title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Краткая история развития минералогии

Краткая история развития минералогии

С минералами человек освоился на первых ступенях развития общественных отношений. Минералы — «камни» в то время привлекали внимание человека как орудие труда, а также как надежное оружие нападения и защиты.
Период в истории культуры от появления первых каменных орудий до распространения орудий из меди и бронзы носит название каменного века. Первые находки древнейшей культуры каменного века относятся к четвертичному (современному) периоду, который начался приблизительно около одного миллиона лет назад. В зависимости от степени обработки камня каменный век делят на палеолит и неолит. Археологические исследования показывают, что первобытному человеку в палеолите было известно не более 20 минералов. В неолите количество известных минералов увеличилось до 40. Знакомство человека с металлом обусловливает переход к культуре меди, бронзы и железа.
Вековые памятники, оставленные египтянами, и древнейшие письменные источники финикиян, индийцев и китайцев, свидетельствуют о том, что эти народы были знакомы со многими свойствами минералов еще 3000—2000 лет назад.
Науку и культуру Востока заимствовали греки, объединив разрозненные знания в стройные научные системы и создав античную философию. К греческому периоду истории культуры относится самый древний из ныне существующих трактатов о минералах, принадлежащий Феофрасту (371—286 г. до и. э.). В этом трактате сообщается о различных свойствах минералов. Описаны их месторождения, способы извлечения и обработки и практическое применение. По свойствам и употреблению Феофраст разделяет камни на добываемые в блоках, драгоценные, плавкие, горючие, негорючие, легко разрезаемые и т. п. Им описано 59 естественных и искусственных минеральных веществ, в том числе 32 минеральных вида и разности.
После Феофраста минералогические сведения мы встречаем у римского писателя и ученого Плиния-старшего, погибшего в 79 г. при извержении Везувия. Плиний-старший в четырех своих трактатах собрал все сведения, известные к тому времени о минералах. Его трактаты, в которых описываются минералы и их свойства, изобилуют большим количеством фантастических сведений. Так, например, он приводит мнение, что киноварь образуется путем смешения крови дракона и слона при кровопролитной их битве.
Дальнейшее свое развитие минералогические знания получили в эпоху феодализма, когда поиски и добыча различных полезных ископаемых привели к накоплению новых знаний и фактов о минералах. В начале этой эпохи особого внимания заслуживают великий среднеазиатский ученый Абу Али Ибн-Сина (980—1037 гг.), известный под именем Авиценны, и уроженец Хорезма (ныне входящего в состав Узбекистан) — Ал-Бируни (972—1048 гг.).

Ибн-Сина в сочинении «Книга исцеления», излагая основы естествознания, делит все минералы на четыре группы: 1) камни и земли, 2) серные минералы, 3) металлы, 4) соли. При характеристике минералов Ибн-Сина отмечает также их происхождение.
Классификация Ибн-Сины с небольшими изменениями продолжала существовать почти до конца XVIII столетия.
Ал-Бируни в «Собрании сводок для познания драгоценностей» описал 36 минералов, к которым также отнес органические соединения (камни мускусных животных, жемчуг) и искусственные образования (стекло, эмаль, фарфор) и 12 металлов, в том числе 4 сплава.
За весь период от Ал-Бируни и до XVIII столетия в истории развития минералогии наибольшего внимания заслуживают труды Георгия Бауэра (1494—1555 гг.), известного под именем Агриколы. Агрикола, врач из Яхимова (Чехословакия), на основании знаний, полученных из горной практики, дал обширную минералогическую сводку знаний в книге под названием «О происхождении минералов» (1546 г.). Минералогические сведения встречаются также и в других сочинениях Агриколы, например «О природе ископаемых» (1546 г.), «О горном деле» (1550 г.) и др. Агрикола отмечает резкую границу между горными породами и минералами. Он делит минералы на две группы: 1) гомогенные и 2) гетерогенные смеси минералов. Гетерогенные смеси минералов по существу отвечают горным породам. Гомогенные минералы, в свою очередь, он разделяет на: а) земли, б) соли, в) драгоценные камни, г) металлы, д) прочие минералы. Агрикола подробно описывает физические свойства минералов: спайность, твердость, относительный вес, цвет, блеск и пр., а также их внешнюю форму.
Дальнейшие работы по минералогии вплоть до XVIII столетия носили явное влияние воззрений Агриколы.

Возникновение и развитие капиталистического способа производства (15—16 вв.) вызывает резкое увеличение добычи различных полезных ископаемых, что, в свою очередь, оказывает влияние на развитие минералогических знаний наряду с общим бурным развитием естествознания. С этого времени начинается, как его принято называть, период новой науки. К нему относится возникновение минералогии, определяется предмет ее изучения — руда (minera) или (более общее понятие) — ископаемое. Впервые слово «минералогия» было применено к науке об ископаемых в 1636 г. итальянским ученым Бернардом Цезием из Модены.
В конце XVII в. датчанин Эразм Бартолин (1625—1698 гг.) открывает двойное лучепреломление в исландском шпате (кальците), датчанин Нильс Стеной (1636—1687 гг.) устанавливает на кристаллах кварца и гематита закон постоянства углов между гранями и ребрами кристаллов — чем кладет начало кристаллографии.
Естествознание в этот период (до XVIII столетия) носит по преимуществу описательный характер. Основой естествознания являлась «Система природы» выдающегося шведского естествоиспытателя и натуралиста создавшего для систематики растении, животных и минералов двойную номенклатуру (род и вид). Несколько позже шведский химик А. Кронштедт (1722—1765 гг.) дает классификацию минералов как химических соединений; для изучения рудных минералов он применяет метод паяльной трубки.
В России это время характеризуется ярко выраженным прогрессом в развитии горнозаводской промышленности, который тесно связан с именем Петра I. Основой, обусловившей развитие горнозаводской промышленности, были труды русских рудознатцев и горщиков, как именовали в старину исследователей минеральных богатств.
Бурное развитие горнозаводской промышленности в России обусловило развитие минералогии, основоположником которой в России был великий русский ученый М.В. Ломоносов (1711—1765 гг.).

Помимо научных достижений, которыми Ломоносов опередил почти на столетие своих современников, следует отметить его большие заслуги перед русской наукой и русским горным делом. Он по праву должен считаться создателем русской научной терминологии и организатором подъема горнозаводского дела, учителем русских «горщиков и рудознатцев». Ломоносовский каталог минералогических коллекций Академии наук (1745 г.) является первым русским изданием по минералогии.
Развитие промышленного капитализма, особенно проявившееся с конца XVIII столетия, обусловило быстрый рост различных отраслей промышленности и науки. Развитие науки вообще, и в особенности химии и физики, резко сказывается на содержании и методах минералогии.
Расширяется объем минералогических работ в Российской академии наук, в Московском университете (основанном помысли и настоянию М.В. Ломоносова в 1755 г.) и созданном в 1819 г. Петербургском университете. Особенно должны быть отмечены большие заслуги в развитии минералогии академика К.Г. Лаксмана (1737—1796 гг.) и его ученика Ф.П. Моисеенко (1754—1781 гг.). Эти исследователи, развив идеи М.В. Ломоносова, прочно закрепили в русской минералогии динамический подход к изучению минералогических объектов. Это время характеризуется детальным изучением физических свойств и морфологии минералов, что особенно нашло отражение в классификации минералов Вернера, в основу которой были положены их внешние признаки, и работе его ученика Фр. Mooca (1773—1839 гг.), предложившего десятибалльную шкалу твердости минералов. С именем А.Г. Вернера связано начало дифференциации минералогии, как общей науки об ископаемых.
Из нее выделяется в самостоятельную отрасль знаний геология (именовавшаяся тогда геогнозией), кристаллография, а несколько позже — палеонтология и петрография.
Краткая история развития минералогии

С критикой классификации Вернера и его подхода к исследованию минералов выступил академик В.М. Севергин (1765—1826 гг.), попытавшийся применить к классификации минералов химические принципы. Севергин является создателем первых крупных сводок по минералогии России.
Бурное развитие горной промышленности в России в конце XVIII столетия, вызванное общими достижениями во всех областях культуры и науки, привело к созданию в 1773 г. по инициативе группы уральских горных деятелей во главе с башкиром Измаилом Тасимовым Горного училища в Петербурге (ныне Горный институт). В Горном училище минералогия являлась основной, а первое время единственной геологической дисциплиной. Преподавание минералогии в Горном училище имело практическую направленность, сохранившуюся и до настоящего времени. Создателем минералогической школы Горного училища был Д.И. Соколов (1788—1852 гг.), который, продолжая в минералогии направление В. М. Севергина, считал химический состав минералов самым основным их атрибутом, определяющим все их свойства.
В 1817 г. в Петербурге было основано «Минералогическое общество», имевшее огромное значение для развития минералогии.

В начале XIX столетия минералогия уже окончательно становится наукой о минералах. В это время в минералогии развиваются два направления: 1) кристаллографическое, основанное на изучении геометрических форм кристаллов, и 2) химическое, стремящееся возможно полнее изучить состав минерала.
Представителями кристаллографического направления, получившего свое начало от Роме де Лиля (1736—1790 гг.) и Рене Жюста Гаюи (1743—1822 гг.), в нашей стране были академики Н.И. Кокшаров (1818— 1892 гг.), А.В. Гадолин (1828—1892 гг.) и П. В. Еремеев (1830—1899 гг.).
Наиболее известными представителями химического направления были шведский ученый Иоганн Якоб Берцелиус (1779—1848 гг.), рассматривавший минералогию как часть химии и определявший ее как химию земной коры, и немецкий ученый Эйльхард Митчерлих (1794—1863 гг.), установивший в 1819 г. явление изоморфизма и в 1821 г.— явление полиморфизма.
Позже химическое направление в минералогии развивали профессор Мюнхенского университета Пауль Грот (1843—1927 гг.) и профессор Венского университета Густав Чермак (1836—1927 гг.).

С химическим направлением в минералогии связано установление точного химического состава многих минералов и разработка методов химического анализа.
Ко второй половине XIX столетия относится упрочение в минералогии микроскопического метода исследования благодаря работам А.А. Иностранцева (1843—1919 гг.), А. П. Карпинского (1847—1936 гг.), Генри Сорби (1826—1908 гг.), Фердинанда Циркеля (1838—1912 гг.) и Карла Розенбуша (1836—1914 гг.).
С переходом капитализма в его высшую стадию — империализм (конец XIX и начало XX столетия), с все увеличивающимся спросом на различные виды минерального сырья старые методы минералогии и подходы к исследованию минералов уже не могли удовлетворить возросшие требования к минеральному сырью со стороны техники и промышленности. Это время характеризуется появлением новых методов исследования кристаллического вещества и выделением из минералогии как самостоятельных наук учения о полезных ископаемых и геохимии.
Для минералогии это был период синтетического направления, основанного на кристаллохимическом и генетическом принципах.

Кристаллохимический принцип, создателем которого является Е.С. Федоров (1853—1919), позволяет раскрыть закономерности химического состава минералов, их кристаллической структуры и свойств, а также взаимосвязи и взаимозависимости между ними.
Генетический принцип, созданный В.И. Вернадским (1863—1945 гг.), позволяет рассматривать эти закономерности в зависимости от условий образования как отдельных минералов, так и их взаимных ассоциаций, образующихся в определенных термодинамических условиях и изменяющихся как во времени, так и в пространстве.
Крупнейшими представителями нового направления в минералогии, кроме Е.С. Федорова и В.И. Вернадского, были также Д.И. Менделеев (1834—1907 гг.), В.М. Гольдшмидт (1888—1947 гг.), А.Е. Ферсман (1883—1945 гг.) и др.

Работы Д.И. Менделеева, Е.С. Федорова, В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана и В.М. Гольдшмидта следует считать началом новейшего периода в истории современной минералогии. С этим периодом связана деятельность П.А. Земятченского (1856—1942 гг.) и Я.В. Самойлова (1870—1925 гг.), А.К. Болдырева (1883—1946 гг.), С.С. Смирнова (1895—1947 гг.), П.П. Пилипенко (1877—1940) и многих других.
На развитие современной минералогии оказали большое влияние также успехи коллоидной химии (работы Ф. Корню, Ван-Беммелена и др.),
физической химии (работы Н.С. Kypнакова, Д. Гиббса, Д.П. Коновалова, Вант-Гоффа и др.) и кристаллохимии, целиком базирующейся на теории структуры и учении о 230 пространственных группах симметрии, выведенных в 1890 г. Е.С. Федоровым. Непосредственное установление структуры стало возможным после открытий В. Рентгеном в 1895 г. рентгеновых лучей и М. Лауэ в 1912 г. явлений дифракции этих лучей при прохождении их через кристалл. Это явилось основой нового рентгеновского метода исследования минералов. С помощью рентгеновского метода выяснена внутренняя структура многих минералов и установлено, что преобладающее их большинство имеет атомное, а не молекулярное строение.

Здесь особо должны быть отмечены исследования H.В. Белова, разработавшего общую теорию кристаллических структур, основанную на принципе плотнейшей упаковки атомов или ионов. Проведенные Н.В. Беловым многочисленные расшифровки структур минералов, в частности силикатов с крупными катионами, позволили ему создать вторую главу кристаллохимии силикатов.
В применении законов физической химии к минералогическим проблемам особые заслуги имеют советские ученые А.Н. Заварицкий, Д.С. Белянкин, А.Г. Бетехтин, Д.С. Коржинский, Н.В. Белов, В.А. Николаев и др.
Важную роль в развитии учения о превращениях химических элементов играли открытия А. Беккерелем радиоактивного излучения урана (1896 г.) и нового химического элемента — радия М. Кюри-Склодовской и П. Кюри (1899 г.).

Развитие техники, усилившее спрос на технические камни, и необходимость выяснения условий образования многих минералов обусловили развитие экспериментальной минералогии. Основная задача этой особой ветви минералогии — воспроизведение минералов в лабораторных условиях для обеспечения промышленности искусственными техническими камнями (корунд, рубин и др.), а также определение возможных условий образования минералов. Кроме того, экспериментальная минералогия преследует цель выяснения структуры и состава минералов при высокой температуре, что имеет существенное значение для некоторых видов промышленного сырья (например, керамическое, химическое сырье).
В области экспериментальной минералогии большое значение имели работы русских и советских ученых: К.Д. Хрущева, Н.С. Курнакова, Д.С. Белянкина и его школы (А.И. Цветков, В.П. Иванова, К.М. Феодотьев) и др.

Работы по освоению космоса и глубинных зон земли, особенно развившиеся в последние годы, послужили толчком для создания особых отделов минералогии: космической минералогии и минералогии мантии.
Большую роль в развитии минералогии сыграла минералогическая школа Ленинградского горного института во главе с выдающимися советскими минералогами А.К. Болдыревым (1883—1946 гг.) и С.С. Смирновым (1895—1947 гг.).
Исключительное значение имела деятельность минералогических обществ таких стран, как СССР, США, Англия и Франция, издающих свои широкоизвестные журналы: «Записки Всесоюзного Минералогического Общества»; «American Mineralogist»; «Mineralogical Magazine» (Англия, с 1877 г.); «Bulletin de la Societe Mineralogique de France» (Франция, с 1878 г.), а также издание таких широкоизвестных справочников и руководств по минералогии, как «Система минералогии» Д.Д. Дэна; «Handbuch der Mineralogie» К. Гинтце; «Handbuch der Mineralchemie» K. Дельтера и др.


title-icon Подобные новости