ทั้งๆที่หลายคนมีความคิดคร่าวๆว่ามันคืออะไร แต่บางคนก็ไม่สามารถนิยามแนวคิดของ "แร่" ได้ การจำแนกประเภทของแร่ธาตุประกอบด้วยองค์ประกอบที่หลากหลาย ซึ่งแต่ละองค์ประกอบพบว่ามีการประยุกต์ใช้ในด้านกิจกรรมเฉพาะเนื่องจากข้อดีและคุณลักษณะต่างๆ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรู้ว่ามีคุณสมบัติอะไรบ้างและนำไปใช้อย่างไร
แร่เป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเคมีเทียมหรือธรรมชาติที่เกิดขึ้นทั้งภายในเปลือกโลกและบนพื้นผิว และเป็นเนื้อเดียวกันทางเคมีและทางกายภาพ
การจำแนก
วันนี้รู้จักหินมากกว่า 4,000 ชนิดซึ่งรวมอยู่ในหมวดหมู่ "แร่" การจำแนกประเภทแร่ดำเนินการตามเกณฑ์ต่อไปนี้:
- พันธุกรรม (ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด);
- ปฏิบัติ (วัตถุดิบ แร่ หินมีค่า เชื้อเพลิง ฯลฯ);
- เคมี.
เคมี
ปัจจุบันมากที่สุดการจำแนกแร่ธาตุตามองค์ประกอบทางเคมีซึ่งนักแร่วิทยาและนักธรณีวิทยาสมัยใหม่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสารประกอบ ประเภทของพันธะเคมีระหว่างโครงสร้างต่างๆ ขององค์ประกอบ ประเภทของบรรจุภัณฑ์ และคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายที่แร่สามารถมีได้ การจำแนกแร่ธาตุประเภทนี้แบ่งได้เป็น 5 ประเภท โดยแต่ละประเภทมีลักษณะเด่นเหนือธรรมชาติบางประการของความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยโครงสร้างบางหน่วย
ประเภท:
- องค์ประกอบดั้งเดิม;
- ซัลไฟด์;
- ออกไซด์และไฮดรอกไซด์;
- เกลือของกรดออกซิเจน;
- เฮไลด์
นอกจากนี้ ตามลักษณะของแอนไอออน พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นหลายคลาส (แต่ละประเภทมีแผนกของตัวเอง) ซึ่งแบ่งออกเป็นคลาสย่อยแล้ว ซึ่งแยกความแตกต่างได้: framework, chain, island, การประสานงานและแร่ชั้น การจำแนกแร่ธาตุที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกันและมีโครงสร้างคล้ายคลึงกันทำให้มีการรวมตัวเป็นกลุ่มต่างๆ
ลักษณะชนิดของแร่ธาตุ
- องค์ประกอบดั้งเดิม ซึ่งรวมถึงโลหะและโลหะพื้นเมือง เช่น เหล็ก แพลตตินั่ม หรือทอง ตลอดจนอโลหะ เช่น เพชร กำมะถัน และกราไฟต์
- ซัลไฟต์และอะนาลอกต่างๆ การจำแนกทางเคมีของแร่ธาตุรวมถึงเกลือของกรดไฮโดรซัลฟูริก เช่น ไพไรต์ กาลีนาและอื่น ๆ ในกลุ่มนี้
- ออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และอะนาลอกอื่นๆ ของพวกมัน ซึ่งก็คือส่วนผสมของโลหะกับออกซิเจน Magnetite, chromite, hematite, goethite เป็นตัวแทนหลักของหมวดหมู่นี้ซึ่งโดดเด่นด้วยการจำแนกทางเคมีของแร่ธาตุ
- เกลือของกรดออกซิเจน
- เฮไลด์
เป็นที่น่าสังเกตว่าในกลุ่ม "เกลือของกรดออกซิเจน" มีการจำแนกแร่ธาตุตามคลาส:
- คาร์บอเนต;
- ซัลเฟต;
- tungstates และ molybdates;
- ฟอสเฟต;
- ซิลิเกต
นอกจากนี้ยังมีแร่ธาตุก่อหิน แบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:
- magmatic;
- ตะกอน;
- เปลี่ยนแปลง
ตามต้นทาง
การจำแนกแร่ธาตุตามแหล่งกำเนิดมีสามกลุ่มหลัก:
- ภายนอก. กระบวนการของการเกิดแร่ธาตุดังกล่าวในกรณีส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการบุกรุกเข้าไปในเปลือกโลกและการแข็งตัวของโลหะผสมร้อนใต้ดินที่ตามมาซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าแมกมา ในเวลาเดียวกัน การก่อตัวของแร่ธาตุเองนั้นดำเนินการในสามขั้นตอน: แมกมาติก เพกมาไทต์ และโพสต์แมกมาติก
- ภายนอก. ในกรณีนี้ การก่อตัวของแร่ธาตุจะดำเนินการภายใต้สภาวะที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับแร่ภายนอก การก่อตัวของแร่ธาตุจากภายนอกเกี่ยวข้องกับการสลายตัวทางเคมีและทางกายภาพของสารและการเกิดเนื้องอกพร้อมกันที่ทนต่อสภาพแวดล้อมอื่น ผลึกเกิดขึ้นจากการผุกร่อนของแร่ธาตุภายในร่างกาย
- เปลี่ยนรูป. ไม่ว่าหินจะก่อตัวขึ้นอย่างไร ความแข็งแกร่งหรือความมั่นคงก็ตามจะเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอภายใต้อิทธิพลของเงื่อนไขบางประการ หินที่ก่อตัวขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติหรือองค์ประกอบของตัวอย่างเดิมมักเรียกว่าแปรสภาพ
ตาม Fersman และ Bauer
การจำแนกแร่ธาตุตาม Fersman และ Bauer รวมถึงหินหลายก้อนซึ่งมีวัตถุประสงค์หลักสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ รวม:
- อัญมณี;
- หินสี;
- หินออร์แกนิค
สมบัติทางกายภาพ
การจำแนกแร่ธาตุและหินตามแหล่งกำเนิดและองค์ประกอบประกอบด้วยชื่อหลายชื่อ และแต่ละองค์ประกอบมีคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เหล่านี้ ค่าของสายพันธุ์เฉพาะจะถูกกำหนด เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ในการใช้งานในด้านต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์
ความแข็ง
ลักษณะนี้แสดงถึงความต้านทานของของแข็งบางอย่างต่อผลกระทบจากการขีดข่วนของอีกตัวหนึ่ง ดังนั้น หากแร่ที่เป็นปัญหาอ่อนกว่าที่มีรอยขีดข่วนบนพื้นผิว รอยจะยังคงอยู่
หลักการแบ่งประเภทของแร่ธาตุตามความแข็งนั้นใช้มาตราส่วน Mohs ซึ่งแสดงโดยหินที่คัดเลือกมาเป็นพิเศษ ซึ่งแต่ละก้อนสามารถขีดข่วนชื่อก่อนหน้าด้วยปลายแหลมได้ ประกอบด้วยรายการสิบรายการที่ขึ้นต้นด้วยแป้งโรยตัวและยิปซั่มและปิดท้ายด้วยเพชร - ที่ยากที่สุดสาร.
ในขั้นต้น การทำหินบนกระจกเป็นธรรมเนียมปฏิบัติ หากยังมีรอยขีดข่วนอยู่ ในกรณีนี้การจำแนกประเภทของแร่ธาตุตามความแข็งนั้นได้กำหนดไว้สำหรับการกำหนดประเภทที่มากกว่าระดับที่ 5 แล้ว หลังจากนั้นความแข็งจะถูกระบุในระดับ Mohs แล้ว ดังนั้นหากมีรอยขีดข่วนบนกระจกในกรณีนี้ตัวอย่างจะถูกนำมาจากชั้นที่ 6 (เฟลด์สปาร์) หลังจากนั้นพวกเขาพยายามวาดลงบนแร่ที่ต้องการ ดังนั้น ตัวอย่างเช่น หากเฟลด์สปาร์ทิ้งรอยไว้บนตัวอย่าง แต่อะพาไทต์ซึ่งอยู่ที่หมายเลข 5 ไม่ได้ทำ มันก็จะถูกกำหนดคลาส 5.5
อย่าลืมว่าแร่บางชนิดอาจมีความแข็งแตกต่างกันไปตามค่าของทิศทางผลึก ตัวอย่างเช่น ใน disthene บนระนาบร่องลึก ความแข็งตามแกนยาวของผลึกมีค่า 4 ในขณะที่ข้ามระนาบเดียวกันจะเพิ่มขึ้นเป็น 6 แร่ธาตุที่แข็งมากจะพบได้เฉพาะในกลุ่มที่ไม่ใช่โลหะ ความแวววาว
ส่องแสง
การก่อตัวของความสดใสในแร่ธาตุเกิดจากการสะท้อนของรังสีแสงจากพื้นผิวของพวกมัน ในคู่มือเกี่ยวกับแร่ธาตุใด ๆ การจำแนกประเภทจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่:
- เมทัลลิก
- มีความวาวแบบอโลหะ
อันแรกเป็นหินที่มีเส้นสีดำและทึบแสงแม้เป็นเศษที่ค่อนข้างบาง ซึ่งรวมถึงแมกนีไทต์ กราไฟต์ และถ่านหิน แร่ธาตุที่มีความมันวาวที่ไม่ใช่โลหะและแถบสีถือเป็นข้อยกเว้นเช่นกัน ว่าด้วยเรื่องทองมีริ้วสีเขียว ทองแดงมีริ้วสีแดงแปลก เงินมีริ้วสีขาวสีเงิน และอื่น ๆ อีกจำนวน
โลหะในธรรมชาตินั้นคล้ายกับความสดใสของโลหะแตกหักแบบใหม่ๆ และสามารถมองเห็นได้ค่อนข้างดีบนพื้นผิวที่สดของตัวอย่าง แม้จะพิจารณาถึงแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินก็ตาม การจำแนกประเภทความมันวาวยังรวมถึงตัวอย่างที่ทึบแสงซึ่งหนักกว่าประเภทแรกด้วย
ความแวววาวของโลหะเป็นลักษณะของแร่ธาตุ ซึ่งเป็นแร่ของโลหะต่างๆ
สี
สีเป็นคุณสมบัติที่คงที่สำหรับแร่ธาตุบางชนิดเท่านั้น ดังนั้น มาลาไคต์ยังคงเป็นสีเขียวเสมอ ทองจะไม่สูญเสียสีเหลืองทองไป ฯลฯ ในขณะที่สำหรับหลายๆ คน ก็ไม่เสถียร คุณต้องหาชิปใหม่ให้ได้ก่อนจึงจะระบุสีได้
ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการจำแนกคุณสมบัติของแร่ธาตุสำหรับแนวคิดเช่นสีของเส้น (ผงดิน) ซึ่งมักจะไม่แตกต่างจากมาตรฐาน แต่ในขณะเดียวกันก็ยังมีสายพันธุ์ที่สีของแป้งแตกต่างไปจากสีของมันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น แคลไซต์อาจมีสีเหลือง สีขาว สีฟ้า สีฟ้า และรูปแบบอื่นๆ มากมาย แต่ผงก็ยังคงเป็นสีขาวอยู่ดี
ผงหรือคุณสมบัติของแร่ได้มาจากเครื่องเคลือบดินเผาซึ่งไม่ควรเคลือบและในหมู่มืออาชีพเรียกง่ายๆว่า "บิสกิต" เส้นที่มีแร่ธาตุที่กำหนดจะถูกลากไปตามพื้นผิวหลังจากนั้นจะใช้นิ้วทาเล็กน้อย เราไม่ควรลืมว่าแร่ธาตุที่แข็งและแข็งมากจะไม่ทิ้งร่องรอยใด ๆ เนื่องจากพวกมันจะขีดข่วน "บิสกิต" นี้ดังนั้นคุณต้องขูดบางส่วนออกจากพวกมันบนกระดาษขาวก่อนและ แล้วถูให้อยู่ในสภาพที่ต้องการ
แตกแยก
แนวคิดนี้บอกเป็นนัยถึงคุณสมบัติของแร่ที่จะแยกหรือแยกออกในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ทำให้พื้นผิวเรียบเป็นมันเงา เป็นที่น่าสังเกตว่า Erasmus Bartholin ผู้ค้นพบคุณสมบัตินี้ส่งผลการวิจัยไปยังคณะกรรมการที่เชื่อถือได้รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Boyle, Hooke, Newton และอื่น ๆ อีกมากมาย แต่พวกเขารู้จักปรากฏการณ์ที่ค้นพบเป็นแบบสุ่ม และกฎหมายใช้การไม่ได้ แม้ว่าแท้จริงแล้วหนึ่งศตวรรษต่อมาปรากฎว่าผลลัพธ์ทั้งหมดถูกต้อง
ดังนั้น ความแตกแยกมีห้าระดับหลัก:
- สมบูรณ์แบบมาก - แร่สามารถแบ่งออกเป็นจานเล็กๆ ได้อย่างง่ายดาย
- สมบูรณ์แบบ - หากใช้ค้อนทุบ ตัวอย่างจะแตกออกเป็นชิ้นๆ ซึ่งถูกจำกัดด้วยระนาบแตกแยก
- ใสหรือปานกลาง - เมื่อพยายามแยกแร่ จะเกิดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ซึ่งไม่เพียงแต่ถูกจำกัดด้วยระนาบรอยแยกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นผิวที่ไม่เรียบในทิศทางแบบสุ่มด้วย
- ไม่สมบูรณ์ - พบบางอย่างความซับซ้อน;
- ไม่สมบูรณ์มาก - แทบไม่มีรอยแยก
แร่ธาตุบางชนิดมีทิศทางการแตกแยกหลายทิศทางพร้อมกัน ซึ่งมักจะกลายเป็นคุณสมบัติการวินิจฉัยหลัก
กิ๊ก
แนวคิดนี้หมายถึงพื้นผิวของรอยแยกซึ่งไม่ผ่านตามรอยแยกในแร่ จนถึงปัจจุบัน เป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะระหว่างกระดูกหักห้าประเภทหลัก:
- เรียบ - ไม่มีเส้นโค้งที่เห็นได้ชัดเจนบนพื้นผิว แต่มันไม่เรียบเหมือนกระจก เช่นเดียวกับกรณีที่มีความแตกแยก
- ก้าว - โดยทั่วไปสำหรับคริสตัลที่มีความแตกแยกที่ชัดเจนไม่มากก็น้อย
- ไม่สม่ำเสมอ - ปรากฏออกมา เช่น ในอะพาไทต์ เช่นเดียวกับแร่ธาตุอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่มีความแตกแยกที่ไม่สมบูรณ์
- แตกเป็นชิ้น - ลักษณะของแร่ธาตุที่มีเส้นใยและค่อนข้างคล้ายกับการหักไม้ทั่วเมล็ดพืช
- conchoidal - รูปร่างคล้ายเปลือกหอย
ทรัพย์สินอื่นๆ
แร่จำนวนมากมีคุณสมบัติในการวินิจฉัยหรือแยกความแตกต่างเช่นแม่เหล็ก เพื่อตรวจสอบว่าเป็นเรื่องปกติที่จะใช้เข็มทิศมาตรฐานหรือมีดแม่เหล็กพิเศษ การทดสอบในกรณีนี้ดำเนินการดังนี้: ใช้ชิ้นเล็ก ๆ หรือผงเล็กน้อยของวัสดุทดสอบหลังจากนั้นสัมผัสด้วยมีดแม่เหล็กหรือเกือกม้า หากหลังจากขั้นตอนนี้อนุภาคแร่เริ่มดึงดูดสิ่งนี้บ่งบอกถึงการมีแม่เหล็กบางอย่าง เมื่อใช้เข็มทิศ เข็มทิศจะวางไว้บนพื้นผิวเรียบๆ หลังจากนั้นก็รอให้ลูกศรจัดตำแหน่งและนำแร่ไปวางโดยไม่ต้องสัมผัสตัวอุปกรณ์ หากลูกศรเริ่มเคลื่อนที่แสดงว่าเป็นแม่เหล็ก
แร่ธาตุบางชนิดที่มีเกลือคาร์บอนิก เมื่อสัมผัสกับกรดไฮโดรคลอริก คาร์บอนไดออกไซด์จะเริ่มปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งปรากฏออกมาในรูปของฟองสบู่ ซึ่งหลายคนเรียกสิ่งนี้ว่า "การเดือด" แร่ธาตุเหล่านี้มีความโดดเด่น: มาลาไคต์ แคลไซต์ ชอล์ก หินอ่อน และหินปูน
นอกจากนี้ สารบางชนิดสามารถละลายในน้ำได้ดี ความสามารถของแร่ธาตุนี้หาได้ง่ายจากรสชาติ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความสามารถนี้ใช้กับเกลือสินเธาว์ เช่นเดียวกับเกลือโพแทสเซียม และอื่นๆ
หากจำเป็นต้องทำการศึกษาแร่ธาตุเพื่อการหลอมละลายและการเผาไหม้ ขั้นแรกคุณต้องแกะชิ้นส่วนเล็กๆ ออกจากตัวอย่างก่อน แล้วจึงใช้แหนบดึงจากเตาแก๊ส ตะเกียงวิญญาณ เข้าสู่เปลวไฟโดยตรง หรือเทียน
รูปแบบการปรากฏตัวในธรรมชาติ
ในกรณีส่วนใหญ่ในธรรมชาติ แร่ธาตุต่างๆ จะเกิดขึ้นในรูปแบบของการเรียงต่อกันหรือผลึกเดี่ยว และยังสามารถแสดงออกมาเป็นกระจุกได้อีกด้วย หลังประกอบด้วยธัญพืชจำนวนมากที่มีโครงสร้างผลึกภายใน ดังนั้นจึงมีสามกลุ่มหลักที่มีลักษณะเฉพาะ:
- มีมิติเท่ากันทั้งสามทิศทาง
- ยืดออก มีรูปร่างที่ยาวขึ้นในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง
- ยืดในสองทิศทางโดยที่ส่วนที่สามสั้น
ควรสังเกตว่าแร่ธาตุบางชนิดสามารถก่อตัวเป็นผลึกที่เรียงตัวกันตามธรรมชาติ ซึ่งต่อมาเรียกว่าแฝด เสื้อยืด และชื่ออื่นๆ รูปแบบดังกล่าวมักเป็นผลมาจากการเรียงตัวกันหรือการเรียงกันของผลึก
ดู
อย่าสับสนระหว่างการเจริญเติบโตตามปกติและผลึกที่ไม่สม่ำเสมอ เช่น กับ "พู่กัน" หรือ druses ที่งอกขึ้นบนผนังถ้ำและโพรงต่างๆ ในหิน Druses เป็นลูกผสมที่เกิดขึ้นจากผลึกปกติหลายก้อนและในขณะเดียวกันก็เติบโตที่ปลายด้านหนึ่งของหินบางชนิด การก่อตัวของพวกมันต้องการช่องเปิด ซึ่งช่วยให้แร่ธาตุเจริญเติบโตได้อย่างอิสระ
เหนือสิ่งอื่นใด แร่ธาตุที่เป็นผลึกจำนวนมากนั้นมีความโดดเด่นด้วยรูปร่างที่ค่อนข้างซับซ้อนและซับซ้อน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเดนไดรต์ รูปแบบการเผา และอื่นๆ การก่อตัวของเดนไดรต์เกิดจากการตกผลึกของแร่ธาตุอย่างรวดเร็วเกินไปซึ่งอยู่ในรอยแตกและรูพรุนบางๆ และหินในกรณีนี้เริ่มมีลักษณะคล้ายกิ่งก้านที่ค่อนข้างแปลกประหลาด
บ่อยครั้งมีสถานการณ์ที่แร่ธาตุเกือบเต็มพื้นที่ว่างเล็ก ๆ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสารคัดหลั่ง พวกเขาใช้โครงสร้างที่มีศูนย์กลางและสารแร่เติมจากขอบถึงศูนย์กลาง ปริมาณสารคัดหลั่งขนาดใหญ่เพียงพอซึ่งมีที่ว่างอยู่ภายใน มักเรียกว่า geodes ในขณะที่การก่อตัวขนาดเล็กจะเรียกว่าต่อมทอนซิล
ก้อนเป็นก้อนที่มีลักษณะกลมหรือทรงกลมไม่ปกติ ซึ่งเกิดขึ้นจากการสะสมตัวของสารแร่รอบจุดศูนย์กลาง ค่อนข้างบ่อย พวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างภายในที่เปล่งประกายในแนวรัศมี และตรงกันข้ามกับสารคัดหลั่ง การเจริญเติบโตเกิดขึ้นจากจุดศูนย์กลางจากจุดศูนย์กลาง