2.3.1.1. Общие сведения

Минералы (лат. minera – руда) – это природные тела, приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам, образующиеся в результате физико-химических процессов в глубинах и на поверхности Земли. Минералы формируются из элементов Периодической системы (1869) Д.И. Менделеева. Основной минералообразующий элемент – кислород О₂. Он содержится в составе 1364 минералов. На втором месте – кремний Si. Он является составной частью 430 минералов. В шеренгу минералообразующих элементов также входят алюминий Al, железо Fe, кальций Ca, калий K, натрий Na и магний Mg. Все перечисленные химические элементы являются главенствующими в минеральном царстве.

Минералы имеют определённый химический состав, кристаллическую структуру и характерные свойства: твёрдость, блеск, цвет, цвет черты, спайность и др. отличительные признаки и особенности, что подробно интерпретировано С.Н. Чернышёвым (с соавт.). Минералы в земной коре иногда встречаются в виде самостоятельных скоплений (месторождения полезных ископаемых), но чаще – входят в состав горных пород. Минералы определяют физико-механические и иные свойства горных пород. С этой точки зрения они представляют большой интерес для инженер-строителей.

В 1811 г. немецкий минералог Ф. Моос составил набор из 10 эталонных минералов. Он используется для быстрого определения относительной твёрдости минерала методом царапания (в баллах): 1 – тальк, 2 – гипс, 2 – кальцит, 4 – флюорит, 5 – апатит, 6 – ортоклаз, 7 – кварц, 8 – топаз, 9 – корунд, 10 – алмаз.

К настоящему времени в земной коре обнаружено и диагностировано около 3000 минералов. Большинство из них встречаются редко и лишь чуть больше 100 минералов встречаются часто и в достаточно больших количествах. Они входят в состав магматических, метаморфических и осадочных пород, образуя соответствующие ассоциации. Такие минералы называют породообразующими.

Помимо природных минералов в промышленных целях создана большая группа искусственных минералов. Часть из них повторяет природные образования, другие созданы с целенаправленными свойствами и характеристиками, что достигается подбором компонентов сырья и последующей его переработкой. Примером искусственных минералов являются гидравлические минеральные вяжущие вещества типа кальциевых алюминатов и ферритов. Также получены металлокерамические минералы (корундовый микролит) с высокой твёрдостью и стойкостью.