्थिर होता है, और इसलिए यह एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​विशेषता है। आमतौर पर, खनिज पाउडर का रंग उस रेखा (तथाकथित "रेखा रंग") द्वारा निर्धारित होता है जो खनिज तब निकलता है जब इसे बिना शीशे वाली चीनी मिट्टी की प्लेट (बिस्किट) के ऊपर से गुजारा जाता है। उदाहरण के लिए, खनिज फ्लोराइट विभिन्न रंगों में आता है, लेकिन इसकी धारियाँ हमेशा सफेद होती हैं।

दरार।

खनिजों का एक विशिष्ट गुण विखंडन के समय उनका व्यवहार है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज और टूमलाइन, जिनकी फ्रैक्चर सतह एक ग्लास चिप जैसी होती है, में एक शंकुधारी फ्रैक्चर होता है। अन्य खनिजों में, फ्रैक्चर को खुरदुरा, दांतेदार या बिखरा हुआ बताया जा सकता है। कई खनिजों की विशेषता फ्रैक्चर नहीं, बल्कि दरार है। इसका मतलब यह है कि वे सीधे उनकी क्रिस्टल संरचना से संबंधित चिकने तलों पर चिपकते हैं। क्रिस्टल जाली के विमानों के बीच संबंध बल क्रिस्टलोग्राफिक दिशा के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। यदि वे कुछ दिशाओं में दूसरों की तुलना में बहुत बड़े हैं, तो खनिज सबसे कमजोर बंधन में विभाजित हो जाएगा। चूँकि दरार हमेशा परमाणु तलों के समानांतर होती है, इसे क्रिस्टलोग्राफिक दिशाओं को इंगित करके निर्दिष्ट किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हेलाइट (NaCl) में घन दरार होती है, अर्थात। संभावित विभाजन की तीन परस्पर लंबवत दिशाएँ। दरार की पहचान अभिव्यक्ति में आसानी और परिणामी दरार सतह की गुणवत्ता से भी होती है। अभ्रक में एक दिशा में अत्यंत उत्तम विदलन होता है, अर्थात। चिकनी चमकदार सतह के साथ आसानी से बहुत पतली पत्तियों में विभाजित हो जाता है। पुखराज में एक दिशा में उत्तम विदलन होता है। खनिजों में दो, तीन, चार या छह दरार दिशाएँ हो सकती हैं जिनके साथ उन्हें विभाजित करना समान रूप से आसान होता है, या अलग-अलग डिग्री की कई दरार दिशाएँ हो सकती हैं। कुछ खनिजों में बिल्कुल भी दरार नहीं होती है। चूंकि दरार, खनिजों की आंतरिक संरचना की अभिव्यक्ति के रूप में, उनकी निरंतर संपत्ति है, यह एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​​​विशेषता के रूप में कार्य करती है।

कठोरता

- खरोंच लगने पर खनिज जो प्रतिरोध प्रदान करता है। कठोरता क्रिस्टल संरचना पर निर्भर करती है: किसी खनिज की संरचना में परमाणु जितनी अधिक मजबूती से एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, उसे खरोंचना उतना ही कठिन होता है। टैल्क और ग्रेफाइट नरम प्लेट जैसे खनिज हैं, जो बहुत कमजोर ताकतों द्वारा एक साथ बंधे परमाणुओं की परतों से निर्मित होते हैं। वे स्पर्श करने में चिकने होते हैं: जब हाथ की त्वचा पर रगड़ते हैं, तो अलग-अलग पतली परतें निकल जाती हैं। सबसे कठोर खनिज हीरा है, जिसमें कार्बन परमाणु इतनी मजबूती से बंधे होते हैं कि इसे केवल दूसरा हीरा ही खरोंच सकता है। 19वीं सदी की शुरुआत में. ऑस्ट्रियाई खनिजविज्ञानी एफ. मूस ने 10 खनिजों को उनकी कठोरता के बढ़ते क्रम में व्यवस्थित किया। तब से, इन्हें तथाकथित खनिजों की सापेक्ष कठोरता के लिए मानकों के रूप में उपयोग किया जाता रहा है। मोह्स स्केल (तालिका 1)।

किसी खनिज की कठोरता निर्धारित करने के लिए, सबसे कठोर खनिज की पहचान करना आवश्यक है जिसे वह खरोंच सकता है। जांचे जा रहे खनिज की कठोरता उस खनिज की कठोरता से अधिक होगी जिसे उसने खरोंचा था, लेकिन मोह पैमाने पर अगले खनिज की कठोरता से कम होगी। संबंध बल क्रिस्टलोग्राफिक दिशा के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, और चूंकि कठोरता इन बलों का एक मोटा अनुमान है, इसलिए यह अलग-अलग दिशाओं में भिन्न हो सकती है। यह अंतर आम तौर पर छोटा होता है, कायनाइट के अपवाद के साथ, जिसकी कठोरता क्रिस्टल की लंबाई के समानांतर दिशा में 5 और अनुप्रस्थ दिशा में 7 होती है।

खनिज अभ्यास में, स्क्लेरोमीटर डिवाइस का उपयोग करके पूर्ण कठोरता मूल्यों (तथाकथित माइक्रोहार्डनेस) की माप का भी उपयोग किया जाता है, जिसे किग्रा/मिमी 2 में व्यक्त किया जाता है।

घनत्व।

रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का द्रव्यमान हाइड्रोजन (सबसे हल्का) से लेकर यूरेनियम (सबसे भारी) तक भिन्न होता है। अन्य सभी चीजें समान होने पर, भारी परमाणुओं वाले पदार्थ का द्रव्यमान हल्के परमाणुओं वाले पदार्थ के द्रव्यमान से अधिक होता है। उदाहरण के लिए, दो कार्बोनेट - एरागोनाइट और सेरुसाइट - की आंतरिक संरचना समान होती है, लेकिन एरागोनाइट में हल्के कैल्शियम परमाणु होते हैं, और सेरुसाइट में भारी सीसा परमाणु होते हैं। परिणामस्वरूप, सेरुसाइट का द्रव्यमान उसी आयतन के अर्गोनाइट के द्रव्यमान से अधिक हो जाता है। किसी खनिज का प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान परमाणु पैकिंग घनत्व पर भी निर्भर करता है। कैल्साइट, एरेगोनाइट की तरह, कैल्शियम कार्बोनेट है, लेकिन कैल्साइट में परमाणु कम सघनता से भरे होते हैं, इसलिए इसमें एरेगोनाइट की तुलना में प्रति इकाई आयतन कम द्रव्यमान होता है। सापेक्ष द्रव्यमान या घनत्व, रासायनिक संरचना और आंतरिक संरचना पर निर्भर करता है। घनत्व 4°C पर किसी पदार्थ के द्रव्यमान और पानी की समान मात्रा के द्रव्यमान का अनुपात है। इसलिए, यदि किसी खनिज का द्रव्यमान 4 ग्राम है, और पानी की समान मात्रा का द्रव्यमान 1 ग्राम है, तो खनिज का घनत्व 4 है। खनिज विज्ञान में, घनत्व को जी/सेमी 3 में व्यक्त करने की प्रथा है।

घनत्व खनिजों की एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​विशेषता है और इसे मापना मुश्किल नहीं है। सबसे पहले, नमूने को हवा में और फिर पानी में तौला जाता है। चूंकि पानी में डुबोया गया नमूना ऊपर की ओर उत्प्लावन बल के अधीन होता है, इसलिए वहां इसका वजन हवा की तुलना में कम होता है। वजन में कमी विस्थापित पानी के वजन के बराबर है। इस प्रकार, घनत्व हवा में किसी नमूने के द्रव्यमान और पानी में उसके वजन में कमी के अनुपात से निर्धारित होता है।

खनिजों का वर्गीकरण

यद्यपि रासायनिक संरचना ने 19वीं शताब्दी के मध्य से खनिजों के वर्गीकरण के आधार के रूप में कार्य किया है, खनिजविज्ञानी हमेशा उस क्रम पर सहमत नहीं हुए हैं जिसमें खनिजों को व्यवस्थित किया जाना चाहिए। वर्गीकरण निर्माण की एक विधि के अनुसार, खनिजों को एक ही मुख्य धातु या धनायन के अनुसार समूहीकृत किया गया था। इस मामले में, लौह खनिज एक समूह में गिर गए, सीसा खनिज दूसरे में, जस्ता खनिज तीसरे में, आदि। हालाँकि, जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, यह पता चला कि समान गैर-धातु (आयन या आयनिक समूह) वाले खनिजों में समान गुण होते हैं और एक सामान्य धातु वाले खनिजों की तुलना में वे एक-दूसरे के बहुत अधिक समान होते हैं। इसके अलावा, एक सामान्य आयन वाले खनिज एक ही भूवैज्ञानिक सेटिंग में पाए जाते हैं और समान मूल के होते हैं। परिणामस्वरूप, आधुनिक वर्गीकरण में ( सेमी।मेज़ 2) खनिजों को उनके सामान्य ऋणायन या ऋणायन समूह के आधार पर वर्गों में बांटा गया है। एकमात्र अपवाद मूल तत्व हैं, जो प्रकृति में अन्य तत्वों के साथ यौगिक बनाए बिना स्वयं उत्पन्न होते हैं।

रासायनिक वर्गों को उपवर्गों (रसायन विज्ञान और संरचनात्मक रूपांकन के आधार पर) में विभाजित किया जाता है, जो बदले में, परिवारों और समूहों (संरचनात्मक प्रकार के आधार पर) में विभाजित होते हैं। एक समूह के भीतर अलग-अलग खनिज प्रजातियाँ पंक्तियाँ बना सकती हैं, और एक खनिज प्रजाति की कई किस्में हो सकती हैं।

अब तक लगभग. 4000 खनिजों को स्वतंत्र खनिज प्रजातियों के रूप में मान्यता दी गई है। नए खनिजों को इस सूची में जोड़ा जाता है क्योंकि वे खोजे जाते हैं और लंबे समय से ज्ञात होते हैं, लेकिन बदनाम होते हैं, जैसे-जैसे खनिज अनुसंधान के तरीकों में सुधार होता है, उन्हें बाहर रखा जाता है।

खनिजों की खोज की उत्पत्ति और शर्तें

खनिज विज्ञान केवल खनिजों के गुणों को निर्धारित करने तक ही सीमित नहीं है; यह खनिजों की उत्पत्ति, घटना की स्थितियों और प्राकृतिक संबंधों का भी अध्ययन करता है। लगभग 4.6 अरब वर्ष पहले पृथ्वी की उत्पत्ति के बाद से, कई खनिज यांत्रिक कुचलने, रासायनिक परिवर्तन या पिघलने से नष्ट हो गए हैं। लेकिन इन खनिजों को बनाने वाले तत्वों को संरक्षित किया गया, पुनर्समूहित किया गया और नए खनिजों का निर्माण किया गया। इस प्रकार, आज जो खनिज मौजूद हैं वे उन प्रक्रियाओं के उत्पाद हैं जो पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास में विकसित हुए हैं।

पृथ्वी की अधिकांश परत आग्नेय चट्टानों से बनी है, जो कुछ स्थानों पर तलछटी और रूपांतरित चट्टानों के अपेक्षाकृत पतले आवरण से ढकी हुई है। इसलिए, पृथ्वी की पपड़ी की संरचना, सिद्धांत रूप में, आग्नेय चट्टान की औसत संरचना से मेल खाती है। आठ तत्व ( तालिका देखें 3) पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का 99% बनाते हैं और, तदनुसार, इसे बनाने वाले खनिजों के द्रव्यमान का 99% बनाते हैं।

तत्व द्रव्यमान प्रतिशत आयतन प्रतिशत ऑक्सीजन 46.40 94.04 सिलिकॉन 28.15 0.88 एल्यूमीनियम 8.23 ​​​​0.48 लोहा 5.63 0.49 कैल्शियम 4.15 1.18 सोडियम 2.36 1.11 मैग्नीशियम 2, 33 0.33 पोटेशियम 2.09 1.49

मौलिक संरचना के संदर्भ में, पृथ्वी की पपड़ी एक फ्रेम संरचना है जिसमें सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के छोटे आयनों के साथ जुड़े ऑक्सीजन आयन शामिल हैं। इस प्रकार, मुख्य खनिज सिलिकेट हैं, जो लगभग हैं। सभी ज्ञात खनिजों का 35% और लगभग। 40% - सबसे आम. उनमें से सबसे महत्वपूर्ण फेल्डस्पार (पोटेशियम, सोडियम और कैल्शियम और कम सामान्यतः बेरियम युक्त एल्युमिनोसिलिकेट्स का एक परिवार) हैं। अन्य सामान्य चट्टान बनाने वाले सिलिकेट क्वार्ट्ज हैं (हालांकि, इसे अक्सर ऑक्साइड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है), अभ्रक, उभयचर, पाइरोक्सिन और ओलिवाइन।

अग्निमय पत्थर।

आग्नेय या आग्नेय चट्टानें तब बनती हैं जब पिघला हुआ मैग्मा ठंडा होकर क्रिस्टलीकृत हो जाता है। विभिन्न खनिजों का प्रतिशत, और इसलिए निर्मित चट्टान का प्रकार, जमने के समय मैग्मा में मौजूद तत्वों के अनुपात पर निर्भर करता है। प्रत्येक प्रकार की आग्नेय चट्टान में आमतौर पर खनिजों का एक सीमित समूह होता है जिसे प्रमुख चट्टानें कहा जाता है। इनके अतिरिक्त गौण एवं सहायक खनिज कम मात्रा में मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्रेनाइट में मुख्य खनिज पोटेशियम फेल्डस्पार (30%), सोडियम कैल्शियम फेल्डस्पार (30%), क्वार्ट्ज (30%), माइकास और हॉर्नब्लेंड (10%) हो सकते हैं। ज़िरकोन, स्फीन, एपेटाइट, मैग्नेटाइट और इल्मेनाइट सहायक खनिजों के रूप में मौजूद हो सकते हैं।

आग्नेय चट्टानों को आमतौर पर उनमें मौजूद प्रत्येक फेल्डस्पार के प्रकार और मात्रा के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। हालाँकि, कुछ चट्टानों में फेल्डस्पार की कमी होती है। आग्नेय चट्टानों को उनकी संरचना के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जो उन परिस्थितियों को दर्शाता है जिनके तहत चट्टान जम गई। पृथ्वी के भीतर धीरे-धीरे क्रिस्टलीकृत होकर, मैग्मा मोटे से मध्यम दाने वाली संरचना के साथ घुसपैठ करने वाली प्लूटोनिक चट्टानों को जन्म देता है। यदि मैग्मा लावा के रूप में सतह पर फूटता है, तो यह जल्दी ठंडा हो जाता है और महीन दाने वाली ज्वालामुखीय (प्रवाहकीय, या बाहर निकालने वाली) चट्टानें बनाता है। कभी-कभी कुछ ज्वालामुखीय चट्टानें (उदाहरण के लिए, ओब्सीडियन) इतनी जल्दी ठंडी हो जाती हैं कि उन्हें क्रिस्टलीकृत होने का समय ही नहीं मिलता; समान चट्टानों में कांच जैसा स्वरूप (ज्वालामुखीय चश्मा) होता है।

अवसादी चट्टानें।

जब चट्टान का अपक्षय या क्षरण होता है, तो खंडित या घुली हुई सामग्री तलछट में समाविष्ट हो जाती है। खनिजों के रासायनिक अपक्षय के परिणामस्वरूप, जो स्थलमंडल और वायुमंडल की सीमा पर होता है, नए खनिज बनते हैं, उदाहरण के लिए, फेल्डस्पार से मिट्टी के खनिज। जब खनिज (जैसे कैल्साइट) सतही जल में घुलते हैं तो कुछ तत्व निकलते हैं। हालाँकि, अन्य खनिज, जैसे कि क्वार्ट्ज, यहां तक ​​कि यंत्रवत् कुचले हुए भी, रासायनिक अपक्षय के प्रति प्रतिरोधी बने रहते हैं।

मौसम के दौरान पर्याप्त रूप से उच्च घनत्व वाले यांत्रिक और रासायनिक रूप से स्थिर खनिज पृथ्वी की सतह पर प्लैसर जमाव के रूप में जारी होते हैं। प्लेसर से, सबसे अधिक बार जलोढ़ (नदी), सोना, प्लैटिनम, हीरे, अन्य कीमती पत्थर, टिन पत्थर (कैसिटराइट), और अन्य धातुओं के खनिजों का खनन किया जाता है। कुछ जलवायु परिस्थितियों में, मोटी अपक्षय परतें बनती हैं, जो अक्सर अयस्क खनिजों से समृद्ध होती हैं। अपक्षय क्रस्ट बॉक्साइट (एल्यूमीनियम अयस्कों), हेमेटाइट (लौह अयस्कों), हाइड्रस निकल सिलिकेट्स, नाइओबियम खनिजों और अन्य दुर्लभ धातुओं के औद्योगिक जमाव से जुड़े हुए हैं।

अपक्षय उत्पादों का बड़ा हिस्सा जलधाराओं की एक प्रणाली के माध्यम से झीलों और समुद्रों में ले जाया जाता है, जिसके तल पर यह एक स्तरित तलछटी परत बनाता है। शेल्स मुख्य रूप से मिट्टी के खनिजों से बने होते हैं, जबकि बलुआ पत्थर मुख्य रूप से सीमेंटेड क्वार्ट्ज अनाज से बने होते हैं। घुले हुए पदार्थ को जीवित जीवों द्वारा पानी से निकाला जा सकता है या रासायनिक प्रतिक्रियाओं और वाष्पीकरण के माध्यम से अवक्षेपित किया जा सकता है। कैल्शियम कार्बोनेट समुद्री जल से मोलस्क द्वारा अवशोषित किया जाता है, जो इसका उपयोग अपने कठोर गोले बनाने के लिए करते हैं। अधिकांश चूना पत्थर समुद्री जीवों के सीपियों और कंकालों के जमा होने से बनते हैं, हालाँकि कुछ कैल्शियम कार्बोनेट रासायनिक रूप से अवक्षेपित होता है।

समुद्री जल के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप वाष्पीकृत निक्षेपों का निर्माण होता है। इवेपोराइट्स खनिजों का एक बड़ा समूह है, जिसमें हेलाइट (टेबल नमक), जिप्सम और एनहाइड्राइट (कैल्शियम सल्फेट्स), सिल्वाइट (पोटेशियम क्लोराइड) शामिल हैं; उन सभी में महत्वपूर्ण व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। ये खनिज नमक झीलों की सतह से वाष्पीकरण के दौरान भी जमा होते हैं, लेकिन इस मामले में, दुर्लभ तत्वों की सांद्रता में वृद्धि से कुछ अन्य खनिजों की अतिरिक्त वर्षा हो सकती है। इसी वातावरण में बोरेट्स का निर्माण होता है।

रूपांतरित चट्टानों।

क्षेत्रीय कायापलट.

तापमान और दबाव के प्रभाव में बड़ी गहराई पर दबी हुई आग्नेय और तलछटी चट्टानों में कायापलट नामक परिवर्तन होते हैं, जिसके दौरान चट्टानों के मूल गुण बदल जाते हैं, और मूल खनिज पुनः क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं या पूरी तरह से रूपांतरित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, खनिज आमतौर पर समानांतर विमानों के साथ व्यवस्थित होते हैं, जिससे चट्टानें शिस्टोज़ जैसी दिखती हैं। पतली शिस्टोज़ रूपांतरित चट्टानों को शैल्स कहा जाता है। वे अक्सर प्लेट सिलिकेट खनिजों (अभ्रक, क्लोराइट या टैल्क) से समृद्ध होते हैं। मोटे शिस्टोज़ रूपांतरित चट्टानें नीस हैं; उनमें क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और गहरे रंग के खनिजों के वैकल्पिक बैंड होते हैं। जब शिस्ट और गनीस में कुछ विशिष्ट रूप से रूपांतरित खनिज होते हैं, तो यह चट्टान के नाम पर प्रतिबिंबित होता है, उदाहरण के लिए, सिलिमेनाइट या स्टॉरोलाइट शिस्ट, कायनाइट या गार्नेट गनीस।

कायापलट से संपर्क करें.

जब मैग्मा पृथ्वी की पपड़ी की ऊपरी परतों की ओर बढ़ता है, तो आमतौर पर उन चट्टानों में परिवर्तन होते हैं जिनमें यह तथाकथित रूप से प्रवेश करता है। कायांतरण से संपर्क करें. ये परिवर्तन मूल के पुनः क्रिस्टलीकरण या नये खनिजों के निर्माण में प्रकट होते हैं। कायापलट की सीमा मैग्मा के प्रकार और उसमें व्याप्त चट्टान के प्रकार दोनों पर निर्भर करती है। चिकनी मिट्टी की चट्टानें और रासायनिक संरचना में समान चट्टानें संपर्क हॉर्नफेल्स (बायोटाइट, कॉर्डिएराइट, गार्नेट, आदि) में बदल जाती हैं। सबसे तीव्र परिवर्तन तब होते हैं जब ग्रेनाइटिक मैग्मा चूना पत्थर में घुसपैठ करता है: थर्मल प्रभाव उनके पुनर्संरचना और संगमरमर के निर्माण का कारण बनता है; चूना पत्थर के साथ रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप, मैग्मा से अलग किए गए समाधान खनिजों का एक बड़ा समूह बनाते हैं (कैल्शियम और मैग्नीशियम सिलिकेट्स: वोलास्टोनाइट, ग्रॉसुलर और एंड्राडाइट गार्नेट, वेसुवियनाइट, या इडोक्रेज़, एपिडोट, ट्रेमोलाइट और डायोपसाइड)। कुछ मामलों में, संपर्क कायापलट अयस्क खनिजों का परिचय देता है, जिससे चट्टानें तांबा, सीसा, जस्ता और टंगस्टन के मूल्यवान स्रोत बन जाती हैं।

मेटासोमैटोसिस।

क्षेत्रीय और संपर्क कायापलट के परिणामस्वरूप, मूल चट्टानों की रासायनिक संरचना में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है, बल्कि केवल उनकी खनिज संरचना और उपस्थिति में परिवर्तन होता है। जब समाधान कुछ तत्वों को पेश करते हैं और दूसरों को हटा देते हैं, तो चट्टानों की रासायनिक संरचना में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है। ऐसी नवनिर्मित चट्टानों को मेटोसोमेटिक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीकरण के दौरान ग्रेनाइटिक मैग्मा द्वारा छोड़े गए समाधानों के साथ चूना पत्थर की परस्पर क्रिया से ग्रेनाइट द्रव्यमान के चारों ओर संपर्क-मेटासोमैटिक अयस्कों - स्कार्प्स के क्षेत्रों का निर्माण होता है, जो अक्सर खनिजकरण की मेजबानी करते हैं।

अयस्क जमा और पेगमाटाइट

मोटे दाने वाले ग्रेनाइट की रासायनिक संरचना मूल मैग्मा की संरचना से काफी भिन्न हो सकती है। चट्टानों के अध्ययन से पता चला कि मैग्मा से खनिज एक निश्चित क्रम में निकलते हैं। आयरन और मैग्नीशियम से भरपूर खनिज जैसे ओलिवाइन और पाइरोक्सिन, साथ ही सहायक खनिज, पहले क्रिस्टलीकृत होते हैं। आसपास के पिघल की तुलना में उनके उच्च घनत्व के कारण, वे मैग्मैटिक पृथक्करण की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप नीचे की ओर स्थिर हो जाते हैं। ऐसा माना जाता है कि ड्यूनाइट्स का निर्माण इस प्रकार होता है - चट्टानें जिनमें लगभग पूरी तरह से ओलिवाइन होता है। इसी तरह की उत्पत्ति का श्रेय मैग्नेटाइट, इल्मेनाइट और क्रोमाइट के कुछ बड़े संचय को दिया जाता है, जो क्रमशः लोहा, टाइटेनियम और क्रोमियम श्रृंखला हैं।

हालाँकि, मैग्मैटिक पृथक्करण द्वारा खनिजों को हटा दिए जाने के बाद बचे हुए पिघल की संरचना पूरी तरह से उससे बनी चट्टान की संरचना के समान नहीं है। पिघल के क्रिस्टलीकरण के दौरान, इसमें पानी और अन्य वाष्पशील घटकों (उदाहरण के लिए, फ्लोरीन और बोरॉन यौगिक) की सांद्रता बढ़ जाती है, और उनके साथ कई अन्य तत्व भी बढ़ जाते हैं जिनके परमाणु चट्टान की क्रिस्टलीय संरचनाओं में प्रवेश करने के लिए बहुत बड़े या बहुत छोटे होते हैं। - खनिजों का निर्माण. क्रिस्टलीकृत मैग्मा से निकलने वाले जलीय तरल पदार्थ दरारों के माध्यम से पृथ्वी की सतह तक, कम तापमान और दबाव वाले क्षेत्र में बढ़ सकते हैं। इससे दरारों में खनिजों का जमाव होता है और शिराओं का जमाव होता है। कुछ नसें मुख्य रूप से गैर-धात्विक खनिजों (क्वार्ट्ज, कैल्साइट, बैराइट और फ्लोराइट) से बनी होती हैं। अन्य शिराओं में सोना, चांदी, तांबा, सीसा, जस्ता, टिन और पारा जैसी धातुओं के खनिज होते हैं; तदनुसार, वे मूल्यवान अयस्क भंडार का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। चूँकि ऐसे निक्षेप गर्म जलीय घोलों की भागीदारी से बनते हैं, इसलिए उन्हें हाइड्रोथर्मल कहा जाता है। यह कहा जाना चाहिए कि सबसे बड़े हाइड्रोथर्मल जमा शिरा नहीं हैं, बल्कि मेटासोमैटिक हैं; वे शीट-जैसे या अन्य आकार के जमाव हैं जो चट्टानों (अक्सर चूना पत्थर) को अयस्क-युक्त घोल से बदलने से बनते हैं। ऐसे भंडार बनाने वाले खनिजों को हाइड्रोथर्मल-मेटासोमैटिक मूल का कहा जाता है।

पेगमाटाइट्स आनुवंशिक रूप से क्रिस्टलीकृत ग्रेनाइटिक मैग्मा से संबंधित हैं। अत्यधिक गतिशील तरल पदार्थ का एक द्रव्यमान, जो अभी भी चट्टान बनाने वाले खनिजों को बनाने वाले तत्वों से समृद्ध है, को मैग्मा कक्ष से मेजबान चट्टान में निकाला जा सकता है, जहां यह मुख्य रूप से चट्टान से बनी मोटे अनाज वाली संरचना के निकायों को बनाने के लिए क्रिस्टलीकृत होता है। -निर्माता खनिज - क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और अभ्रक। ऐसे चट्टानी पिंड, जिन्हें पेगमेटाइट कहा जाता है, आकार में अत्यधिक परिवर्तनशील होते हैं। अधिकांश पेगमाटाइट पिंडों की अधिकतम लंबाई कई सौ मीटर है, लेकिन उनमें से सबसे बड़े पिंडों की लंबाई 3 किमी तक पहुंचती है, और छोटे पिंडों के लिए इसे पहले मीटर में मापा जाता है। पेगमाटाइट्स में व्यक्तिगत खनिजों के बड़े क्रिस्टल होते हैं, जिनमें दुनिया के सबसे बड़े फेल्डस्पार क्रिस्टल कई मीटर लंबे, अभ्रक - 3 मीटर व्यास तक, क्वार्ट्ज - 5 टन तक वजन वाले होते हैं।

कुछ पेगमाटाइट बनाने वाले तरल पदार्थ दुर्लभ तत्वों (अक्सर बड़े क्रिस्टल के रूप में) को केंद्रित करते हैं, उदाहरण के लिए, बेरिल और क्राइसोबेरील में बेरिलियम, स्पोड्यूमिन में लिथियम, पेटालाइट, एंबलीगोनाइट और लेपिडोलाइट, हेसाइट में सीज़ियम, टूमलाइन में बोरॉन, एपेटाइट और पुखराज में फ्लोरीन। . इनमें से अधिकांश खनिज आभूषण किस्मों के हैं। पेगमाटाइट्स का औद्योगिक महत्व आंशिक रूप से इस तथ्य के कारण है कि वे कीमती पत्थरों का स्रोत हैं, लेकिन मुख्य रूप से - उच्च ग्रेड पोटेशियम फेल्डस्पार और अभ्रक, साथ ही लिथियम, सीज़ियम और टैंटलम के अयस्क और आंशिक रूप से बेरिलियम।

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वर्तमान में, 3,000 से अधिक खनिज ज्ञात हैं। खनिजों का आधुनिक वर्गीकरण उन सिद्धांतों पर आधारित है जो खनिज प्रजातियों की सबसे आवश्यक विशेषताओं - रासायनिक संरचना और क्रिस्टल संरचना - को ध्यान में रखते हैं।

इस वर्गीकरण में, मूल इकाई को एक खनिज प्रजाति के रूप में लिया जाता है जिसमें एक निश्चित क्रिस्टलीय संरचना और एक निश्चित स्थिर रासायनिक संरचना होती है। खनिज के प्रकार में विभिन्नताएँ हो सकती हैं। विविधता को एक ही प्रकार के खनिजों के रूप में समझा जाता है जो कुछ भौतिक विशेषताओं में एक दूसरे से भिन्न होते हैं, उदाहरण के लिए, कई किस्मों में खनिज क्वार्ट्ज के रंग में (काला - मोरियन, पारदर्शी - रॉक क्रिस्टल, बैंगनी - नीलम)।

इसके अनुसार वर्गीकरण इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है:

1. मूलनिवासी

2. सल्फ़ाइड्स

3. हैलाइड्स

4. ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड

5. कार्बोनेट

6. सल्फेट्स

7. फॉस्फेट

8. सिलिकेट्स

1. मूल तत्व (खनिज)।

इस वर्ग में एक रासायनिक तत्व से युक्त खनिज शामिल हैं और इसी तत्व के नाम पर इसका नाम रखा गया है। उदाहरण के लिए: देशी सोना, गंधक, आदि। इन सभी को दो समूहों में बांटा गया है: धातु और अधातु। पहले समूह में देशी Au, Ag, Cu, Pt, Fe और कुछ अन्य शामिल हैं, दूसरे में - As, Bi, S और C (हीरा और ग्रेफाइट) शामिल हैं।

उत्पत्ति (उत्पत्ति) - मुख्य रूप से घुसपैठ चट्टानों और क्वार्ट्ज नसों, एस (सल्फर) में अंतर्जात प्रक्रियाओं के दौरान गठित - ज्वालामुखी के दौरान। बहिर्जात प्रक्रियाओं के दौरान, चट्टानें नष्ट हो जाती हैं, देशी खनिज मुक्त हो जाते हैं (भौतिक और रासायनिक प्रभावों के प्रति उनके प्रतिरोध के कारण) और इसके लिए अनुकूल स्थानों पर उनकी सांद्रता हो जाती है। इस प्रकार, सोने, प्लैटिनम और हीरे के प्लेसर बनाए जा सकते हैं।

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में अनुप्रयोग:

1- आभूषण उत्पादन और विदेशी मुद्रा भंडार (एयू, पीटी, एजी, हीरे);

2- पंथ वस्तुएँ और बर्तन (एयू, एजी),

3- रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स (एयू, एजी, सीयू), परमाणु, रासायनिक उद्योग, चिकित्सा, काटने के उपकरण - हीरा;

4- कृषि-सल्फर.

2. सल्फ़ाइड्स- हाइड्रोसल्फाइड एसिड के लवण।

में बांटें सरलसामान्य सूत्र ए एम एक्स पी और के साथ सल्फोसाल्ट- ए एम बी एन एक्स पी, जहां - ए एक धातु परमाणु है, बी धातुओं और उपधातुओं का परमाणु है, एक्स सल्फर परमाणु है।

सल्फाइड विभिन्न प्रणालियों में क्रिस्टलीकृत होते हैं - क्यूबिक, हेक्सागोनल, ऑर्थोरोम्बिक, आदि। देशी धनायनों की तुलना में, उनमें तत्व धनायनों की व्यापक संरचना होती है। इसलिए खनिज प्रजातियों की अधिक विविधता और समान संपत्ति की व्यापक श्रृंखला है।

सल्फाइड के सामान्य गुण धात्विक चमक, कम कठोरता (4 तक), भूरे और गहरे रंग और मध्यम घनत्व हैं।

इसी समय, सल्फाइड के बीच दरार, कठोरता और घनत्व जैसे गुणों में अंतर होता है।

सल्फाइड अलौह धातु अयस्कों का मुख्य स्रोत हैं, और दुर्लभ और उत्कृष्ट धातुओं के मिश्रण के कारण उनके उपयोग का मूल्य बढ़ जाता है।

उत्पत्ति - विभिन्न अंतर्जात और बहिर्जात प्रक्रियाएं।

3. हैलाइड्स।सबसे व्यापक हैं फ्लोराइड और क्लोराइड, मोनोवैलेंट फ्लोरीन और क्लोरीन के साथ धातु धनायनों के यौगिक।

फ्लोराइड मध्यम घनत्व और कठोरता वाले हल्के रंग के खनिज हैं। प्रतिनिधि फ्लोराइट CaF2 है। क्लोराइड खनिज हेलाइट और सेल्वाइट (NaCl और KCl) हैं।

हैलोजन की सामान्य विशेषताएं कम कठोरता, घन प्रणाली में क्रिस्टलीकरण, उत्तम दरार, रंगों की एक विस्तृत श्रृंखला और पारदर्शिता हैं। हैलाइट और सिल्वाइट में विशेष गुण होते हैं - नमकीन और कड़वा-नमकीन स्वाद।

फ्लोराइड और क्लोराइड उनकी उत्पत्ति में भिन्न होते हैं। फ्लोराइट अंतर्जात प्रक्रियाओं (हाइड्रोथर्मल) का एक उत्पाद है, और जल निकायों में वाष्पीकरण के दौरान वर्षा के कारण बहिर्जात परिस्थितियों में हेलाइट और सिल्वाइट का निर्माण होता है।

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में, फ्लोराइट का उपयोग प्रकाशिकी, धातु विज्ञान और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए किया जाता है। हेलाइट और सिल्वाइट का उपयोग रासायनिक और खाद्य उद्योगों, चिकित्सा और कृषि और फोटोग्राफी में किया जाता है।

4. ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड- 150 से अधिक खनिज प्रजातियों के साथ सबसे आम वर्गों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें धातु परमाणु या धनायन ऑक्सीजन या हाइड्रॉक्सिल समूह (OH) के साथ यौगिक बनाते हैं। इसे सामान्य सूत्र AX या ABX द्वारा व्यक्त किया जाता है - जहाँ X ऑक्सीजन परमाणु या हाइड्रॉक्सिल समूह है। सबसे व्यापक रूप से प्रस्तुत ऑक्साइड Si, Fe, Al, Ti और Sn हैं। उनमें से कुछ हाइड्रॉक्साइड रूप भी बनाते हैं। अधिकांश हाइड्रॉक्साइड्स की एक विशेषता एक ही धातु परमाणु के ऑक्साइड रूप की तुलना में संपत्ति मूल्यों में कमी है। इसका एक आकर्षक उदाहरण अल के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड रूप हैं।

ऑक्साइड को उनकी रासायनिक संरचना और चमक के आधार पर धात्विक और अधात्विक में विभाजित किया जा सकता है। पहले समूह की विशेषता मध्यम कठोरता, गहरे रंग (काला, भूरा, भूरा) और मध्यम घनत्व है। इसका एक उदाहरण हेमेटाइट और कैसिटेराइट खनिज हैं। दूसरे समूह को कम घनत्व, उच्च कठोरता 7-9, पारदर्शिता, रंगों की एक विस्तृत श्रृंखला और दरार की कमी की विशेषता है। उदाहरण पी - खनिज क्वार्ट्ज, कोरन्डम।

राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में, Fe, Mn, Al, Sn के उत्पादन के लिए ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। कोरन्डम (नीलम और माणिक) और क्वार्ट्ज (नीलम, रॉक क्रिस्टल, आदि) की पारदर्शी, क्रिस्टलीय किस्मों का उपयोग कीमती और अर्ध-कीमती पत्थरों के रूप में किया जाता है।

उत्पत्ति - अंतर्जात और बहिर्जात प्रक्रियाओं के दौरान।

5. कार्बोनेट- कार्बोनिक एसिड के लवण, सामान्य सूत्र ACO3 - जहां A Ca, Mg, Fe, आदि है।

सामान्य गुण - रम्बिक और ट्राइगोनल सिस्टम में क्रिस्टलीकृत होते हैं (अच्छे क्रिस्टलीय रूप और रम्बिक दरार); कम कठोरता 3-4, मुख्य रूप से हल्का रंग, कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ एसिड (एचसीएल और एचएनओ3) के साथ प्रतिक्रिया।

सबसे आम हैं: कैल्साइट CaCO3, मैग्नेसाइट Mg CO3, डोलोमाइट CaMg (CO3)2, साइडराइट Fe CO3।

हाइड्रॉक्सिल समूह (OH) के साथ कार्बोनेट: मैलाकाइट Cu2 CO3 (OH)2 - हरा रंग और HCl के साथ प्रतिक्रिया, लैपिस लाजुली Cu3 (CO3)2 (OH)2 - नीला रंग, क्रिस्टल में पारदर्शी।

कार्बोनेट की उत्पत्ति विविध है - तलछटी (रासायनिक और बायोजेनिक), हाइड्रोथर्मल, मेटामॉर्फिक।

कार्बोनेट तलछटी चट्टानों (चूना पत्थर, डोलोमाइट, आदि) और रूपांतरित चट्टानों - संगमरमर, स्कर्न्स के मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों में से एक हैं। इनका उपयोग निर्माण, प्रकाशिकी, धातु विज्ञान और उर्वरक के रूप में किया जाता है। मैलाकाइट का उपयोग सजावटी पत्थर के रूप में किया जाता है। मैग्नेसाइट और साइडराइट का बड़ा संचय आयरन और मैग्नीशियम का स्रोत है।

6. सल्फेट्स- सल्फ्यूरिक एसिड के लवण, अर्थात्। SO4 रेडिकल है। सबसे आम और प्रसिद्ध सल्फेट्स Ca, Ba, Sr, Pb हैं। उनके सामान्य गुण हैं मोनोक्लिनिक और ऑर्थोरोम्बिक प्रणालियों में क्रिस्टलीकरण, हल्का रंग, कम कठोरता, कांच जैसी चमक और उत्तम दरार।

खनिज: जिप्सम CaSO4 2H2O, एनहाइड्राइट CaSO4, बैराइट BaSO4 (उच्च घनत्व), सेलेस्टीन SrSO4।

वे बहिर्जात परिस्थितियों में बनते हैं, अक्सर हैलोजन के साथ मिलकर। कुछ सल्फेट्स (बैराइट, सेलेस्टीन) हाइड्रोथर्मल मूल के हैं।

अनुप्रयोग - निर्माण, कृषि, चिकित्सा, रसायन उद्योग।

7. फॉस्फेट- फॉस्फोरिक एसिड के लवण, अर्थात्। PO4 युक्त.

खनिज प्रजातियों की संख्या कम है; हम खनिज एपेटाइट Ca(PO4)3(F,Cl,OH) पर विचार करेंगे। यह क्रिस्टलीय और दानेदार समुच्चय, कठोरता 5, षट्कोणीय प्रणाली, अपूर्ण दरार, हरा-नीला रंग बनाता है। इसमें स्ट्रोंटियम, येट्रियम, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की अशुद्धियाँ शामिल हैं।

उत्पत्ति मैग्मैटिक और तलछटी है, जहां यह मिट्टी के कणों के साथ मिश्रित होने पर फॉस्फोराइट बनाती है।

अनुप्रयोग - कृषि कच्चे माल, रासायनिक उत्पादन और सिरेमिक उत्पादों में।

8. सिलिकेट्स- खनिजों का सबसे आम और विविध वर्ग (800 प्रजातियों तक)। सिलिकेट्स का वर्गीकरण सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रोन -4 पर आधारित है। एक दूसरे से जुड़ने पर बनने वाली संरचना के आधार पर, सभी सिलिकेट्स को द्वीप, परत, रिबन, श्रृंखला और ढांचे में विभाजित किया जाता है।

द्वीप सिलिकेट्स - उनमें पृथक टेट्राहेड्रा के बीच संबंध धनायनों के माध्यम से किया जाता है। इस समूह में खनिज शामिल हैं: ओलिवाइन, पुखराज, गार्नेट, बेरिल, टूमलाइन।

परत सिलिकेट निरंतर परतों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां टेट्राहेड्रा ऑक्सीजन आयनों द्वारा जुड़े होते हैं, और परतों के बीच कनेक्शन धनायनों के माध्यम से किया जाता है। इसलिए, उनके पास सूत्र 4- में एक सामान्य मूलांक है। इस समूह में अभ्रक खनिज शामिल हैं: बायोटाइट, टैल्क, मस्कोवाइट, सर्पेन्टाइन।

चेन और रिबन - टेट्राहेड्रा सिंगल या डबल चेन (रिबन) बनाते हैं। श्रृंखला - एक सामान्य रेडिकल 4- है और इसमें पाइरोक्सिन का एक समूह शामिल है।

रिबन सिलिकेट्स रेडिकल 6 के साथ एम्फिबोल समूह के खनिजों को मिलाते हैं।

फ्रेमवर्क सिलिकेट्स - उनमें, टेट्राहेड्रा सभी ऑक्सीजन परमाणुओं द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जो एक रेडिकल के साथ एक फ्रेमवर्क बनाते हैं। इस समूह में फेल्डस्पार और प्लाजियोक्लासेस शामिल हैं। फेल्डस्पार खनिजों को Na और K धनायनों के साथ मिलाते हैं। ये माइक्रोक्लाइन और ऑर्थोक्लेज़ खनिज हैं। प्लाजियोक्लेज़ में धनायन के रूप में Ca और Na होते हैं, और इन तत्वों के बीच का अनुपात स्थिर नहीं होता है। इसलिए, प्लाजियोक्लासेस खनिजों की एक आइसोमोर्फिक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करते हैं: एल्बाइट - ऑलिगोक्लेज़ - एंडेसिन - लैब्राडोराइट - बायटाउनाइट - एनोर्थाइट। एल्बाइट से एनोर्थाइट तक Ca की मात्रा बढ़ जाती है।

सिलिकेट्स में धनायनों की संरचना में अक्सर शामिल होते हैं: Mg, Fe, Mn, Al, Ti, Ca, K, Na, Be, कम अक्सर Zr, Cr, B, Zn, दुर्लभ और रेडियोधर्मी तत्व। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि टेट्राहेड्रा में सिलिकॉन का हिस्सा अल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, और फिर हम खनिजों को एल्युमिनोसिलिकेट्स के रूप में वर्गीकृत करते हैं।

क्रिस्टल संरचना की जटिल रासायनिक संरचना और विविधता मिलकर भौतिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न करती है। उदाहरण के तौर पर मोह्स स्केल का उपयोग करने पर भी यह देखा जा सकता है कि सिलिकेट्स की कठोरता 1 से 9 तक होती है।

दरार अति उत्तम से अपूर्ण तक भिन्न होती है।

सिलिकेट्स को अक्सर रंग के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है - गहरे रंग का, हल्के रंग का। यह विशेष रूप से सिलिकेट्स - चट्टान बनाने वाले खनिजों पर व्यापक रूप से लागू होता है।

सिलिकेट मुख्य रूप से अंतर्जात प्रक्रियाओं में आग्नेय और रूपांतरित चट्टानों के निर्माण के दौरान बनते हैं। सिलिकेट चट्टानों के अपक्षय के दौरान बहिर्जात परिस्थितियों में मिट्टी के खनिजों (काओलिन, आदि) का एक बड़ा समूह बनता है।

कई सिलिकेट खनिज हैं और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में उपयोग किए जाते हैं। ये निर्माण सामग्री, फेसिंग, सजावटी और कीमती पत्थर (पुखराज, गार्नेट, पन्ना, टूमलाइन, आदि), धातु अयस्क (बीई, जेडआर, अल) और गैर-धातु (बी), दुर्लभ तत्व हैं। इनका उपयोग रबर और कागज उद्योगों में, अपवर्तक और सिरेमिक कच्चे माल के रूप में होता है।

क्रिस्टल रासायनिक वर्गीकरण के साथ-साथ, अन्य सिद्धांतों के आधार पर खनिजों के अन्य वर्गीकरण भी हैं। उदाहरण के लिए, आनुवंशिक वर्गीकरण खनिजों की उत्पत्ति के प्रकार पर आधारित होता है; अयस्क प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में, वर्गीकरण का उपयोग उनके भौतिक (पृथक्करण) गुणों के आधार पर किया जाता है, उदाहरण के लिए, चुंबकत्व, घनत्व, घुलनशीलता, फ्यूजिबिलिटी और अन्य विशेषताएं।

यद्यपि रासायनिक संरचना ने 19वीं शताब्दी के मध्य से खनिजों के वर्गीकरण के आधार के रूप में कार्य किया है, खनिजविज्ञानी हमेशा उस क्रम पर सहमत नहीं हुए हैं जिसमें खनिजों को व्यवस्थित किया जाना चाहिए। वर्गीकरण निर्माण की एक विधि के अनुसार, खनिजों को एक ही मुख्य धातु या धनायन के अनुसार समूहीकृत किया गया था।

इस मामले में, लौह खनिज एक समूह में गिर गए, सीसा खनिज दूसरे में, जस्ता खनिज तीसरे में, आदि। हालाँकि, जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, यह पता चला कि समान गैर-धातु (आयन या आयनिक समूह) वाले खनिजों में समान गुण होते हैं और एक सामान्य धातु वाले खनिजों की तुलना में वे एक-दूसरे के बहुत अधिक समान होते हैं।

इसके अलावा, एक सामान्य आयन वाले खनिज एक ही भूवैज्ञानिक सेटिंग में पाए जाते हैं और समान मूल के होते हैं। परिणामस्वरूप, आधुनिक वर्गीकरण में खनिजों को उनके सामान्य ऋणायन या ऋणायन समूह के आधार पर वर्गों में बांटा गया है.

एकमात्र अपवाद मूल तत्व हैं, जो प्रकृति में अन्य तत्वों के साथ यौगिक बनाए बिना स्वयं उत्पन्न होते हैं।

खनिजों को उनकी रासायनिक संरचना और क्रिस्टल संरचना के अनुसार निम्नलिखित समूहों में वर्गीकृत किया गया है:

• मूल तत्व;
• सल्फाइड और सल्फोसाल्ट;
• हैलोजन यौगिक (हैलोजेनाइड्स);
• आक्साइड;
• ऑक्सीजन लवण (कार्बोनेट, सल्फेट्स, टंगस्टेट्स, फॉस्फेट, सिलिकेट्स)।

खनिजों का वर्तमान में स्वीकृत वर्गीकरण उनकी रासायनिक संरचना और संरचना पर आधारित है। उत्पत्ति (ग्रीक "उत्पत्ति" - उत्पत्ति) पर भी बहुत ध्यान दिया जाता है, जिससे पृथ्वी की पपड़ी में खनिजों के वितरण के पैटर्न को समझना संभव हो जाता है।

मूल तत्व

पृथ्वी की पपड़ी में मूल तत्वों (83 खनिजों) का 0.1% (द्रव्यमान के अनुसार) से अधिक नहीं है। उनका निष्कर्षण महत्वपूर्ण कठिनाइयों से जुड़ा हुआ है, और इसलिए उनमें से कई विशेष रूप से अत्यधिक मूल्यवान हैं और, मानव श्रम के मानक होने के नाते, अंतरराष्ट्रीय व्यापार में राष्ट्रीय मुद्रा के लिए संपार्श्विक के रूप में देशों के सोने के भंडार में उपयोग किए जाते हैं। आनुवंशिक रूप से मैग्मा क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं (पीटी, हीरा, ग्रेफाइट), हाइड्रोथर्मल (एयू) और तलछटी (एस) प्रक्रियाओं से संबंधित है। देशी लोहा अक्सर लौकिक मूल का होता है।

देशी धातुओं की विशेषता अत्यधिक उच्च लचीलापन, धात्विक चमक, लचीलापन, तापीय और विद्युत चालकता है, जो क्रिस्टल जाली में धात्विक बंधों के कारण होती है।

उच्च घनत्व भी विशेषता है। उनके पास सबसे भारी खनिज हैं: नेव्यांस्काइट (21.5 ग्राम/सेमी3 तक) और सिसेर्टस्काइट (22.5 ग्राम/सेमी3 तक)।

देशी धातुओं (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg) के अलावा, देशी उपधातु (As, Sb, Bi) और अधातु (S, Se) भी हैं। ते, सी) .

उल्कापिंड लोहा कभी-कभी नियमित क्यूब्स (हेक्साहेड्रल आयरन) और ऑक्टाहेड्रोन (ऑक्टाहेड्रल आयरन) के रूप में देखा जाता है। आमतौर पर सतह पर विशिष्ट उंगली के आकार के गड्ढों के साथ गोलाकार आकृति के पिघले हुए द्रव्यमान के रूप में। तथाकथित "पलास आयरन" में ओलिवाइन (MgFeSiO4) का समावेश होता है।

सल्फ़ाइड्स

पृथ्वी की पपड़ी में इस समूह (230 खनिज) के खनिजों की मात्रा 0.15% (द्रव्यमान के अनुसार) से अधिक नहीं है। रासायनिक दृष्टि से ये यौगिक हाइड्रोजन सल्फाइड अम्ल के लवण हैं। कड़ाई से स्टोइकोमेट्रिक संरचना (FeS 2, CuFeS 2, आदि) के सल्फाइड और ऐसे यौगिक दोनों हैं जिनमें सल्फर सामग्री कुछ सीमाओं के भीतर भिन्न होती है (पॉलीसल्फाइड, उदाहरण के लिए FeS x, जहां x = 1.0.1 - 1.14)।

आयनिक क्रिस्टल जालक विशेषता हैं। अधिकांश सल्फाइड भारी, मुलायम और चमकदार होते हैं। इनमें उच्च विद्युत चालकता होती है। ज्यादातर मामलों में, हाइड्रोथर्मल मूल के, कभी-कभी सल्फाइड मैग्मा के क्रिस्टलीकरण का एक उत्पाद। ऑक्सीकरण क्षेत्र में मौसम के दौरान, सल्फाइड पहले सल्फेट्स में बदल जाते हैं, और फिर ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड और कार्बोनेट में बदल जाते हैं।

सल्फाइड अलौह धातु विज्ञान के अयस्क आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं और सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं। चूँकि सल्फर स्टील को लाल-भंगुर बना देता है, लौह अयस्कों में सल्फाइड की उपस्थिति उनकी गुणवत्ता को कम कर देती है। ब्लास्ट फर्नेस गलाने से पहले, चूर्णित लौह अयस्कों को सिंटरिंग कारखानों में एकत्रित किया जाता है। सिंटरिंग के दौरान, अयस्क से 99% तक सल्फाइड सल्फर को निकालना संभव है।

हैलाइड यौगिक

पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 0.5% (द्रव्यमान के अनुसार) हैलोजन यौगिक हैं, जो हाइड्रोथर्मल या तलछटी मूल के हैं। फ्लोराइट अक्सर पेगमाटाइट शिराओं में पाया जाता है। रासायनिक दृष्टि से, ये खनिज अम्ल के लवण हैं: HF, HI, HBr, HCI। विशेषताएँ: कांच जैसी चमक, कम घनत्व, पानी में घुलनशीलता। हैलाइड यौगिकों में आयनिक जालक होते हैं।

धातुकर्म स्लैग को द्रवीभूत करने के लिए बड़ी मात्रा में फ्लोराइट का उपयोग करता है। हैलाइड यौगिकों का व्यापक रूप से रसायन विज्ञान, कृषि (उर्वरक) और खाद्य उद्योग में उपयोग किया जाता है।

आक्साइड

पृथ्वी की पपड़ी में 17% तक (द्रव्यमान के अनुसार) ऑक्साइड होते हैं। सबसे आम हैं क्वार्ट्ज (12.6%), आयरन ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड (3.9%), एआई, एमएन, टीआई, सीआर के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड। आइए हम यहां याद रखें कि लौह अयस्क और मैंगनीज अयस्कों का बड़ा हिस्सा तलछटी उत्पत्ति का है। ऑक्साइड समूह के खनिज लौह धातु विज्ञान का अयस्क आधार हैं। लौह और मैंगनीज अयस्कों के सबसे महत्वपूर्ण अयस्क खनिज: हेमेटाइट (Fe 2 O 3), मैग्नेटाइट (Fe 3 O 4), भूरा लौह अयस्क (Fe 2 O 3) . एच 2 ओ), पायरोलुसाइट (एमएनओ 2), ब्रुनाइट (एमएन 2 ओ 3), हौसमैनाइट (एमएन 3 ओ 4), साइलोमेलेन (एमएनओ 2) . एमएनओ . एन एच 2 ओ), मैंगनीज (एमएनओ 2)। . एमएन(ओएच) 2 .

ऑक्साइड की क्रिस्टल जाली को आयनिक बंधन की विशेषता होती है। Fe, Mn, Cr, Ti के ऑक्साइड में अर्ध-धात्विक चमक और गहरा रंग होता है। ये खनिज अपारदर्शी हैं। मैग्नेटाइट (Fe3O4) और इल्मेनाइट (FeO. TiO2) का एक विशिष्ट गुण उनका चुंबकत्व है।

कार्बोनेट्स, सल्फेट्स, टंगस्टेट्स, फॉस्फेट

कार्बोनेट, जो पृथ्वी की पपड़ी का लगभग 1.7% बनाते हैं, तलछटी या हाइड्रोथर्मल खनिज हैं। रासायनिक दृष्टि से ये कार्बोनिक अम्ल - H2CO3 के लवण हैं। कार्बोनेट में आयनिक क्रिस्टल जालक होते हैं; कम घनत्व, कांच जैसी चमक, हल्के रंग (कॉपर कार्बोनेट को छोड़कर), कठोरता 3-5, पतला एचसीएल के साथ प्रतिक्रिया द्वारा विशेषता। कार्बोनेट का व्यापक रूप से लौह और इस्पात उद्योग में फ्लक्स के रूप में और अपवर्तक और चूने के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

पृथ्वी की पपड़ी में 0.1% (द्रव्यमान द्वारा) सल्फेट्स होते हैं, जो मुख्य रूप से रासायनिक तलछटी मूल के होते हैं और सल्फ्यूरिक एसिड H2SO4 के लवण होते हैं। आमतौर पर ये नरम, हल्के, हल्के खनिज होते हैं। बाह्य रूप से, वे कार्बोनेट के समान होते हैं, लेकिन एचसीएल के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। सल्फेट्स का उपयोग रासायनिक और निर्माण उद्योगों में किया जाता है। वे लौह अयस्कों में एक बेहद हानिकारक अशुद्धता हैं, क्योंकि ढेर के दौरान गैस चरण में 60 - 70% से अधिक सल्फेट सल्फर को निकालना संभव नहीं है।