походження мінералів
Мінералогія досліджує походження, умови перебування та природні асоціації мінералів. З часу виникнення Землі приблизно 4,6 млрд. Років тому багато мінералів зруйнувалися в результаті механічного дроблення, хімічних перетворень або плавлення. Але елементи, що складають ці мінерали, збереглися, перегрупувалися і утворили нові мінерали. Таким чином, існуючі нині мінерали є продуктами процесів, які розвивалися протягом геологічної історії Землі.
Велика частина земної кори складена виверженими породами, які місцями перекриті відносно малопотужним покривом осадових і метаморфічних порід. Тому склад земної кори в принципі відповідає усередненим складом виверженої породи. Вісім елементів складають 99% маси земної кори і відповідно 99% маси становлять її мінералів.
По елементного складу земна кора являє собою каркасну споруду, що складається з іонів кисню, пов'язаних з більш дрібними іонами кремнію і алюмінію. Таким чином, головними мінералами є силікати, на частку яких припадає бл. 35% всіх відомих мінералів і ок. 40% - найбільш поширених. Найважливіші з них - польові шпати (сімейство алюмосиликатов, що містять калій, натрій і кальцій, рідше - барій). Інші поширені породообразующие силікати представлені кварцом (втім, він частіше відноситься до оксидів), слюдами, амфіболами, піроксенами і олівіном.
Вивержені породи зазвичай класифікують в залежності від виду та кількості кожного з містяться в них польового шпату. Однак в деяких породах польовий шпат відсутній. Далі вивержені породи класифікують за їх структурі, яка відображає умови затвердіння породи. Повільно кристалізується глибоко в надрах Землі магма породжує інтрузивні плутонічні породи з крупно-або среднезернистой структурою. Якщо магма вивергається на поверхню у вигляді лави, вона швидко остигає, і виникають тонкозернисті вулканічні (еффузівние, або що вилилися) породи. Іноді деякі вулканічні породи (наприклад, обсидіан) остигають настільки швидко, що не встигає відбутися їх кристалізація; подібні породи мають склоподібний вигляд (вулканічні скла).
Осадові породи. Коли корінні породи вивітрюються або розмиваються, уламковий або розчинений матеріал виявляється включеним до складу осадових порід. В результаті хімічного вивітрювання мінералів, що відбувається на межі літосфери і атмосфери, формуються нові мінерали, наприклад, глинисті - з польового шпату. Деякі елементи вивільняються при розчиненні мінералів (наприклад, кальциту) в поверхневих водах. Однак інші мінерали, наприклад кварц, навіть механічно роздроблені, зберігають стійкість до хімічного вивітрювання.
Вивільнені при вивітрюванні механічно і хімічно стійкі мінерали з досить високою щільністю утворюють на земній поверхні розсипних родовищ. З розсипів, найчастіше алювіальних (річкових), добувають золото, платину, алмази, інші дорогоцінні камені, олов'яний камінь (каситерит), мінерали інших металів. У певних кліматичних умовах формуються потужні кори вивітрювання, нерідко збагачені рудними мінералами. З корою вивітрювання бувають пов'язані промислові родовища бокситів (руд алюмінію), скупчення гематиту (залізних руд), водних силікатів нікелю, мінералів ніобію та інших рідкісних металів.
Основна маса продуктів вивітрювання виноситься по системі видатків в озера і моря, на дні яких утворює шарувату осадочную товщу. Глинисті сланці складені в основному глинистими мінералами, а піщаник складається переважно з зцементованих зерен кварцу. Розчинений матеріал може вилучатись з води живими організмами або випадати в осад у результаті хімічних реакцій і випаровування. Карбонат кальцію поглинається з морської води молюсками, які будують з нього свої тверді раковини. Велика частина вапняків утворюється в результаті акумуляції раковин і скелетів морських організмів, хоча частково карбонат кальцію осідає хімічним шляхом.
Евапорітових поклади формуються в результаті випаровування морської води. Евапоріти - велика група мінералів, в число яких входять галит (кухонна сіль), гіпс і ангідрит (сульфати кальцію), сильвин (хлорид калію); всі вони мають важливе практичне застосування. Ці мінерали осідають також при випаровуванні з поверхні соляних озер, але в цьому випадку підвищення концентрації рідкісних елементів може привести до додаткового осадження деяких інших мінералів. Саме в такій обстановці утворюються борати.
Метаморфічні породи. Регіональний метаморфізм. Вивержені і осадові породи, захоронення на великій глибині, під дією температури і тиску зазнають перетворення, називаються метаморфічними, в ході яких змінюються початкові властивості гірських порід, а вихідні мінерали перекрісталлізовивают або повністю трансформуються. В результаті мінерали зазвичай розташовуються уздовж паралельних площин, надаючи породам Сланцеватая вигляд. Тонкосланцеватие метаморфічні породи називаються сланцями. Вони часто бувають збагачені пластинчастими силікатними мінералами (слюдою, хлоритом або тальком). Більш грубосланцеватие метаморфічні породи - гнейси; в них чергуються смуги кварцу, польового шпату і темноколірних мінералів. Коли сланці і гнейси містять будь-якої типово метаморфічний мінерал, це відбивається в назві породи, наприклад, сілліманітовий або ставролітовий сланець, кіанітовий або гранатовий гнейс.
Контактовий метаморфизм. При підйомі магми у верхні шари земної кори в породах, в які вона проникла, звичайно відбуваються зміни, т.зв. контактовий метаморфізм. Ці зміни проявляються в перекристалізації первинних або утворенні нових мінералів. Ступінь метаморфізму залежить як від типу магми, так і від типу породи, яку вона пронизує. Глинисті і близькі їм за хімічним складом породи перетворюються в контактовому роговики (біотитові, Кордієритові, гранатові і ін.). Найбільш інтенсивні зміни відбуваються, коли гранітна магма впроваджується в вапняки: термічний вплив є причиною їх перекристалізації і освіти мармуру; в результаті хімічної взаємодії з вапняками відділяються від магми розчинів утворюється велика група мінералів (силікати кальцію і магнію: волластонит, гроссуляровий і андрадітовий гранати, везувіан, або ідокраз, епідот, тремоліт і диопсид). У деяких випадках при контактовому метаморфизме привносяться рудні мінерали, що робить породи цінними джерелами отримання міді, свинцю, цинку і вольфраму.
Метасоматоз. В результаті регіонального і контактового метаморфізму не відбувається істотної зміни хімічного складу вихідних порід, а змінюються лише їх мінеральний склад і зовнішній вигляд. Коли розчинами привносяться одні елементи і виносяться інші, відбувається значна зміна хімічного складу порід. Такі новоутворені породи називаються метосоматіческімі. Наприклад, взаємодія вапняків з розчинами, які виділяються гранітної магмою в ході кристалізації, призводить до утворення навколо гранітних масивів зон контактово-метасоматичні руд - Скарпіа, які нерідко вміщують оруденение.