Систематическая минералогия

В общей части мы охарактеризовали закономерности и факты, которые относятся ко всему минеральному миру или к его значительным систематическим группам. При описании минералов эти закономерности и факты будут рассматриваться применительно к отдельным минералам.
В настоящее время насчитывается около 10 тыс. названий минералов, из них только около 1700 относятся к самостоятельным минералам, остальные же либо являются названиями разностей, либо различными названиями одних и тех же минералов. Список минералов ежегодно пополняется 30—40 новыми названиями.
Необходимость систематизации минералов всегда определялась тем, насколько накопленный фактический материал был освоен с точки зрения теоретических основ. Поэтому классификации, а также их принципы изменялись в зависимости от развития минералогии и сопредельных наук. Наиболее полные систематические описания минералов были произведены в различные времена А.Г. Вернером, Ф. Моосом, Дж. Д. Дэна, К- Гинтце, A.К. Болдыревым, А.Г. Бетехтиным и др. исследователями.
Первые минералогические классификации базировались на внешних признаках и на физических свойствах минералов. Среди классификаций минералов по внешним признакам особенное влияние на развитие минералогии имели, в частности, классификации, созданные А.Г. Вернером и Ф. Моосом.
В XIX столетии начали систематизировать минералы на основании химических признаков. О. Кронштедт и И. Берцелиус классифицировали минералы по главным составным частями (в наше время этих принципов придерживаются Г. Ретли, А.С. Уклонений, П. Галлителли и др.), а затем появились классификации по типу химических соединений (Дж. Д. Дэна, П. Грот, B.И. Вернадский, А.К. Болдырев). Эти классификации сыграли в развитии минералогии большую роль, так как химический состав является одной из определяющих характеристик минералов.
Он лежит в основе многих современных классификаций. Однако классификации по типу химических соединений оказались ограниченными, ибо они были основаны на представлении, что минералы являются молекулярными образованиями. Рентгено-структурными исследованиями доказана ионная, а не молекулярная структура преобладающего большинства минералов.

Наряду с химическим в минералогии развивалось и кристаллографическое направление, представители которого считали главным признаком минерала его внешнюю форму. В наше время этих принципов придерживался, например, П. Ниггли, который классифицировал минералы по сингониям. Слабой стороной этой классификации было, в частности, то, что она объединяла в систематические единицы минералы различного химического состава, различных свойств и генезиса (так, в одну группу попадали, например, галит — NaCl и галенит — PbS).
Существуют также генетические классификации, в которых учитывается способ образования минералов (наиболее ярким представителем этого направления был А. Лаппаран).
Создание генетической классификации дело будущего, но уже сейчас можно говорить о том, что генетический принцип является фундаментом, на котором должна базироваться современная минералогия, так как факторы минералообразования определяют кристаллохимические и генетические особенности минералов.

Из существующих в настоящее время классификаций наиболее рациональной является кристаллохимическая. С учетом кристаллохимических особенностей минералов созданы классификации В.С. Соболева, А.С. Поваренных и Г.П. Барсанова в СССР, Дж. Д. Дэна, Г. Бермана, Ч. Пелача и К. Фронделя в США, Ф. Махачки в Австрии, X. Штрунца в ФРГ и И. Костова в Болгарии.
На основании кристаллографического и химического принципов классифицировал минералы еще Густав Розе.
В 30-х годах XX столетия кристаллохимический принцип классификации минералов был предложен В.Л. Бреггом и В.М. Гольдшмидтом для класса силикатов. Этот класс был разделен уже не только с учетом химического состава, но и в соответствии с особенностями внутреннего строения, которые выражаются в различном способе соединения кремнекислородных тетраэдров в пространственные комплексы.

Основной классификационной единицей в минералогии является минеральный вид, под которым понимают совокупность минеральных индивидов, характеризующихся одинаковым химическим составом и структурой. Такое определение относится к минеральным видам, имеющим постоянный состав. Однако существуют минеральные виды переменного состава, химическим состав и структура которых может меняться в определенных естественных пределах (непрерывных изоморфных рядов).
В минеральном мире явно преобладают минералы переменного состава.
Схема современных наиболее распространенных классификаций минералов приведена в табл. 38.
В основу принятой в данном курсе классификации положены химический характер соединений, тип химических связей между структурными единицами минералов, их координация, тип упаковки, а также мотив структуры.

Следуя сказанному выше, все минералы, наиболее важными и распространенными среди которых являются твердые кристаллические тела, можно разделить на 5 типов: 1) простые вещества, 2) сульфиды и близкие к ним минералы, 3) кислородные соединения, 4) галоиды, 5) органические минералы. В каждом из этих типов преобладает какой-либо один характер связи между структурными единицами.
Простым веществам свойствен главным образом металлический тип связи; в сульфидах и близких к ним минералах связь между структурными единицами является по преимуществу ковалентной и донорно-акцепторной.
Кислородные соединения и галоиды имеют главным образом ионный характер связи, а органические соединения — молекулярный (связь за счет сил Ван-дер-Ваальса).

В пределах типов группируются минералы в классы по характеру анионов (по силе соответствующей кислоты). Как видно из данных табл. 38, распределение минералов на классы у разных авторов, как правило, более или менее совпадает.
Подклассы устанавливаются в зависимости от типов сцепления атомов или основных радикалов. Главные среди них: 1) координационный, 2) каркасный, 3) островной (и кольцевой), 4) цепочечный, 5) слоистый.
В подклассах на основании кристалле химических признаков (учитывая главным образом отсутствие или наличие дополнительных анионов, а также молекул воды в кристаллической структуре) выделяются отделы.
В группы объединены минеральные виды близкого состава и сходной структуры. Полиморфные модификации, если они различаются лишь расположением ионов в рамках одного и того же структурного мотива (например, модификации ZnS, дистена и андалузита и др.), мы будем относить к одной группе.
Каждый минеральный вид имеет свое собственное название. Большинство этих названий образовано главным образом от греческих слов с дополнением слога — ит. Некоторые названия минералов употреблялись еще в древние времена (например, алмаз, кварц, гипс). Большое количество названий дано в честь различных лиц (вернерит, гаусманит) или взято из мифологии (поллукс, торит). Многие минералы получили название по месту нахождения (арагонит, везувиан и др.). Часто в названиях отражается химический состав или другие характерные свойства минералов (содалит, манганит). Некоторые названия имеют связь с общим видом кристаллов. Так, название скаполита происходит от греческих слов скапос — стержень, столб и литое — камень, аксинита — от греческого слова аксине — топор и др. Отдельные названия указывают на характер агрегатов. Как пример можно назвать астрофиллит (греч. астрон — звезда, филлон — лист). Многие названия характеризуют физические свойства минералов. В частности, по характеру спайности получили названия анортит (от греч. слов ан — не, ортос — прямой) и плагиоклаз (от греч. слов плягиос — косой, клясис — разлом), по цвету — рутил (от лат. слова рутилюс — красноватый), мелантерит (от греч. мелянтерос — более черный) и т. д.
Встречаются также случаи, когда один и тот же минерал имеет несколько названий — синонимов. В общем количество синонимов незначительно.
Целый ряд названий минералов, которые употребляются в настоящее время, уже потеряли какой-либо смысл. Это видно, в частности, из данных табл. 39, в которой приводится список групп минералов в зависимости от тех признаков, по которым они получили свое название.
Наибольшее количество названий минералов было дано такими известными исследователями, как А.Г. Вернер, Р.Ж. Гаюи, А. Брейтгаупт, В. Гайдингер, Ф. Бедан, Г. Розе, Л. Гаусман.
Кроме минеральных видов, для многих минералов выделяются также их разновидности и разности.
Под разновидностью выделяются отдельные члены минерального вида переменного состава. Например, в оливине — (Mg, Fe)2[SiO4] (минеральный вид) его разновидностями являются магниевый член форстерит — MgJSiO4] и железистый — фаялит — Fe[SiO4].

Под разностью подразумевают совокупности минеральных индивидов одного и того же минерального вида, отличающиеся от других индивидов некоторыми дополнительными особенностями: физическими, химическими, структурными или морфологическими. Номенклатура разностей в достаточной степени не разработана. Наряду с простыми названиями разностей, образованными одним словом (аметист, фуксит и т. д.), употребляют сложные термины, которые включают в себя слова, подчеркивающие характерные свойства или особенности нахождения минерала. В качестве примеров можно назвать зернистый барит, молочный кварц, жилковатый гипс и т. д.
Для разностей, которые являются псевдоморфозами, употребляют выражения, показывающие соотношения между минералом, который замещает, и минералом, который замещается (например, псевдоморфоза гетита по пириту, псевдоморфоза смитсонита по кальциту и т.д.). Примеры разностей некоторых минералов приведены в табл. 40.

Названия минеральных разностей, образованных по содержанию какого-либо химического элемента или же каких-либо особенностей минерала (характерных свойств, условий нахождения, проявления и пр.), состоят из двух слов — из названия соответствующего минерального вида и прилагательного, указывающего на признак, по которому эта разность отличается от минерального вида, например, берилл цезиевый (цезистый), кальцит бариевый (баристый), гипс жилковатый, кварц молочный и др. Этим названиям отдается преимущество перед теми, которые состоят из одного слова (например, бариокальцит — то же, что кальцит баристый). Им отдастся преимущество и перед другими названиями разностей, не отражающими химического состава или других их свойств (например, воробьевит — то же, что берилл цезистый, шилкинит — то же, что мусковит волокнистый и пр.).
Во второй части нашего курса в соответствии с принятой классификацией рассматриваются отдельные минеральные виды, а также выясняется положение минералов в систематике. Перед описанием больших классификационных единиц (типов и классов) приводится их общая характеристика. В классах минералы и группы минералов рассматриваются в зависимости от их кристаллической структуры, по которой, как это указывалось выше, выделяются подклассы минералов координационной, островной (и кольцевой), цепочечной, слоистой и каркасной структуры. Следует отметить, что не всегда мы будем описывать все эти подклассы, так как они часто представлены только отдельными минералами, которые к тому же встречаются очень редко.
Значительное место в книге отводится выяснению роли минералов данного типа или класса в земной коре, определению положения элементов, которые образуют эти минералы, в таблице Менделеева, а также описанию общих химических и кристаллохимических свойств этих минералов.

Особое внимание обращается на морфологию кристаллов минералов, на их физические свойства, как на признаки, которые являются более или менее характерными для каждого типа или класса, а также на условия образования и изменения минералов и на их промышленное использование.
Описание минералов дается по такой схеме: химический состав минерала, главные примеси и разности, структурные и морфологические константы (особенности структуры, сингония, вид симметрии и символы, пространственная группа, параметры элементарной ячейки, установка — отношение осей, облик кристаллов и символы простых форм и др.), агрегаты, физические свойства, диагностические признаки, отличие от сходных минералов, искусственное получение, типоморфные признаки, условия образования и нахождения в природе, продукты изменения, месторождения и практическое значение минералов.