О минералах: классы и иерархии

О минералах: классы и иерархии

Давайте знакомиться с главным действующим лицом повествования: "...минералом называют химически и физически индивидуализированный неорганический продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии..." (А. А. Годовиков. Минералогия. М., "Недра", 1983, с. 8).

Это центральное определение минералогии заслуживает подробного рассмотрения. В нем, во-первых, подчеркивается, что к минералам относятся только индивидуальные химические вещества, но не механические смеси. Минерал индивидуализирован и физически: это конкретное физическое тело, обладающее своими физическими свойствами и внешним обликом. Притом к минералам могут быть отнесены только тела кристаллической природы - с упорядоченным внутренним строением. Не следует расценивать это как некое исключительное качество. Наоборот, минералы - типичные твердые тела: кристаллическое состояние для таких тел закономерно и свойственно подавляющему их большинству. Наконец, в определении обращено внимание на способ возникновения минерала - только естественным путем, без вмешательства человека. Следовательно, нельзя считать минералами вещества неприродного происхождения - "синтетические" кварц и корунд, искусственные ювелирные камни и другие технологические продукты, даже если они химически индивидуальны и имеют кристаллическое строение.

Разнообразие минералов всегда поражает, и мы даже начинаем думать, что их бесконечное множество. Но по-настоящему разных минералов не так уж много, во всяком случае, гораздо меньше, чем искусственных веществ. Многоликость минералов долгое время сбивала с толку даже специалистов. Прошли столетия, прежде чем появились способы надежно различать минералы и отличать их от неминералов. С тех пор минералоги бдительно следят за порядком в своем реестре и безжалостно исключают из него все, что не подходит под строгое определение минерала^*.

^* (Корректировка и упорядочение исторически сложившейся номенклатуры минералов - одна из задач Международной минералогической ассоциации (основана в 1958 г.).)

Но, как давно замечено, ввести определение куда проще, чем применять его на практике. И дело не только в технических трудностях. Природа сложна, рамки научного термина ей порой узковаты. Все неорганические продукты природных реакций - химические вещества; какие же из них не являются минералами? Логично исключить жидкости и газы: они не обладают кристаллическим строением. А как быть с самородной ртутью? Это индивидуальное химическое вещество; оно образуется при определенных геологических процессах, встречается в земной коре в характерной обстановке (правда, не совсем такой, как в фантастическом рассказе И. А. Ефремова "Озеро горных духов") и отвечает всем общепринятым представлениям о минералах, кроме одного: при обычной температуре это жидкость. Некоторые твердые природные вещества, как обыкновенный опал, традиционно считающиеся минералами, тоже, как выяснилось, не имеют кристаллического строения. Но таких веществ набирается немного, и пока удобнее сделать для них исключение, оставив в списках минералов. Однако нет смысла делать такое исключение для воздуха, природных вод, нефти, горных пород, окаменелостей: по целому ряду специфических качеств целесообразно выделить их в отдельные категории природных объектов. Кроме того, это смеси. Горная порода, например, - это чаще всего смесь минералов, сама по себе не представляющая самостоятельного минерала. Так что мы не будем относить к ним гранит, яшму, известняк, хотя они состоят из минералов.

Надо заметить, что само понятие "вещество", даже природное и кристаллическое, отнюдь не тождественно понятию "минерал". Галит (каменная соль) - минерал. Он состоит из вещества, которое химик называет "хлоридом натрия", подразумевая некую совокупность химических свойств - способность к определенным химическим реакциям. То же самое вещество в быту известно как "поваренная соль". Это нечто белое, порошковатое, а главное - соленое. Остальное не имеет значения. Минерал галит - понятие более сложное: это природные кристаллы с химическими свойствами хлорида натрия, с набором конкретных физических свойств (твердость, цвет, преломление света, электрическое сопротивление и др.), встречаемые в определенных месторождениях, в определенных сочетаниях с другими минералами, пригодные для соления пищи и некоторых других целей и т. д. Особенно интересна способность минералов приобретать ту или иную характерную внешнюю форму. Она и будет главным предметом нашего обсуждения.

Совокупность минералов одинаковой кристаллической структуры и одинакового, в пределах допускаемых отклонений, химического состава образует минеральный вид. Современная минералогическая систематика насчитывает свыше 2800 минеральных видов. Под разновидностями понимают минералы, отличающиеся деталями состава и (или) отдельными свойствами - окраской, формой выделения и др. Так, аметист, цитрин и морион - цветные разновидности кварца; аквамарин и изумруд - разновидности берилла, отличающиеся окраской и химическими примесями; селенит - волокнистая разновидность гипса. Минеральный вид - понятие более широкое, чем разновидность: всякий изумруд - это берилл, но далеко не всякий берилл - изумруд.