Минералдардың морфологиясы олардың сыртқы пішінін сипаттайды.
Минералдардың морфологиялық ерекшеліктері: габитусы, келбеті және жақтарының сызықталуы.
Габитус – минералдардың кристалдық пішіндері, өз симметриясына сай қарапайым пішіндері. Мысалы, кубтық сингониясынын минералдарының габитустары: гексаэдр, октаэдр және т.б.
Минералдар қысым көрген жағдайда дұрыс кристаллографиялық пішін бермейді, бұл жағдайда оның келбетің сиппатайды, олардың 3 түрі бар: изометриялық (кубтық сингониядағы минералдарға тән); ұзартылған – қысқа призмалық, ұзын призмалық, қадалы, ине тәріздес, талшықты (ортанғы категориядағы минералдарға); жалпақ – тақталы, пластинкалы, жапырақша, қабыршақша (төменгі категориядағы минералдарға). Үш кристаллографиялық бағытта дамыған кристалдар изометриялық келбетті болады. Бір бағытта өскен кристалдар жалпақ келбетті, ал үш бағытта бірдей емес дамыған кристалдар ұзартылған болады.
Жақтарының сызықталуы – ол кристалдардың өскен жағдайында жағына сызықтар пайда болу қасиеті. Мысалы, кварцта өсуіне перпендикуляр сызықтар пайда болады; турмалинде – параллель сызықтар.
Дарақтар – минералдардың жеке кристалы немесе түйірі. Минералдардың кристалдар жиынтығы, топтасқан түйіршектері агрегаттар деп аталады. Егер бір минералдаң түзілсе мономинералды агрегат, бірнеше минералдан – полиминералды агрегат деп атаймыз. Минералды агрегаттар деп, біз көбінесе таужыныстар мен кендерді атаймыз. Кристалтүйірлік минералдық агрегаттарда, түйірлердің шекарасы көрінеді, ал жасырын және аморфты агрегаттарда – көрінбейді. Бір өлшемді түйірлермен құралған түйірлі агрегаттар, біркелкі түйірлік, ал агрегаттар әртүрлі өлшемді түйірлерден тұрса, ол әркелкі түйірлік деп аталады.
Борпылдақ (болбыр) агрегаттар, топырақтың кесектеріндей бос болады, ал тығыз агрегаттарда түйірлер бір-біріне жапсарласып тұрады.
Минералдар агрегаттарының морфологиясы сан алуан, кен тарағандары төменде қарастырылған.
Плагиоклаздарға полисинтетикалық егіздіктер, ал касситеритке, гипске – қарапайым егіздіктер тән (…13 суретке сәйкес). Плагиоклаздың полисинтетикалық егіздіктері мөлдір тілімтаста микроскоппен зерттегенде көрінеді, сол кезде микроскоптың үстелшесін 1800 айналдырғанда, дарақтардың бір қатары сөнеді, ал бір қатары, ақ боп тұрады. Минералдың қарапайым егіздіктері екі дарақтармен құрастырылған, ал үш дарақтардың бірге өсуін, үштік деп атайды. Екі индивидтердің шектерін егіздік жазықтығы деп атайды. Кейде пішіні немесе құрамы жақын әртүрлі минералдар бойынша заңды бірге өсуі байқалады.
Сферолиттерде инеше немесе ұзын призмалық кристалдар тарамдары радиалды-сәулелі сәулесін шашқан күн тәріздес боп келеді (…13 суретке сәйкес).
Өсімдік тәрізденіп өсетің кристалдарды дендриттер деп атайды (дендрон – грекше ағаш), олар өсімдіктердің басылымдарының іздеріне (әдетте папоротниктердің) ұқсас келеді. Олар ерітінділердің таужыныстардағы өте жұқа жарықшаларынға кіргеннен пайда болған. Өте кен тарағаны марганецтің тотықтарының және мыстың дендриттері болады. Тағыда дендриттер сомтума алтын, күміс және темір сияқты металдар қоспаларында жиі кездеседі (…13 суретке сәйкес).
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
1) Друзадағы кварцтың егіздігі; 2) ставролиттің егіздігі; 3) эгириннің чароиттағы сферолиттері; 4) марганец тотықтарының дендриттері; 5) сомтума алтынның дендриті; 6) аметистің друзасы; 7) гипстің «дала раушангүлі»; 8) аметистпен кварцтың жеодасы; 9) фосфориттің тасберіші; 10) лептохлоритті таужынысының мөлдіртастағы оолиттік құрылымы.
13 сурет – Минералдардың морфологиясы
Друза (щетке) – ол бір тұғырда заңсыз қырланып өскен кристалдар тобы. Друзалар ерітінділермен қабаттасып желілерде немесе құыстардың іргесінде өседі. Табиғатта кварцтың, кальциттің, аметистің, флюориттің, пириттің және т.б. друзалары кездеседі, кейбіреулері гүл тәріздес болады (…13 суретке сәйкес).
Тасшемендер (секрециялар) – құыстарды толтырған, келбеттері түзу емес, домалақ денелер, коллоидты немесе кристалдық заттармен құрастырылған, олар концентрлік-белдемді орналасқан. Тасшемендер таужынастардың қуыстарында және үнгіршелерінде, іргесінен ортаға қарай, мономинералды заттармен толтырады. Кейде, кейбір белдемдер жиі, бір-бірінен түсімен және құрамымен ажыратылып тұрады. Ұсақ тасшемендерді (көлденені 10 мм дейін) миндалиналар дейді, олар кейбір эффузивтерге тән. Ірі тасшемендер (көлденеңі 10 мм ден зорлар) жеода деп аталады, оларда, орталарында қуыстар, қабырғаларында кристалдар және сауыстаңған заттар болады. Олар кейде концетрлік-белдемді болады (…13 суретке сәйкес).
Тасберіштер (конкрециялар) – шар тәріздес немесе дұрыс емес пішінді денелер және түзілімдер, ішкі құрылымы кейде радиалды-сәулелі, сферолиттік (пирит, марказит, фосфориттер) не түйіршекті (құмтастар). Ташемендерге қарағанда, тасберіштер ортасынан іргесіне қарай өседі. Тасберіш, негізінде шөгінді таужыныстарына тән, көбінесе саздар арасында кездеседі. Олардың көлденең өлшемі миллиметрлерден ондаған сантиметрлерге және метрлерге дейін болады (…13 суретке сәйкес ).
Оолиттер («oon» – «жұмыртқа», «литос» – «тас» деген грек сөздерінен шыққан) – сфералық түзілімдер, өлшемі 0,1 – 2 мм дейін, концентрлік немесе қабықша құрылымды. Оолиттер сулы ортада пайда болады, белгілі бір ынғайлы жағдайда, еріген заттар құмдардың түйірлерінің, тозанның және ауаның үлбіреуінің төңірегінде, топтаса бастайды. Егер түзілімдер 2,0 мм жоғары болса, оларды пизолиттер — ( «písos» – «бұршақ», «литос» – «тас» деген грек сөздерінен шыққан) деп атайды. Оолиттер арагонитке, бокситтерге, фосфориттерге және т.б. тән (…13 суретке сәйкес).
Минералдық агрегаттардың сауыстанған пішіндері – коллоидтар-гельдер арқылы пайда болады. Ашық жазықтарда, аққан судан бөлінген сауыстаңған минералдық түзілімдер тамшылы, сорғаламалы, пленкалы ерітінділердің түзілімдерінен құралады. Морфологиялық түрлері көп болады.
Сталактиттік, сталагмиттік сауыстанған минералдық түзілімдер құыстарда немесе үңгілерде жиі кездеседі.
Сталактиттер (гр. «stalaktos» – «тамшылы аққаны») – сауыстанған минералдық түзілімдер (жиі әкті), төбеден және үңгірдің жоғарғы бөлігінен салбыраған сүмелек мұздар тәріздес, құбырлар, тарақтар, шашақтар тәріздес болады. Су булануында кальций көмір қышқылының шөгу нәтижесінде пайда болады.
Сталагмиттер (гр. «stalagma» – «тамшы») – сауыстанған минералдық түзілімдер (жиі әкті), үңгірдің түбінде жоғарыдан түсетін минералданған сулардың булануынан пайда болады және ол томеннен жоғары өседі. Олар конус, бағана түрлес болады. Конус түрлес әкті-тамшылы түзілімдері, үңгірдің табанынан сталактиттерге қарсы өседі.
Бүйрек тәріздес агрегаттар карстық үнгірлерде, кеннің тотығу белдемдерінде жиі кездеседі, малахит, гематиттерге (қызыл шыныша бас), халцедонға және басқа минералдарға тән. Осы агрегаттар ішінде белдемді боп келетіндер бар, оны заттардың ерітінділерінен, соның ішінде коллоидтардан қабат-қабат түзілгенімен түсіндіріледі.
Параллель бағаналы және талшықты агрегаттар – таужыныстардың жарықшаларында (көбінесе) не құыстарында (cирек) пайда болады. Мысалы, амфиболдық асбестер, гипс, турмалин және т.б. Минералдардың гельдерінен кристалданған кезде, гель жарықшақтардың керегелеріне жабысып, олар біртіндеп ашылған кезде созылып жеке параллель орналасқан талшықтардың агрегаттарына айналады.
Жер тәріздес агрегаттар деп ұнтақ таріздес жұмсақ түзілімдерді атайды. Олар түсіне байланысты бөлінеді: күйе тәріздес (қара түсті марганец сулу тотығы), жоса тәріздес (сары – лимонит).
Минералдардың ұшпақтары және жағылымдары минералдардың немесе таужыныстарының үстінгі жақтарында өте жұқа қабыршақтар түрінде пайда болады. Мысалы, мыстың жасылының, темір гидроксидтердің жағылымдары.
Түсті бояулардың дағы – мезгілді жеңіл ерігіш тұздардың таужыныстарының, топырақтардың үстінгі жазықтарында, түзілімдердің жарықшаларында дақ қалтыруы.
Псевдоморфозалар («псевдо» – «бөтен», «морфос» – «пішін») өзіне тән емес пішінді иеленіп алған минералдар. Мысалы, лимониттің пиритті толық аыстырғаны, тасталған ағаш діңі – кремний Жер астында көміліп қалған ағаш діңнің құыстарын толтырған.
Егер жаңадан пайда болған минерал өзі ығыстырып отырған минералмен химиялық құрамы бірдей болса онда псевдаморфозалар параморфозалар деп аталады
Минералдардың агрегаттарының бітімі деп минералдардың орналасу ерекшеліктерін айтады. Мысалы, құмтастардың бітімі көбінесе қабатты боп келеді, эффузивтердің – ағынды.
Құрылымы деп минералдардың агрегаттарының ішкі құрылысының ерекшеліктерін айтады. Ол оның кристалдығына, оны құрайтын минералдардың пішініне, олардың өз ара қатынасына және минерал түйірінің өлшеміне байланысты. Іріліктеріне қарай топтасқандар: а – зор түйірлік (өлшемі 20 мм >); б – ірі түйірлік (өлшемі 5 ден 20 мм); в – орта түйірлік (өлшемі 1 ден 5 мм); г – майда түйірлік (өлшемі 0,1-5 мм); д) микротүйірлік (<0,1 мм). Мысалы, құмтастардың құрылымы – псаммиттік, орта түйірлік.
Минералдарды жүйелеу. Қазіргі заманда пайдаланатын минералдардың, яғни табиғи қосылыстардың, жүйелеу негізін қалаған Швецияның химия және минералогия ғалымы И.Я. Берцелиус (1814). Кейін Дж. Дэна (1850) осы химиялық негізін басшылыққа алып «Минералогия жүйесі» атты көп томдық анықтама еңбегінде барлық минералдарды келесі топтарға (кластарға) бөлді: 1) табиғи таза (сомтума) элементтер, 2) күкіртті және мышьякті қосылыстар, 3) галогенді қосылыстар,4) оттек қосылыстары, 5) органикалық заттар.
Қазіргі заманда көп тараған көзқарасқа кристаллохимиялық жүйелеу әдісі жатады. Өткен ғасырдың отызыншы жылдарында В. Брегг және В. Гольдшмидт силикаттарды жүйелеу үшін кристаллохимиялық әдіс ұсынды. Кейін осы бағытта зерттеу жүргізіп, бүл білімнің дамуына қомақты үлес қосқан А.Г. Бетехтин, Е.К. Лазаренко, В.С. Соболев, А.С. Поваренных, Г.П. Барсанов, А.А. Годовиков.
Бұл ғалымдардың пікірі бойынша минералдарды топтастыру кезінде олардың басқа да қасиеттерін есепке алу қажет, яғни кристалдардың ішкі құрылым ерекшелігін, минералдарды құрайтын бөлшектер арасындағы химиялық байланыс түрлерін, бөлшектердің тығыз қалану тәртібін, олардың координациялық сипаттарын және т.б. Осы принцип бойынша, барлық бейорганикалық минералдарды біз келесі кластарға бөліп зерттейміз: 1) сомтума элементтер; 2) сульфидтер; 3) тотықтар және сулы тотықтар; 4) галогенидтер; 5) карбонаттар; 6) сульфаттар; 7) ұсақ кластар: а) фосфаттар; б) арсенаттар; в) вольфраматтар және молибдаттар және т.б.; 8) силикаттар класының топтары: а) аралдық силикаттар, б) тізбекті және таспалы силикаттар және алюмосиликаттар, в) қабатты силикаттар және алюмосиликаттар, г) қаңқалы алюмосиликаттар.
Класс дегеніміз басты анионына қарай немесе радикалына байланысты өзгешеленген химиялық қосылыстар, яғни минералдар. Мысалы, сульфидтер, оксидтер, силикаттар, карбанаттар, сульфаттар және т.б. кластар.
Кластар ішінде бір химиялық байланыс түрі басым болады, топтарға құрамы және қүрылымы жақын минералдар бөлінеді. Сонда жүйелеу түрі мұнандай болады: минерал –– топ –– класс.
Химиялық элементтердің көпшілігі табиғи жағдайда қосылыстар түрінде кездеседі. Бірақ кейбір элементтер қосынды түрінде және өз алдына жеке элемент түрінде де, ал басқа элементтер тек қосынды түрінде немесе тек жеке элемент түрінде ғана кездеседі. Элементтердің мұндай болып кездесуі, олардың химиялық қасиеттеріне және айналасындағы геологиялық жағдайларға байланысты.
Минералдарды сипаттағанда келесі деректерді қолданамыз: минералдың химиялық құрамы; олардың ішіндегі элементтер қоспалары; структуралық және кристаллографиялық сипаттары (құрылымының өзгешелігі, сингониясы, симметрия түрі және символы, кеңістік торы, элементарлы үяларының параметрлері, кристалдардың пішіні және қарапайым пішіндер жақтарының символдары т.б.); агрегаттары; физикалық қасиеттері; диагностикалау белгілері; үқсас минералдардан ерекшеленуі; типоморфтық ерекшеліктері; минералдарды пайдалану салалары; практикалық маңызы.
Бақылау сұрақтар:
Дарақтар және минералдық агрегаттарының морфологиясы қандай болады?
Минералдар агрегаттарының бітімі, құрылымы немен сипатталады?
Минералдардың жүйелеуі, олар қандай кластарға бөлінеді?