Что такое минерал.
Дать такое определение, или, говоря по-научному, дефиницию, не очень-то просто. Ведь представления о том, что следует понимать под названием "минерал", неоднократно менялись с годами, развиваясь и углубляясь по мере совершенствования методов исследования минеральных веществ и — в тесной связи с этим — теоретических основ науки о минералах — минералогии; в свою очередь, как всегда бывает в науке, дальнейшая разработка и совершенствование теории во многом способствовали все более правильному пониманию новых экспериментальных данных, все более адекватной интерпретации эмпирических наблюдений. Особенно резкие изменения во взглядах на минералы произошли за последнюю четверть века; во многих отношениях они носят принципиальный характер и по существу означают коренную ломку прежних представлений, господствовавших с середины XIX до середины XX века. Поэтому определение понятия "минерал" лучше всего попытаться дать в его историческом развитии. Попутно придется хотя бы в самых общих чертах коснуться некоторых явлений, непосредственно относящихся к миру минералов, — таких, как изоморфизм и твердые растворы, полиморфизм и политипия, порядок-беспорядок в кристаллах, смешанослойные и метамиктные минералы и др. не разобравшись во всем этом, нельзя понять и современного научного подхода к минералам как к весьма сложным природным объектам. Кроме того, вводится представление о минеральных и парагенетических ассоциациях, а также о типоморфизме минералов.
Термин "минерал" происходит от среднелатинского слова "minera", что значит "кусок руды", "камень, из которого получают металл"1', и возникновение его теряется в дали веков. Кто, когда, где и при каких обстоятельствах придумал слово "минерал" — неизвестно. Наиболее вероятно, что оно родилось в позднем Средневековье или на заре эпохи Возрождения где-нибудь в Саксонии или Богемии: там в Рудных горах издревле велась добыча олова, свинца, серебра и других металлов; а латинский язык оставался международным языком науки вплоть до рубежа XVIII — XIX веков. В русский язык слово "минерал", как и многие другие иностранные слова, вошло со времен Петра I; скорее всего, оно было тогда заимствовано из немецкого языка, представляя собой "кальку" немецкого слова "Mineral".
На протяжении многих сотен лет минералы не отличали от горных пород; впервые их попытался разграничить — хотя и не довел эту попытку до конца — "отец немецкой геологии" А.Г.Вернер (1749—1817) в конце XVIII — самом начале XIX веков. Действительное отделение минералов от горных пород произошло в середине XIX века — тогда же, когда в недрах минералогии зародилась и затем обособилась от нее самостоятельная наука о горных породах — петрография. Разграничение горных пород и минералов базировалось на четком критерии: внутренней неоднородности (гетерогенности) первых и однородности (гомогенности) вторых. Ведь все горные породы состоят из минералов, причем лишь в редких случаях в их составе резко преобладает какой-нибудь один минерал; тогда их называют анхимономи-неральными, т. е. почти мономинеральными (но всетаки — почти, а не вполне). Примеры таких почти мономинеральных образований известны среди магматических, метаморфических и осадочных пород: дуниты и оливиниты, сложенные в основном оливином; некоторые пироксени-ты, состоящие преимущественно (более чем на 90%) из пироксена одного вида; анортозиты и лабрадориты, содержащие почти 100% основного плагиоклаза; кварциты и кварцевые песчаники — существенно кварцевые породы; карбонатные (существенно кальцитовые) породы: известняки, мраморы, карбонатиты и др.; анхимономинеральные альбитовые и микроклиновые породы — альбититы (до 96% альбита) и микроклиниты (до 95% микроклина). Но и в подобных породах всегда присутствует хотя бы небольшое количество (в сумме — от первых до 10—15%) других минералов, называемых в таких случаях второстепенными или акцессорными. Абсолютное же большинство горных пород содержат одновременно 4—5 (и даже более) породообразующих минералов, т. е. они заведомо неоднородны (гетерогенны) по своему составу и строению. Причем одни породы характеризуются относительным постоянством качественного и количественного минерального, а также химического состава, тогда как другие, наоборот, его большой пространственной изменчивостью.
Как бы отталкиваясь от факта неоднородности и полиминеральности громадного большинства горных пород, еще не столь давно смешиваемых с минералами, а теперь перешедших во "владение" петрографов, минералоги, в поисках надежного критерия для разграничения "сфер влияния" с петрографами, выдвинули на первый план утверждение о том, что уж они то изучают природные кристаллические вещества вполне определенного (в каждом конкретном случае) и постоянного состава, — химические соединения, однородность (гомогенность) которых не подлежит сомнению. В любых дефинициях понятия "минерал" вплоть до совсем недавнего времени прежде всего постулировались и весьма настойчиво акцентировались оба, казалось бы, неотъемлемых свойства минералов: постоянство и определенность их химического состава, равно как и неразрывно с этим связанная внутренняя однородность.
В.И.Вернадский еще в начале XX века определил минералы как продукты природных химических реакций, протекающих в земной коре и в недрах Земли. Это совершенно правильное определение остается в силе и сейчас, но ввиду его слишком общего характера нуждается в дополнительном уточнении и конкретизации.
Между тем применение рентгенографии к изучению минералов (с 1915 г.) не только не поколебало общей уверенности в их однородности, но, как это ни парадоксально звучит, даже укрепило ее, установив индивидуальность кристаллической структуры различных минералов (подробнее о кристаллической структуре минералов см. в главе 2А). Дело в том, что рентгенография — интегральный и не очень чувствительный метод; она "не замечает" ни тонкодисперсных минеральных выделений, ни примесей, присутствующих в низких концентрациях. Правда, сочетание рентгенострук-турного и химического анализа позволило выявить в мире минералов многочисленные изоморфные ряды и серии (об изоморфизме см. ниже, п. 1.12.), химический состав промежуточных членов которых закономерно меняется в рамках, определяемых составами конечных членов рядов (например, ряд оливина: форстерит Mg2Si04 — фаялит Fe2Si04). Но это, хотя и очень важное, положение носило, скорее, общий характер, т.е. касалось в основном минералогической систематики, ее упорядочения и дальнейшей разработки классификации минералов на кристаллохимической основе. По отношению же к отдельно взятым кристаллам или иным выделениям минералов укоренившийся в умах минералогов традиционный взгляд на них как на внутренне однородные вещества постоянного состава оставался незыблемым, по-видимому, вплоть до рубежа 60—70-х гг. XX века.
1) Есть и другая версия, согласно которой слово "минерал" производится от латинского mina — подземный ход, штольня; возможно, впрочем, что и само слово minera тоже связано с mina. Кстати говоря, русское слово "руда", также появившееся в средние века, является производным от старинного славянского "рудой", или "рудый", означающего рыжий, рыже-бурый, темно- и жарко-красный цвет (по В.И.Далю); в такие цвета окрашены болотные руды Карелии, из которых впервые на Руси стали выплавлять железо. В ряде западно-славянских языков слово "руда" означает "кровь"; можно, стало быть, понимать глубинный смысл горняцкого термина "руда" как "кровь горных (рудных) жил".
<1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15>