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광물

Mineral
기타 용도는 광물(동음이의)을 참조하십시오.
캐나다 퀘벡주 몽생힐레르의 세란다이트, 나트로라이트, 아날카임, 에기린의 결정체

지질학 및 광물학에서 광물종(mineral or mineral special)은 대체로 상당히 명확한 화학조성과 순수한 [1][2]형태로 자연적으로 발생하는 특정 결정구조를 가진 고체화합물이다.

광물의 지질학적 정의는 보통 생물에게만 일어나는 화합물을 제외한다.그러나, 일부 미네랄은 종종 생화학적인(예: 칼사이트)이거나 화학적인 의미에서 유기 화합물입니다(예: 멜라이트.게다가, 생물들은 종종 암석에서도 발생하는 무기 광물들을 합성한다.

광물질의 개념은 충분한 규모로 비교적 균질한 모든 부피가 큰 고체 지질 물질인 암석과 다르다.암석은 한 가지 유형의 광물로 구성될 수도 있고,[3] 공간적으로 서로 다른 상으로 분리된 두 가지 이상의 광물로 이루어진 집합체일 수도 있다.

오팔이나 흑요석과 같이 명확한 결정 구조가 없는 일부 천연 고체 물질은 [4]미네랄로이드라고 더 적절하게 불립니다.결정 구조가 다른 화학 화합물이 자연적으로 발생하는 경우, 각 구조는 다른 광물 종으로 간주됩니다.따라서, 예를 들어, 석영과 스티쇼바이트는 같은 화합물인 이산화규소로 이루어진 두 개의 다른 광물이다.

국제광물학협회(IMA)는 광물종의 정의와 명명법에 대해 일반적으로 인정받는 표준기구이다.IMA는 2022년 1월 현재 제안 또는 전통[5] [6]광물종 5981종 중 5780종을 인정하고 있다.

명명된 광물종의 화학적 조성은 소량의 불순물을 포함함에 따라 다소 달라질 수 있다.특정 종의 특정 변종들은 [7]때때로 그들만의 관습적 또는 공식적인 이름을 가지고 있다.예를 들어 자수정은 광물성 석영의 보라색 품종이다.일부 광물 종은 광물 구조에서 동등한 위치를 차지하는 두 개 이상의 화학 원소의 가변 비율을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 맥키나이트의 공식은 FeNiS를
x
9-x
8 의미하며, 여기서 x는
90과
8 9 사이의 가변 숫자입니다.때때로 가변 조성을 가진 광물이 다소 자의적으로 별도의 종으로 분할되어 광물군을 형성하기도 한다. 즉, 감람군인 규산염
x
y
2-x-y
4 CaMgFeSiO의 경우이다.

필수 화학조성물과 결정구조 외에 광물종의 기술에는 보통 그 맛이나 냄새뿐만 아니라 습관, 경도, 광택, 간결성, 색조, 줄무늬, 끈기, 균열, 균열, 균열, 분할, 비중, 자기, 형광, 방사능 등의 공통된 물리적 특성이 포함된다.산성에 대한 반응

광물은 주요 화학 성분으로 분류되며, 두 가지 주요 시스템은 다나 분류와 스트룬츠 분류입니다.규산염 광물은 지각의 [8][9]약 90%를 차지한다.다른 중요한 미네랄 그룹에는 천연 원소, 황화물, 산화물, 할로겐화물, 탄산염, 황산염, 인산염 등이 있습니다.

정의들

국제 광물학 협회

국제광물학협회는 물질을 별개의 [10][11]광물로 간주하기 위한 다음과 같은 요건을 확립했다.

  1. 그것은 지구나 다른 외계 물체에서 자연적으로 발생하는 지질학적 과정에 의해 형성되는 물질임에 틀림없다.여기에는 탄화텅스텐, 요로결석, 식물조직의 옥살산칼슘 결정, 조개껍데기 등 인간활동(인류유전자) 또는 생물(생물유전자)에 의해 직접 및 배타적으로 생성된 화합물은 제외된다.그러나 그러한 기원을 가진 물질은 지질학적 과정이 그 발생에 관여한 경우(식물 물질에서 유래한 Evenkite, bat guano에서 유래한 taranakite, 광산 [11]미행에서 유래한 alpersite의 경우와 같이) 자격을 얻을 수 있다.지구핵이나 다른 행성과 같이 접근할 수 없는 자연환경이 발생할 것으로 예상되더라도 가상의 물질 또한 제외된다.
  2. 그것은 자연 발생에 있어서 고체 물질임에 틀림없다.이 규칙의 주요 예외는 천연 수은입니다. IMA는 현재 규칙이 [12]제정되기 전에 포함되었기 때문에 결정성이 -39°C 미만임에도 불구하고 여전히 광물로 분류됩니다.물과 이산화탄소는 종종 다른 미네랄에 포함된 것으로 발견되기는 하지만, 미네랄로 간주되지 않습니다. 하지만 물 얼음은 [13]미네랄로 간주됩니다.
  3. 그것은 잘 정의된 결정학적 구조를 가져야 하며, 더 일반적으로는 질서 있는 원자 [14]배치를 가져야 한다.이 특성은 결정 형태, 경도 및 [15]균열과 같은 몇 가지 거시적 물리적 특성을 내포합니다.오조카이트, 리모나이트, 흑요석 및 지질학적 맥락에서 발생하는 기타 비정질(비결정질) 물질은 제외됩니다.
  4. 그것은 꽤 잘 정의된 화학 조성을 가지고 있어야 한다.단, 일정한 구조를 가지지만 조성이 가변적인 특정 결정성 물질은 단일 광물종으로 간주할 수 있다.일반적인 예로는 맥키나이트, (Fe, Ni)9S와8 같은 고체 용액이 있는데, 황화철은 대부분 철 원자의 상당 부분을 니켈 [14][16]원자로 대체한 것입니다.다른 예로는 가변 레이어 스태킹이 있는 층 결정 또는 공실 및 치환의 규칙적인 배열만 다른 결정 등이 있습니다.한편, 연속적인 일련의 조성을 가지는 일부 물질은 임의로 여러 개의 광물로 분할될 수 있다.대표적인 예는 감람기(Mg, Fe)2 SiO로4, 마그네슘과 철분이 풍부한 엔드 멤버는 별도의 광물(포르스테라이트 및 페얄라이트)로 간주됩니다.

이 규칙들의 세부사항들은 다소 [14]논란의 여지가 있다.예를 들어, 비정질 물질을 광물로 분류하자는 최근 몇 가지 제안이 있었지만 IMA에 의해 받아들여지지 않았다.

IMA는 또한 수백 개의 원자 지름의 나노 입자의 형태로만 자연적으로 발생하는 광물을 받아들이기를 꺼려하지만, 최소 결정 [10]크기를 정의하지 않았다.

일부 저자는 상온(25°[14]C)에서 안정적이거나 준안정적인 고체여야 한다고 요구합니다.그러나 IMA는 물질의 구조와 조성이 잘 결정될 수 있을 정도로 안정적이어야 한다.예를 들어, 마그네슘 황산마그네슘의 수화물(Mydrate)이 형성되어 있고 2°C 이하에서만 안정되어 있음에도 불구하고 최근 광물로 인정되었습니다.

2022년 1월 현재 IMA가 [5]승인한 광물종은 5780종이다.그것들은 보통 사람의 이름을 따서 이름이 지어지고, 그 다음에 발견 장소가 따라 붙는다; 화학 성분이나 물리적 특성에 기초한 이름은 광물 이름의 [17][18]어원의 다른 두 가지 주요 그룹이다.대부분의 이름은 "-ite"로 끝납니다. 예외는 일반적으로 광물학이 조직되기 전에 잘 확립된 이름(예: 갈레나나 다이아몬드)입니다.

생물 광물

지질학자들과 광물학자들 사이에서 논쟁의 주제는 생물유전자 결정성 물질을 제외하기로 한 IMA의 결정이었다.예를 들어, 로웬스탐(1981)은 "생물권에서는 유기적으로 형성될 수 없는 다양한 종류의 광물을 형성할 수 [19]있다"고 말했다.

Skinner(2005)는 모든 고형물을 잠재적 미네랄로 보고 있으며, 생물의 대사 활동에 의해 생성되는 광물계의 바이오미너럴을 포함한다.스키너는 "생물 지구화학적 과정을 통해 형성된 원소 또는 화합물, 비정질 또는 결정질"을 [20]광물로 분류하기 위해 광물에 대한 이전의 정의를 확장했다.

고해상도 유전학과 X선 흡수 분광학의 최근 발전은 미생물과 광물 사이의 생물 지구 화학적 관계에 대한 발견을 제공하고 있어 이 질문에 새로운 [11][20]빛을 던질 수 있다.예를 들어 IMA가 위임한 "환경 광물학과 지구화학 작업 그룹"은 수권, 대기 및 [21]생물권의 광물을 다룬다.이 그룹의 범위는 광물 형성 미생물을 포함하며, 이 미생물은 지구의 거의 모든 암석, 토양 및 입자 표면에 존재하며 해저에서 최소 1600m 깊이의 깊이와 성층권(아마 중간권 [22][23][24]진입)까지 존재한다.

생물 지구 화학적 순환은 수십억 년 동안 광물의 형성에 기여해왔다.미생물은 용액에서 금속을 침전시켜 광상 형성에 기여할 수 있다.그것들은 또한 [25][26][27]광물의 용해를 촉매할 수 있다.

국제광물학협회의 등재 이전에 60개 이상의 바이오미너럴이 발견되고, 이름이 붙여지고, 출판되었다.[28]이들 광물(Lowenstam(1981)[19]에 표로 표시된 하위 집합)은 Skinner(2005)의 정의에 [20]따라 적절한 광물로 간주된다.이들 바이오미너럴은 국제광물협회 공식 [29]광물명목록에는 기재되어 있지 않지만, 이들 바이오미너럴 대표자 중 상당수는 다나 분류 [20]체계에 기재된 78개 광물 등급에 분포되어 있다.

Skinner(2005)의 광물에 대한 정의는 광물이 결정성일 수도 있고 [20]비정질일 수도 있다는 것을 언급함으로써 이 문제를 고려한다.바이오미너럴은 [30]광물의 가장 흔한 형태는 아니지만, 그들은 광물의 특성을 구성하는 것의 한계를 정의하는데 도움을 준다.니켈(1995)의 공식 정의는 물질을 광물로 정의하는 열쇠로 결정성을 명시적으로 언급했다.2011년 기사에서는 알루미늄-철-동 합금인 이코사헤드라이트를 광물로 정의했습니다. 이 독특한 자연 정십면체 대칭 때문에 이름이 붙여진 이코사헤드라이트는 준결정입니다.진짜 결정과 달리 준결정들은 순서가 있지만 주기적인 [31][32]것은 아니다.

암석, 광석, 보석

편암은 판상 광물이 풍부한 것이 특징인 변성암이다.이 예에서 이 암석은 3cm(1.2인치)나 되는 눈에 띄는 실리마나이트 포르피로블라스트를 가지고 있다.

바위는 하나 이상의 미네랄[33] 또는 미네랄로이드의 집합체이다.석회암이나 석영석과 같은 일부 암석은 주로 하나의 광물로 구성되어 있습니다. 석회암의 경우 칼사이트 또는 아라곤라이트, 후자의 경우 [34][35]석영입니다.다른 암석들은 주요 광물들의 상대적 풍부함으로 정의될 수 있다; 화강암은 석영, 알칼리 장석,[36] 사장석의 비율로 정의된다.암석에 있는 다른 광물들은 부속 광물이라고 불리며, 암석의 부피 구성에 큰 영향을 미치지 않습니다.암석은 또한 전적으로 비광물 물질로 구성될 수 있다; 석탄은 주로 유기적으로 유도된 [33][37]탄소로 구성된 퇴적암이다.

암석에는 어떤 광물종과 군들이 다른 광물들보다 훨씬 더 풍부하다; 이것들은 암석 형성 광물이라고 불린다.주요 예로는 석영, 장석, 운모, 양서류, 휘석, 감람석, 석회석 등이 있으며, 마지막을 제외한 모든 광물은 [38]규산염이다.전체적으로 약 150개의 광물이 풍부함이나 [39]수집의 미적 가치에 관계없이 특히 중요한 것으로 여겨진다.

원석, 금속광석 또는 광물연료 이외의 상업적으로 가치가 있는 [40]광물과 암석은 산업광물로 불린다.예를 들어 흰색 운모인 머스코바이트는 창(이싱글래스라고도 함), 필러 또는 [41]절연체로 사용할 수 있습니다.

광석은 특정 원소(일반적으로 금속)의 고농도를 가진 광물이다.예를 들어 수은 광석인 시나바르(HgS), 아연 광석인 스팔레라이트(ZnS), 주석 광석인 캐시타라이트(SnO2), 붕소 광석인 콜마나이트 등이 있습니다.

보석은 장식적인 가치가 있는 광물이며, 아름다움, 내구성, 그리고 보통 희귀성으로 인해 비보석과 구별된다.보석 광물로서 자격이 있는 약 20종의 미네랄이 있으며, 이것은 가장 흔한 보석 중 35종을 구성합니다.보석 광물은 종종 여러 가지 종류가 있어서 하나의 광물이 여러 가지 다른 원석을 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 루비와 사파이어는 둘 다 코룬덤,[42] AlO입니다23.

어원학

"미네랄"이라는 단어가 영어에서 처음으로 사용된 것은 15세기였다.그 단어는 중세 라틴어에서 왔다: Minera, minera, minera,[43] mine, ore.

"종"이라는 단어는 라틴어 종인 "별다른 외모 또는 외모를 가진 특별한 종류, 종류, 종류"[44]에서 유래했다.

화학

울프라마이트 시리즈의 망간이 풍부한 최종 멤버인 휴브네라이트로, 배경에는 마이너 석영이 있다.

광물의 풍부함과 다양성은 그들의 화학작용에 의해 직접적으로 통제되며, 차례로 지구의 원소적 풍부함에 의존합니다.관찰된 광물의 대부분은 지구의 지각에서 유래한다.8가지 원소는 지각에 풍부하기 때문에 광물의 주요 성분 대부분을 차지한다.무게 기준으로 지각의 98% 이상을 합한 이 8가지 원소는 산소, 실리콘, 알루미늄, 철, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨 순으로 풍부함을 감소시킵니다.산소와 실리콘은 단연코 가장 중요한 두 가지입니다. 산소는 무게 기준으로 지각의 47%를 구성하고 실리콘은 28%[45]를 차지합니다.

형성되는 광물은 모체의 [46]부피 화학에 의해 부과되는 한계 내에서 형성 온도와 압력에서 가장 안정적인 광물이다.예를 들어, 대부분의 화성암에서 존재하는 알루미늄과 알칼리 금속(나트륨과 칼륨)은 주로 장석 광물로서 산소, 실리콘, 칼슘과 함께 발견됩니다.그러나 이 암석에 알칼리 금속이 비정상적으로 풍부하게 함유되어 있다면, 장석으로서 모든 나트륨과 결합할 수 있는 충분한 알루미늄이 없을 것이고, 과도한 나트륨은 리에베카이트와 같은 소다성 양서류를 형성할 것입니다.알루미늄 함량이 비정상적으로 높을 경우 과도한 알루미늄이 머스코바이트 또는 기타 알루미늄이 풍부한 [47]광물을 형성합니다.실리콘이 부족하면 장석의 일부가 장석광물로 [48]대체된다.특정 온도와 압력에서 형성된 특정 조성의 암석에 어떤 광물이 존재할지에 대한 정확한 예측은 복잡한 열역학적 계산을 필요로 한다.그러나 대략적인 추정은 건조한 [49]마그마에서 형성된 화산암에 대한 합리적인 추정치를 제공하는 CIPW 노름과 같은 비교적 간단한 경험 규칙을 사용하여 할 수 있다.

화학조성은 고체용액 시리즈의 엔드 멤버 종에 따라 다를 수 있다.예를 들어 사장석 장석은 나트륨이 풍부한 엔드 멤버 알바이트(NaAlSiO38)에서 칼슘이 풍부한 아노르타이트(CaAlSiO228)까지 연속되는 계열을 가지며, 이들 사이에 인정된 4개의 중간 변종(나트륨에서 칼슘이 풍부한 것)인 올리고클라스, 안데스, 래브라도라이트 및 타운라이트 [50]by townite를 포함한다.시리즈의 다른 예로는 마그네슘이 풍부한 포스테라이트 및 철이 풍부한 페이알라이트 감람계, 망간이 풍부한 휘브네라이트 및 철이 풍부한 페베라이트 [51]울프라마이트계 등이 있다.

화학 치환과 배위 다면체는 광물의 이러한 공통적인 특징을 설명한다.자연에서 광물은 순수한 물질이 아니며 주어진 화학 시스템에 존재하는 다른 원소에 의해 오염됩니다.그 결과, 하나의 원소를 다른 [52]원소로 치환할 수 있다.화학적 치환은 크기와 전하가 비슷한 이온 사이에서 발생합니다. 예를 들어 K는 크기와+ 전하의 큰 차이로 인한 화학적, 구조적 비호환성 때문에 Si를4+ 대체하지 않습니다.화학 치환의 일반적인 예는 지각의 전하, 크기, 풍부함에 가까운 Si by3+ Al이다4+.사장석의 예에서는 세 가지 치환 사례가 있다.장석은 모두 규소-산소 비율이 2:1인 골격 규산염이며, 다른 원소의 공간은 Al에 의한4+3+ Si 치환으로 [AlSiO38]−의 기저 단위를 얻을 수 있습니다. 치환이 없다면 공식은 SiO로2 전하 평형되어 [53]석영을 얻을 수 있습니다.이 구조적 특성의 중요성은 배위 다면체로 더 자세히 설명될 것이다.두 번째 치환은 Na와2+ Ca 사이에+ 발생하지만, 전하 차이는 [54]Al에 의한4+3+ Si의 두 번째 치환으로 설명해야 한다.

배위 다면체는 양이온이 음이온으로 둘러싸이는 방식을 기하학적으로 표현한 것입니다.광물학에서 배위 다면체는 지각에 풍부하기 때문에 보통 산소의 측면에서 고려된다.규산염 광물의 기본 단위는 4개의 O로2− 둘러싸인 1개의4+ Si인 실리카 사면체입니다.규산염의 배위를 기술하는 또 다른 방법은 숫자에 의한 것이다.실리카 사면체의 경우 규소는 배위번호가 4라고 한다.다양한 양이온은 특정 범위의 가능한 배위수를 가지고 있습니다. 실리콘의 경우, 실리콘이 산소와 6배(8면체) 배위하도록 화합물이 압축된 고압 광물을 제외하고 거의 항상 4입니다.양이온이 클수록 산소에 비해 상대적인 크기가 증가하기 때문에 배위수가 커집니다(중량 원자의 마지막 궤도 부껍질도 다릅니다).배위수의 변화는 물리적, 광물학적 차이로 이어집니다. 예를 들어, 맨틀과 같은 고압에서 많은 광물, 특히 올리빈과 가넷과 같은 규산염은 규소가 8면체 배위 상태에 있는 페로브스카이트 구조로 바뀝니다.다른 예로는 Al의3+ 배위수에 따라 다른 알루미늄 규산염 키아나이트, 안달루사이트 및 실리만라이트(공식25 AlSiO를 공유하기 때문에 다형질)가 있다.이러한 광물은 압력 [45]및 온도 변화에 대한 반응으로 서로 전이된다.규산염 재료의 경우,[55] Si를 Al로4+3+ 치환함으로써 다양한 광물을 얻을 수 있다.이는 전하 밸런스의 필요성 때문이다.

가장 흔한 8개의 원소가 지구 지각의 98% 이상을 구성하기 때문에, 일반적으로 존재하는 소량의 다른 원소들은 일반적인 암석 형성 광물로 대체된다.대부분의 원소의 특징적인 광물은 매우 드물며, 열수 순환과 같은 지질학적 과정에 의해 원소가 집중되어 더 이상 일반적인 [56]광물에 수용될 수 없는 경우에만 발견됩니다.

미네랄이 반응할 때 제품이 시약의 형태를 띠는 경우가 있습니다. 제품 미네랄을 시약의 유사 형태(또는 그 후)라고 합니다.이 그림은 오르토클레이스 이후의 카올리네이트 유사형상입니다.여기서 의사 형상은 칼스배드 트윈닝을 정형화에서 공통으로 보존했다.

온도, 압력 및 조성의 변화는 암석 샘플의 광물학을 변화시킨다.조성의 변화는 풍화작용이나 메타소마티즘(수열변화)과 같은 과정에 의해 발생할 수 있다.온도와 압력의 변화는 숙주의 암석이 다른 물리적 상태로 구조적인 또는 마그마적인 움직임을 겪을 때 발생합니다.열역학 조건의 변화는 광물 집합체가 서로 반응하여 새로운 광물을 생산하는 것을 유리하게 만든다. 따라서, 두 암석은 유사한 광물학을 가지지 않고도 동일하거나 매우 유사한 벌크암 화학을 가질 수 있다.광물학적 변화의 이 과정은 암석 순환과 관련이 있다.일련의 광물 반응의 예를 [57]다음과 같이 설명한다.

오르토클라아제 장석(KAlSiO)은38 화강암에서 흔히 발견되는 광물이다.풍화에 노출되면 반응하여 카올리나이트225(AlSiO(4OH), 퇴적 광물 및 규산)를 형성합니다.

2 KAlSiO38 + 52 HO + 2+ H → AlSiO225(OH)4 + 4 HSiO23 + 2 K+

저급 변성 조건에서 카올리네이트는 석영과 반응하여 파이로필라이트(AlSiO2410(OH):2

AlSiO225(OH)4 + SiO2 → AlSiO2410(OH)2 + HO2

변성 경사가 증가함에 따라 파이로필라이트는 반응하여 카이나이트와 석영을 형성합니다.

AlSiO2410(OH)2 → AlSiO25 + 3 SiO2 + HO2

또는 광물은 반응하지 않고 온도 및 압력의 변화에 따라 결정구조를 변화시켜도 된다.예를 들어, 석영은 고온에서는 트리디마이트, 크리스토발라이트, [58]고압에서는 코에사이트와 같은 다양한 SiO2 다형체로 변화합니다.

광물을 분류하는 것은 간단한 것부터 어려운 것까지 다양하다.광물은 몇 가지 물리적 특성으로 식별할 수 있으며, 그 중 일부는 모호함 없이 완전히 식별하기에 충분하다.광물은 보다 복잡한 광학, 화학 또는 X선 회절 분석에 의해서만 분류될 수 있지만, 이러한 방법은 비용과 시간이 많이 소요될 수 있다.분류에 적용되는 물리적 특성은 결정구조 및 습성, 경도, 광택, 투명도, 색채, 줄무늬, 균열 및 파단, 비중 등이다.일반적이지 않은 다른 테스트로는 형광, 인광, 자기, 방사능, 끈기(기계적으로 유도되는 형태 또는 형태의 변화에 대한 반응), 압전 및 희석산에 [59]대한 반응성이 있습니다.

주요 기사:크리스탈 시스템 및 크리스탈 습관
다음 항목도 참조하십시오.크리스털 트윈닝
토파즈는 특유의 오르토롬 모양의 가늘고 긴 결정 형태를 가지고 있다.

결정 구조는 광물 내부 구조에서 원자의 질서 있는 기하학적 공간 배치에서 비롯됩니다.이 결정 구조는 종종 결정이 취하는 기하학적 형태로 표현되는 규칙적인 내부 원자 또는 이온 배열에 기초합니다.광물입자가 너무 작아서 볼 수 없거나 불규칙하게 형성되어 있어도 기초결정구조는 항상 주기적이며 X선 [14]회절에 의해 결정된다.광물은 전형적으로 그 대칭성분으로 묘사된다.결정체는 대칭에 따라 다른 32개의 점군으로 제한됩니다.이들 그룹은 보다 광범위한 범주로 분류되며, 이들 중 가장 광범위한 것은 6개의 결정족입니다.[60]

이러한 패밀리는 세 결정학적 축의 상대적 길이와 그 사이의 각도로 설명할 수 있습니다. 이러한 관계는 좁은 점 그룹을 정의하는 대칭 연산에 해당합니다.a, b, c는 축을 나타내고 α, β, θ는 각 결정학적 축과 반대되는 각도(예를 들어 α는 a축과 반대되는 각도, b축과 c축 사이의 각도)를 나타낸다.[60]

패밀리 이 도 인 예 " " "
=b=c a = b = c = β =β = β = β = 90° 가넷, 할라이트, 황철광
=b≠ = b = c = β =β = β = β = 90° 루틸, 지르콘, 안달루사이트
c a b c = β =β = β = β = 90° 올리빈, 아라고나이트, 오르토피록센
=b≠ = b = c α = β = 90°,° = 120° 석영, 칼사이트, 토르말린
c a b c α = β = 90°, 90° β 90° 크리니피록센, 오르토클라아제, 석고
c a b c β β β β 아노르타이트, 알바이트, 카야나이트

육각 결정군은 또한 대칭 축이 3배인 삼각계와 대칭 축이 6배인 육각계의 두 가지 결정계로 나뉩니다.

화학과 결정 구조가 함께 광물을 정의합니다.32개의 점군으로 제한하면 서로 다른 화학 물질을 가진 광물은 동일한 결정 구조를 가질 수 있다.예를 들어 할로겐산염(NaCl), 갈레나(PbS) 및 페리클라아제(MgO)는 서로 다른 구성 요소 간의 화학량계가 유사하기 때문에 모두 육면체 점군(등각계 패밀리)에 속합니다.반대로, 다형은 화학식을 공유하지만 다른 구조를 가진 광물들의 집합이다.예를 들어 황화철인 황철광과 마르카사이트는 모두 FeS라는2 식이지만 전자는 등각성이고 후자는 직각성입니다.이 다형성은 일반적인2 AX 공식으로 다른 황화물까지 확장됩니다. 이 두 그룹은 황철광과 마르카사이트 [61]그룹으로 통칭됩니다.

다형성은 순수한 대칭성을 넘어 확장될 수 있다.알루미노규산염은 화학식25 AlSiO를 공유하는 3가지 광물인 카이나이트, 안달루사이트, 실리마나이트로 이루어진 그룹입니다.캬나이트는 삼정질이고, 안달루사이트와 실리마나이트는 모두 직교질이며, 2정질 점군에 속한다.이러한 차이는 결정 구조 내에서 알루미늄이 어떻게 조정되는지에 따라 발생합니다.모든 광물에서 하나의 알루미늄 이온은 항상 산소와 6배 배위합니다.실리콘은 일반적으로 모든 광물에서 4배 배위되어 있지만 스티쇼바이트(SiO2, 루타일 구조의 [62]초고압 석영 다형)와 같은 경우는 예외입니다.카나이트에서 두 번째 알루미늄은 6배 배위되어 있으며, 화학식은 결정 구조를 반영하여 AlAlSiO로[6][6]5 표현될 수 있습니다.안달루사이트는 두 번째 알루미늄을 5배 배위(AlAlSiO[6][5]5)로 사용하고, 실리마이트는 4배 배위(AlAlAlSiO[6][4]5)[63]로 사용합니다.

결정 구조와 화학의 차이는 광물의 다른 물리적 특성에 큰 영향을 미칩니다.탄소 동소체 다이아몬드와 흑연은 매우 다른 특성을 가지고 있습니다; 다이아몬드는 가장 단단한 천연 물질이고, 아다만틴 광택을 가지고 있으며, 등각 결정군에 속하는 반면, 흑연은 매우 부드럽고, 기름진 광택을 가지고 있으며, 육각형 계열의 결정체입니다.이 차이는 결합의 차이로 설명됩니다.다이아몬드에서, 탄소는 sp 하이브리드 오비탈에3 있는데, 이것은 각 탄소가 4개의 이웃에 사면체 방식으로 공유 결합되는 구조를 형성한다는 것을 의미한다. 반면, 흑연은 sp 하이브리드 오비탈의 탄소2 시트로 구성되어 있으며, 여기서 각 탄소는 오직 3개의 다른 탄소와 공유 결합된다.이러한 시트는 훨씬 더 약한 반데르발스 힘에 의해 함께 유지되며, 이러한 차이는 거시적인 [64]큰 차이로 해석됩니다.

스피넬에서 볼 수 있는 접촉 쌍둥이

트윈닝은 두 개 이상의 결정체가 하나의 광물 종으로 이루어진 혼합물이다.트윈닝의 형상은 광물의 대칭에 의해 제어된다.그 결과, 접촉쌍둥이, 망상쌍둥이, 유전쌍둥이, 침투쌍둥이, 순환쌍둥이, 다합성쌍둥이를 포함한 여러 종류의 쌍둥이가 있다.접촉 또는 단순 쌍둥이는 평면에서 결합된 두 개의 결정으로 구성됩니다. 이러한 유형의 트윈닝은 스피넬에서 일반적입니다.그물망형 쌍둥이는 루타일에서 흔히 볼 수 있는 그물을 닮은 맞물린 결정체이다.유전성 쌍둥이는 쌍둥이의 시작으로 인해 가운데가 구부러져 있다.관통 쌍둥이는 서로 성장한 두 개의 단일 결정으로 구성되어 있습니다. 이 쌍둥이에는 십자형 스타우롤라이트 쌍둥이와 칼스배드 쌍둥이가 있습니다.순환쌍둥이는 회전축을 중심으로 반복되는 쌍둥이 때문에 발생한다.이 쌍둥이 유형은 3, 4, 5, 6, 또는 8겹의 축을 중심으로 발생하며, 이에 대응하는 패턴을 threeling, fourling, fiveling, sixling, eling이라고 합니다.아라곤석에서는 여섯 마리가 흔하다.다합성 쌍둥이들은 반복적인 쌍둥이들의 존재로 인해 고리형 쌍둥이와 유사하다; 하지만, 회전축 주변에서 일어나는 대신에, 다합성 쌍둥이들은 보통 현미경적인 [65][66]규모로 평행 평면을 따라 일어난다.

크리스털 습관은 크리스털의 전체적인 모양을 말한다.이 속성을 설명하는 데 몇 가지 용어가 사용됩니다.일반적인 습관은 침상결정을 나트로라이트에서와 같이 설명하는 침상결정을 설명하는 침상결정, 날개모양(나무모양, 토종구리에서는 일반적인), 가넷, 프리즘(일방향으로 융화), 표모양(표모양)의 전형적인 형태이며, 전자는 평탄한 반면 후자는 확장이 있다는 점에서 날개모양과 다르다.결정 형태와 관련하여, 결정면의 품질은 일부 광물, 특히 석유 현미경을 통해 진단됩니다.유면체 결정은 정의된 외부 형상을 가지고 있는 반면, 유면체 결정은 그렇지 않다. 이러한 중간 형태를 [67][68]서브면체라고 한다.

★★★

주요 기사:광물 경도 모스 척도
다이아몬드는 가장 단단한 천연 물질이며, 모스의 경도는 10입니다.

광물의 경도는 얼마나 긁히지 않을 수 있는지를 규정한다.이 물리적 성질은 광물의 화학 성분과 결정 구조에 의해 제어된다.광물의 경도는 그 구조의 함수인 모든 면에 대해 일정할 필요는 없습니다. 결정학적 약점은 어떤 방향을 다른 [69]방향보다 부드럽게 만듭니다.이 성질의 예는 [001]에 평행한 5µ의 Moh 경도를 가지지만 [[70]100]에 평행한 7의 Kyanite에 존재한다.

가장 일반적인 측정 척도는 순서형 Mohs 경도 척도입니다.10개의 지표로 정의되며, 지수가 높은 광물은 그 아래의 광물을 긁는다.그 척도는 필로규산염인 탈크에서 가장 단단한 천연 물질인 탄소 다형질인 다이아몬드까지 다양하다.눈금은 [69]다음과 같습니다.

경도 스 mo mo mo mo 물물 【화학식】
1 Mg3Si4O10(OH)2
2 CaSO4 · 2HO2
3 카코3
4 CaF2
5 Ca5(PO4)(3OH, Cl, F)
6 KAlSi3O8
7 SiO2
8 AlSiO24(OH, F)2
9 알로23
10 C

기타 척도에는 [71]다음이 포함된다.

과

주요 기사:러스트레(광물학)
황철광은 금속 광택을 가지고 있다.

러스트레는 광물의 질과 강도와 관련하여 광물의 표면에서 빛이 어떻게 반사되는지를 나타냅니다.이 성질을 설명하는 데 사용되는 수많은 질적 용어가 있으며, 이는 금속 범주와 비금속 범주로 구분됩니다.금속광물과 준금속광물은 금속처럼 반사율이 높다.이 광택이 나는 광물의 예로는 갈레나나 황철광물이 있다.비금속광택은 다이아몬드 등의 아다만틴, 규산염 광물에서 매우 일반적인 유리광택인 유리광택, 탈크 및 아포필라이트 등의 진주광택, 가넷 그룹의 구성원 등의 수지광물, 베스트 형상의 크리소타일 [73]등의 섬유광물에 일반적인 비단광물을 포함한다.

광물의 투명도는 빛이 광물을 통과할 수 있는 능력을 나타냅니다.투명한 광물은 광물을 통과하는 빛의 강도를 감소시키지 않는다.투명한 광물의 예로는 머스코바이트(칼륨 운모)가 있다. 어떤 변종들은 창문에 사용되었을 정도로 충분히 투명하다.반투명 광물질은 빛이 통과할 수 있게 하지만 투명한 광물질보다는 덜 통과하게 한다.제이드와 네프라이트(옥의 작은 형태는 이 성질을 가진 광물의 예이다.)빛이 통과하지 못하게 하는 광물은 [74][75]불투명하다고 불린다.

광물의 투명도는 시료의 두께에 따라 달라집니다.광물이 충분히 얇을 때(예: 석유그래피를 위한 얇은 단면), 그 특성이 수공 샘플에서 보이지 않더라도 투명해질 수 있다.반면 헤마이트나 황철광과 같은 일부 미네랄은 얇은 [75]단면에서도 불투명하다.

과

주요 기사:Streak(광물학)
색상은 일반적으로 광물의 진단 특성이 아니다.녹색 Uvarovite(왼쪽)와 빨간색-핑크 그로스큘라(오른쪽) 두 가지 가넷이 표시되어 있습니다.진단 기능에는 12면체 결정, 수지 광택 및 7 경도가 포함됩니다.

빛깔은 광물의 가장 명백한 특성이지만,[76] 종종 진단되지 않습니다.전자와 상호작용하는 전자파 방사선에 의해 발생한다([77]광물에는 적용되지 않는 미발생의 경우 제외).광물의 색상에 대한 기여도와 관련하여 두 가지 광범위한 등급의 원소(이색 및 이색)가 정의된다.특이색소 원소는 광물의 조성에 필수적이다; 광물의 색상에 대한 그들의 기여는 [74][78]진단적이다.이러한 광물의 예로는 말라카이트(녹색)와 아즈라이트(파란색)가 있다.반면 광물의 이색성 원소는 미량 불순물로 존재한다.그러한 광물의 예로는 루비와 사파이어의 다양한 미네랄 코런덤이 [78]있습니다.의사 색채 광물의 색상은 빛의 간섭의 결과이다.예로는 래브라도라이트와 보나이트가 있습니다.

광물은 단순한 체색 외에도 색채, 별자리, 수다, 무지개, 변색, 변색, 다색성 등 다양한 독특한 광학적 특성을 가질 수 있습니다.이러한 특성 중 일부는 색상의 가변성을 수반합니다.오팔과 같은 색상 놀이는 샘플이 회전할 때 다른 색상을 반사하는 결과를 낳는 반면, 다색성은 빛이 다른 방향으로 광물을 통과할 때 색의 변화를 설명한다.무지개 빛은 결정 표면의 코팅, 균열면 또는 [79]화학에서 약간의 계조를 갖는 층에서 빛이 산란되는 다양한 색상의 놀이입니다.이와는 대조적으로, 오팔에서 색의 작용은 물리적 [80]구조 내의 질서 있는 미세한 실리카 구체에서 빛이 굴절되어 발생합니다.채토얀시(고양이의 눈)는 표본이 회전할 때 관찰되는 물결 모양의 띠입니다. 채토얀시의 일종인 별자리는 광물 입자에 별처럼 보입니다.후자의 성질은 특히 보석 품질의 코룬덤에서 [79][80]흔하다.

광물의 줄무늬는 분말 형태의 광물의 색을 말하며, 이는 광물의 몸 색깔과 [78]동일하거나 동일하지 않을 수 있다.이 특성을 테스트하는 가장 일반적인 방법은 자기로 만들어지고 흰색 또는 검은색으로 칠해진 줄무늬 판을 사용하는 것입니다.광물의 줄무늬는 미량[74] 원소나 풍화 [78]표면과는 무관합니다.이러한 성질의 일반적인 예로는 헤마타이트를 들 수 있습니다.헤마타이트는 손으로 만든 샘플은 검은색, 은색 또는 빨간색이지만 체리색에서[74] 적갈색 [78]줄무늬가 있습니다.줄무늬는 금속 광물에 대해 더 자주 구별되는데, 반면 비금속 광물은 체색이 다색성 [74]원소에 의해 형성된다.스트릭 테스트는 광물의 경도에 의해 제약되며, 7 이상의 경도는 스트릭 플레이트를 대신 [78]가루로 만듭니다.

, 갈라짐,

주요 기사:균열(결정) 및 파단(광물학)
비오타이트(검은색)에서 볼 수 있는 완벽한 기초 분열과 매트릭스(분홍색 오르토클라아제)에서 볼 수 있는 양호한 분열입니다.

정의상 광물은 특징적인 원자 배치를 가지고 있다.이 결정 구조의 약화는 약면의 원인이 되며, 이러한 평면을 따라 광물이 파괴되는 것을 균열이라고 한다.균열의 품질은 미네랄이 얼마나 깨끗하고 쉽게 부서지는지에 따라 기술할 수 있다. 일반적인 기술자는 품질이 떨어지는 순서대로 "완벽", "양호", "구분" 및 "불량"이다.특히 투명한 광물 또는 얇은 단면에서는 측면에서 보았을 때 평면 표면을 표시하는 일련의 평행선으로 볼 수 있다.예를 들어, 광범위하게 상호 연결된 실리카 사면체로 구성된 석영은 분해할 수 있는 결정학적 약점을 가지고 있지 않습니다.이와는 대조적으로, 완벽한 기초 분할을 가진 운모는 매우 약하게 서로 [81][82]붙어있는 실리카 사면체 시트로 구성되어 있다.

균열은 결정학의 기능이기 때문에 여러 가지 종류가 있습니다.균열은 보통 1방향, 2방향, 3방향, 4방향 또는 6방향으로 발생합니다.한 방향의 기초 균열은 운모의 특징입니다.쌍방향 균열은 프리즘으로 설명되며, 양서류나 화록센과 같은 광물에서 발생합니다.갈레나 또는 할로겐산염과 같은 광물은 90°에서 3방향으로 입방체(또는 등각도)의 균열이 있다.석회석이나 로도크로사이트와 같이 90°가 아닌 세 방향의 분할이 존재하는 경우, 이를 마름모면 분할이라고 한다.불소석 및 다이아몬드에 8면체 절단(4방향)이 존재하며, 스할레라이트는 6방향 12면체 절단이다.[81][82]

많은 균열이 있는 광물은 모든 방향에서 균등하게 잘 부서지지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 석고는 세 방향에서 좋은 균열을 가지고 있지만 석고는 한 방향에서 완벽한 균열을 가지고 있고 다른 두 방향에서는 좋지 않은 균열을 가지고 있습니다.분열면 사이의 각도는 광물마다 다르다.예를 들어 양서류는 이중사슬 규산염이고, 피록센류는 단사슬 규산염이므로 그 절단면 사이의 각도가 다르다.피록센은 약 90°에서 두 방향으로 갈라지는 반면, 양서류는 약 120°와 60°로 분리된 두 방향으로 뚜렷하게 갈라진다.절단 각도는 [81][82]굴절기와 유사한 접촉 각도계를 사용하여 측정할 수 있습니다.

때때로 "가짜 균열"이라고 불리는 분할은 겉모습이 분열과 비슷하지만, 체계적 약점과 달리 광물의 구조적 결함으로 인해 발생합니다.분열은 광물의 결정마다 다른 반면, 원자 구조가 그러한 특성을 허용한다면 주어진 광물의 모든 결정은 갈라질 것입니다.일반적으로, 갈라짐은 결정체에 가해지는 응력에 의해 발생합니다.응력의 원천에는 변형(예: 압력의 증가), 용액 또는 트윈닝이 포함됩니다.종종 갈라지는 광물은 화석, 헤마타이트, 마그네타이트, 코룬덤을 [81][83]포함한다.

광물이 균열면과 일치하지 않는 방향으로 부서졌을 때, 그것은 부서진 것이라고 한다.고르지 않은 골절에는 몇 가지 종류가 있습니다.전형적인 예는 석영과 같은 원추형 골절입니다. 부드러운 곡선으로 특징지어지는 둥근 표면이 만들어집니다.이런 유형의 균열은 매우 균일한 광물에서만 발생합니다.다른 유형의 골절은 섬유질, 쪼개짐, 잘록함이다.후자는 거칠고 들쭉날쭉한 표면을 따라 갈라진 부분을 나타냅니다. 이 성질의 예는 천연 [84]구리입니다.

끈기는 균열과 골절과 관련이 있다.파쇄와 균열은 광물이 깨졌을 때 생기는 표면을 묘사하는 반면, 끈기는 광물이 그러한 파괴에 얼마나 저항하는지를 묘사합니다.광물은 부서지기 쉽고, 연성이 있으며, 가단성이 있고, 분파성이 있고, 유연하거나,[85] 탄력성이 있다.

★★

갈레나, PbS는 비중이 높은 광물입니다.

비중력은 광물의 밀도를 수치로 나타낸다.밀도의 치수는 kg/m3 또는 g/cm3 단위로 질량을 부피로 나눈다.비중력은 광물의 밀도를 4°C에서 물의 밀도로 나눈 값으로 정의되며, 따라서 모든 단위 [86]시스템에서 동일한 차원 없는 양이다.시료의 질량과 공기 중 시료의 무게와 그에 상응하는 물 중량의 차이로 측정할 수 있다.대부분의 광물 중에서 이 성질은 진단이 되지 않는다.암석 형성 광물(일반적으로 규산염 또는 때때로 탄산염)의 비중은 2.5~3.[87]5입니다.

높은 비중은 광물의 진단 특성이다.화학의 변화(그리고 결과적으로 광물 등급)는 비중 변화와 관련이 있습니다.더 일반적인 광물 중 산화물과 황화물은 원자 질량이 더 큰 원소를 포함하고 있기 때문에 비중이 더 높은 경향이 있다.일반론은 금속광택 또는 아다만틴광택을 가진 광물이 비금속광택에서 둔광택을 가진 광물보다 비중력이 높은 경향이 있다는 것이다.예를 들어 헤마이트인 FeO는23 5.26의[88] 비중을 가지고 있는 반면, 갈레나(PbS)는 7.2-7.[89]6의 비중을 가지고 있는데, 이는 각각 철분과 납 함량이 높기 때문이다.매우 높은 비중은 토종 금속의 특징입니다. 예를 들어, 철 운석에 흔한 철-니켈 합금인 카마카이트는 7.[90]9의 비중을 가지며, 금은 15에서 19.[87][91]3 사이의 비중을 관측합니다.

카르노타이트(노란색)는 방사성 우라늄을 함유한 광물이다.

다른 성질들은 광물을 진단하는데 사용될 수 있다.이것들은 덜 일반적이며, 특정 광물에 적용된다.

희석산(종종 10% HCl)을 미네랄에 떨어뜨리면 탄산을 다른 미네랄 등급과 구별하는 데 도움이 됩니다.산은 탄산염(CO3)2−과 반응하여 환부에 거품이 생기게 하고 이산화탄소를 방출합니다.이 테스트는 광물을 원래의 결정 형태 또는 분말 형태로 테스트하기 위해 더 확장될 수 있습니다.이 테스트의 예는 특히 암석(각각 석회암 및 돌로마이트) 내에서 석회암과 돌로마이트를 구별할 때 수행됩니다.칼사이트는 즉시 산에서 거품이 나는 반면, 산이 거품이 [92]생기기 위해 가루 돌로마이트(흔히 바위의 긁힌 표면에)에 발라져야 합니다.제올라이트 광물은 산에서 거품이 생기지 않고 대신 5~10분 후에 성에가 걸리고, 하루 동안 산 속에 두면 녹거나 실리카 [93]겔이 된다.

자성은 몇몇 광물의 매우 두드러진 특성이다.일반적인 광물 중 마그네타이트는 이 성질을 강하게 나타내며, 피로타이트와 일메나이트에는 [92]자성이 강하지는 않지만 존재한다.일부 광물은 전기적 성질을 나타내지만(예를 들어 석영은 압전성이지만), 불완전한 데이터와 자연 [94]변화 때문에 전기적 성질은 광물의 진단 기준으로 거의 사용되지 않습니다.

미네랄은 맛이나 냄새에 대한 테스트도 할 수 있다.할로겐산염(NaCl)은 식탁용 소금이며 칼륨이 함유된 실바이트는 쓴맛이 뚜렷하다.황화물은 특히 샘플이 파쇄, 반응 또는 [92]분말로 되어 있을 때 특유의 냄새가 난다.

방사능은 방사성 원소를 포함한 광물에서 발견되는 희귀한 특성이다.방사성 원소는 우라늄, 오토나이트 및 카르노타이트의 우라늄과 같은 정의 성분이거나 지르콘과 같이 미량 불순물로 존재할 수 있다.방사성 원소의 붕괴는 광물 결정 구조를 손상시켜 국소적으로 비정질(금속 상태)으로 만든다.방사성 후광 또는 다원성 후광으로 불리는 광학 결과는 얇은 단면 표석법과 [92]같은 다양한 기술로 관찰할 수 있다.

분류

초기 분류

기원전 315년, 테오프라스토스는 그의 논문 On Stones에서 광물에 대한 그의 분류를 발표했다.그의 분류는 그의 스승 플라톤과 아리스토텔레스의 생각에 영향을 받았다.Theophrastus는 광물을 돌, 흙 또는 [95]금속으로 분류했다.

게오르기우스 아그리콜라가 1546년에 출판한 그의 책 'De Natura Foscellium'에서 광물에 대한 분류는 광물을 세 가지 물질로 나누었다: 단순 물질(석, 흙, 금속, 그리고 응고된 주스), 화합물(친밀하게 혼합된 물질), 그리고 복합 물질(분리 가능한 [95]물질).

린네우스속

칼 린네가 1735년 그의 정석인 책 Systema Naturae에서 광물의 초기 분류를 제공했습니다.그는 자연계를 식물, 동물, 광물 등 세 개의 왕국으로 나누고 각각을 같은 [96]위계질서로 분류했다.내림차순으로 Phylum, Class, Order, Family, Tribe, 속, 종입니다.

하지만, 그의 체계는 찰스 다윈의 종 형성 이론에 의해 정당화되었고, 다음 세기 동안 생물학자들에 의해 주로 채택되고 확장되어 왔지만, 광물학자들 사이에서는 거의 성공을 거두지 못했다.

현대 분류

참고 항목: 지구 지각에 풍부한 원소

광물은 다양성, 종, 계열, 그룹 순으로 분류된다.기본적인 정의 수준은 광물종의 정의로, 각각 독특한 화학적, 물리적 특성으로 다른 종과 구별된다.예를 들어, 석영은 그 공식인 SiO와2 같은 화학식을 가진 다른 광물들과 구별되는 특정한 결정 구조로 정의된다.두 광물 종 사이에 조성의 범위가 존재하는 경우, 광물 계열이 정의된다.예를 들어 비오타이트 계는 엔드멤버 프로그파이트, 시데로필라이트, 아니이트 및 이스토나이트의 가변량으로 나타난다.반대로 광물군은 결정구조를 공유하는 몇 가지 일반적인 화학적 특성을 가진 광물종의 그룹이다.피록센 그룹은 XY(Si,Al)2O의6 공통식을 가지며, 여기서 X와 Y는 양이온이며, X는 전형적으로 Y보다 큽니다. 피록센은 직교 또는 단사슬 결정 시스템에서 결정되는 단일 사슬 규산염입니다.마지막으로, 광물 품종은 색상이나 결정 습성과 같은 물리적 특성에 따라 다른 특정 유형의 광물입니다.한 예로 자수정이 있는데, 자수정은 보라색 [17]석영이다.

광물에는 Dana와 Strunz라는 두 가지 일반적인 분류가 사용됩니다. 둘 다 특히 중요한 화학 그룹 및 구조와 관련하여 조성에 의존합니다.당대의 대표적 지질학자 제임스 드와이트 다나는 1837년에 그의 광물학을 처음 출판했다; 1997년 현재, 그것은 8판이다.다나 분류는 광물종에 4부분 번호를 부여한다.그것의 등급 번호는 중요한 조성물 그룹에 기초한다; 유형은 광물의 음이온에 대한 양이온 비율을 제공하고, 마지막 두 숫자는 주어진 유형 또는 등급 내의 구조적 유사성에 따라 광물을 그룹화한다.독일의 광물학자 카를 휴고 스트룬츠(Karl Hugo Strunz)의 이름을 딴 덜 일반적으로 사용되는 스트룬츠(Strunz) 분류는 다나(Dana) 체계에 기초하지만 화학 결합의 분포에 관한 화학적 [97]기준과 구조적 기준을 모두 결합한다.

지구 지각의 구성이 실리콘과 산소에 의해 지배되기 때문에, 규산염은 암석 형성과 다양성 측면에서 단연코 가장 중요한 광물 종류이다.하지만, 비규산염 광물은 특히 [98][99]광석으로서 경제적으로 매우 중요하다.비실리케이트 광물은 그 지배적인 화학작용에 의해 몇 가지 다른 종류로 세분되는데, 여기에는 천연 원소, 황화물, 할로겐화물, 산화물과 수산화물, 탄산염과 질산염, 붕산염, 황산염, 인산염 및 유기화합물이 포함된다.대부분의 비규산염 광물 종은 희귀하지만(지구 지각의 총 8%를 구성하고 있음), 칼사이트, 황철광, 마그네타이트, 헤마타이트와 같이 비교적 흔합니다.비규산염에서 관찰되는 두 가지 주요 구조 스타일이 있습니다: 밀착 포장 및 규산염 유사 사면체입니다.촘촘한 구조는 원자를 촘촘히 채우는 동시에 간극 공간을 최소화하는 방법이다.육각형 밀착형 패킹은 다른 모든 레이어가 동일한 레이어("ababab")를 쌓는 반면, 입방체 밀착형 패킹은 3개의 레이어(abcabcabc)를 쌓는 그룹("abcabcabc")을 포함합니다.연결된 실리카 사면체와 유사한 요소로는4−
4 SO(황산염4−
4), PO(인산), AsO4−
44−
4(아르세네이트), VO(바나데이트) 구조가 있습니다.비규산염은 규산염 [100]광물보다 원소를 더 많이 농축하기 때문에 경제적으로 매우 중요하다.

지금까지 광물의 가장 큰 그룹은 규산염이다; 대부분의 암석은 95% 이상의 규산염 광물로 구성되어 있으며, 지구 지각의 90% 이상이 이러한 [101]광물로 구성되어 있다.규산염의 두 가지 주요 구성 요소는 실리콘과 산소인데, 이것은 지구 지각에서 가장 풍부한 두 가지 요소입니다.규산염 광물의 다른 공통 원소는 알루미늄, 마그네슘, 철, 칼슘, 나트륨, [102]칼륨과 같은 지각의 다른 공통 원소와 일치합니다.몇몇 중요한 암석 형성 규산염은 장석, 석영, 올리빈, 피록센, 양서류, 가넷, 운모를 포함한다.

규산염

주요 기사:규산염 광물
철-나트륨 크리니토피록센인 에기린은 이노실리케이트 서브클래스의 일부이다.

규산염 광물의 기본 단위는 [SiO4]4− 사면체이다.대부분의 경우 실리콘은 산소와 4배 또는 4면체 배위되어 있습니다.매우 고압적인 상황에서 실리콘은 페로브스카이트 구조나 석영 다형 스티쇼바이트(SiO2)와 같이 6배 또는 8면체 배위입니다.후자의 경우, 광물은 더 이상 규산염 구조가 아니라 단순 산화물인 루틸(TiO2) 및 그 관련 그룹의 구조를 가진다.이러한 실리카 사면체는 어느 정도 중합되어 1차원 사슬, 2차원 시트, 3차원 골격과 같은 다양한 구조를 만듭니다.사면체의 중합이 발생하지 않은 기본 규산염 광물은 염기 4전하의 균형을 맞추기 위해 다른 원소가 필요하다.다른 규산염 구조에서는 생성된 음전하의 균형을 맞추기 위해 서로 다른 요소 조합이 필요합니다.이온 반지름과 전하가 비슷하기 때문에 Si가4+ Al로3+ 대체되는 것이 일반적이며, 이 경우 [AlO4]5− 사면체는 미치환 사면체와 동일한 구조를 형성하지만 전하 균형 요건은 다르다.[103]

중합 정도는 형성된 구조와 얼마나 많은 사면체 모서리(또는 옥시겐 조정)가 공유되는지를 통해 설명할 수 있습니다([104][105]사면체 부위의 알루미늄과 실리콘의 경우).

오르토규산염(또는 네소규산염)
다면체의 연결이 없으므로 사면이 모서리를 공유하지 않습니다.
디실리케이트(또는 소로실리케이트)
두 개의 사면체가 하나의 산소 원자를 공유합니다.
이노규산염은 연쇄 규산염이다.
단일 사슬 규산염은 2개의 모서리를 공유하지만 이중 사슬 규산염은 2개 또는 3개의 모서리를 공유합니다.
필로규산염
3개의 공유 옥시겐을 필요로 하는 시트 구조를 가져야 한다. 이중사슬 규산염의 경우 일부 사면체는 3개의 모서리가 아닌 2개의 모서리를 공유해야 한다. 그렇지 않으면 시트 구조가 발생할 수 있다.
프레임워크 규산염(또는 텍토규산염)
네 귀퉁이를 모두 공유하는 사면을 가지세요.
링 규산염(또는 사이클로실산염)
순환 [106]구조를 형성하기 위해 두 모서리를 공유하는 사면체만 있으면 됩니다.

규산염 서브클래스는 중합이 감소하는 순서대로 아래에 설명되어 있습니다.

텍토규산염류

나트로라이트는 제올라이트 그룹에 속하는 광물 계열로, 이 샘플은 매우 두드러진 침상 결정 성질을 가지고 있습니다.

틀 규산염으로도 알려진 텍토규산염은 가장 높은 중합 정도를 가지고 있다.사면체의 모든 모서리를 공유하면 실리콘:산소비가 1:2가 됩니다.예를 들어 석영, 장석, 장석, 젤라이트 등이 있습니다.규산염 골격은 강한 공유 [107]결합의 결과로 화학적으로 특히 안정적인 경향이 있다.

지각의 12%를 차지하는 석영(SiO2)은 가장 풍부한 광물종이다.높은 화학적, 물리적 저항성을 특징으로 합니다.석영에는 고온의 트리디마이트와 크리스토발라이트, 고압의 코사이트, 초고압의 스티쇼바이트 등 여러 가지 폴리모프가 있습니다.후자의 광물은 운석 충돌에 의해서만 지구상에 형성될 수 있고, 그 구조는 규산염 구조에서 루틸(TiO2) 구조로 바뀔 정도로 압축되어 있다.지구 표면에서 가장 안정적인 실리카 다형은 α-석영이다.그것의 대항물질인 β-quartz는 고온과 압력에서만 존재한다(1bar에서 573°C 이하 알파-quartz로 변화).이 두 다형은 결합의 "꼬임"에 의해 다르다; 이러한 구조 변화는 β-쿼츠보다 더 큰 대칭을 제공하며, 따라서 그것들은 또한 고석영(β)과 저석영(α)[101][108]이라고도 불린다.

장석은 지각에서 가장 풍부한 그룹으로 약 50%입니다.장석에서는 Al이3+ Si를 대체하며4+, 이는 양이온 첨가로 설명되어야 하는 전하 불균형을 일으킨다.기초 구조는 [AlSiO38]− 또는 [AlSiO228]2− 22종의 광물 장석이 있으며, 알칼리와 사장석이라는 두 개의 주요 하위 그룹인 셀시안과 바날사이트로 세분된다.알칼리 장석은 칼륨이 풍부한 오르토클라아제와 나트륨이 풍부한 알바이트 사이에 가장 흔하게 있습니다. 사장석의 경우, 가장 일반적인 계열은 알바이트에서 칼슘이 풍부한 아노르타이트입니다.결정쌍둥이는 장석, 특히 사장석의 다합성 쌍둥이와 알칼리 장석의 칼스바드 쌍둥이에 흔하다.후자의 서브그룹이 용융으로부터 서서히 냉각되면, 용융층(exolution lamellae)을 형성하는데, 이는 두 성분인 오르토클라아제와 알바이트가 고체 용액에서 불안정하기 때문이다.용액은 현미경에서 손샘플에서 쉽게 관찰할 수 있는 척도로 나타날 수 있다. Perthitic 텍스처는 Na가 풍부한 장석이 K가 풍부한 숙주에서 용액을 방출할 때 형성된다.K가 풍부한 장석이 Na가 풍부한 숙주에서 용액을 배출하는 반대 텍스처(항퍼사이트)는 매우 [109]드물다.

장석은 구조적으로 장석과 유사하지만 Si 결핍 상태에서 형성된다는 점에서 달라 Al에 의한3+ 추가 치환을 가능하게 한다.그 결과 장석류는 석영과 관련해서는 거의 발견되지 않는다.장석의 일반적인 예는 네펠린((Na, K)AlSiO4)[110]이며, 알칼리 장석과 비교하여 알칼리 장석의 AlO23:SiO비는2 1:6에 비해 1:2이다.Zeolite는 종종 바늘, 접시 또는 블록 덩어리에서 발생하는 독특한 결정 습성을 가지고 있습니다.그들은 낮은 온도와 압력에서 물이 있는 곳에서 형성되고 구조에는 수로와 공동이 있다.Zeolite는 특히 폐수 [111]처리에서 여러 가지 산업 용도로 사용됩니다.

필로규산염

마스코바이트, 운모군의 광물종으로 필로실리케이트 아강 내

필로규산염은 중합 사면체 시트로 구성되어 있다.세 개의 산소 부위에서 결합되어 실리콘:산소 비율이 2:5로 특징지어집니다.중요한 예로는 운모, 염소산염, 카올리나이트-세펜틴 그룹이 있습니다.사면체 외에 필로규산염은 음전하를 가진 기본 사면체(예를 들어 [SiO410])4−의 균형을 유지하는 8면체(산소에 의한 6배 배위 원소)를 가지고 있다.이러한 사면체(T)와 팔면체(O) 시트를 다양한 조합으로 적층하여 필로규산염층을 형성한다.팔면체 시트 내에는 단위 구조 내에 3개의 팔면체 부위가 있지만 모든 부위가 점유되는 것은 아니다.이 경우 광물은 2면체,[112] 다른 경우 3면체라고 한다.층은 판데르발스 힘, 수소 결합 또는 희박한 이온 결합에 의해 약하게 결합되어 결정학적 약화를 야기하고, 차례로 필로규산염의 [113]현저한 기초 분열로 이어집니다.

카올리나이트-세펜틴 그룹은 T-O 스택(1:1 점토 광물)으로 구성되어 있으며, 시트가 수소 결합에 의해 유지되기 때문에 경도는 2에서 4까지입니다.2:1 점토 광물(피로필라이트-탈크)은 T-O-T 스택으로 구성되지만 판데르발스 힘에 의해 결합되기 때문에 더 부드럽습니다(1에서 2까지의 경도).이 두 그룹의 광물은 팔면체 직업에 따라 세분화된다. 구체적으로는 카올리나이트와 파이로필라이트는 쌍면체인데 반해, 서펜틴과 탈크 삼팔면체이다.[114]

운모는 또한 T-O-T 적층 필로규산염이지만, 사면체 시트에 알루미늄을 포함하고 있다는 점에서 다른 T-O-T 및 T-O 적층 서브클래스 멤버와는 다릅니다(점토 광물은 8면체 부위에 Al을 가집니다3+).운모의 일반적인 예는 머스코바이트와 비오타이트 시리즈입니다.운모 T-O-T 층은 금속 이온에 의해 서로 결합되어 있지만,[115] 완벽한 기초 분할을 유지하지만 다른 필로규산염 광물보다 더 높은 경도를 제공합니다.염소산염기는 운모기와 관련이 있지만 T-O-T [116]스택 사이에 브루사이트(Mg(OH))2층이 있습니다.

그들의 화학적 구조 때문에, 필로규산염은 전형적으로 전기 절연체이고 매우 얇은 조각으로 쪼개질 수 있는 유연하고, 탄력 있고, 투명한 층을 가지고 있습니다.운모는 전자제품에서 절연체, 건축, 광학 필러, 심지어 화장품으로 사용될 수 있다.산업용 석면에 가장 흔한 광물종인 [117]크리소타일은 양서류 석면보다 건강상의 위험이 적기 때문이다.

이노규산염

아스베스티폼트레몰라이트, 이노실리케이트아강의 각섬모양체군의 일부

이노규산염은 사슬에 반복적으로 결합된 사면체로 구성되어 있다.이러한 사슬은 하나의 사면체가 연속적인 사슬을 형성하기 위해 다른 두 개의 사슬에 결합되는 단일 사슬일 수 있습니다. 또는, 두 개의 사슬이 합쳐져 이중 사슬 규산염이 생성될 수 있습니다.단일 사슬 규산염은 실리콘:산소 비율이 1:3(예: [SiO26])4−인 반면 이중 사슬 품종은 4:11(예: [SiO822])12−입니다.이노실산염은 두 개의 중요한 암석 형성 광물군을 포함하고 있는데, 단일 사슬 규산염은 가장 일반적으로 콕센이고 이중 사슬 규산염은 종종 [118]양서류이다.고차 체인(3인, 4인, 5인 등)이 존재하지만 드문 [119]경우입니다.

피록센 그룹은 21개의 미네랄 [120]종으로 구성되어 있다.파이록센은 XY(SiO26)의 일반적인 구조식을 가지며, 여기서 X는 팔면체 부위이며 Y는 6에서 8까지의 배위수를 가질 수 있다.대부분의 다양한 피록센은 골격의 음전하를 균형 있게 하기 위해 Ca2+, Fe2+, Mg의2+ 배열로 구성됩니다.피록센은 지구의 지각에서 흔하며(약 10%) 메아닌 화성암의 [121]핵심 성분이다.

양서류는 화학적으로 매우 다양하며, "광물학적 쓰레기통" 또는 "원소 바다를 헤엄치는 광물학적 상어"로 다양하게 묘사됩니다.양서류의 백본은 [SiO822]12−입니다. 세 번째 위치가 항상 사용되는 것은 아니지만, 한 가지 요소가 나머지 두 가지 위치를 모두 차지할 수 있습니다.마지막으로, 수륙양용기는 일반적으로 수산화되며, 불소, 염화물 또는 산화물 [122]이온으로 대체될 수 있지만 수산화기([OH])−를 가지고 있다.가변 화학 작용으로 인해, 80종 이상의 양서류가 존재하지만, 피록센과 같이 변형이 가장 일반적으로 Ca, Fe2+ 및 [120]Mg의2+ 혼합을2+ 수반합니다. 몇몇 양서류 광물 종은 아스베스트 형태의 결정 습성을 가질 수 있습니다.이러한 석면 광물은 길고 얇고 유연하며 강한 섬유를 형성합니다. 전기 절연체로 화학적으로 불활성이며 열에 강한 섬유를 형성합니다. 따라서 이러한 광물은 특히 건축 자재에 여러 가지 용도로 사용됩니다.하지만, 석면은 발암 물질로 알려져 있고, 석면증과 같은 다양한 다른 질병을 일으킨다; 양서류 석면 (인토필라이트, 트레몰라이트, 액티놀라이트, 그루네라이트, 그리고 리에베카이트)은 크리소타일 서펜틴 [123]석면보다 더 위험한 것으로 여겨진다.

사이클로규산염

독특한 색상의 띠를 가진 토르말린의 일종인 엘바이트의 예.

시클로실산염 또는 링실산염은 실리콘 대 산소의 비율이 1:3입니다.6개의 멤버 고리가 가장 일반적이며, 기본 구조는 [SiO]12−입니다618. 예를 들어 토르말린기와 베릴이 있습니다.3, 4, 8, 9, 12와 [124]같은 다른 링 구조가 존재합니다.사이클로규산염은 길고 줄무늬가 있는 [125]결정을 가지고 있는 강한 경향이 있습니다.

토르말린은 XYZ(BO3)3라는 일반식으로36 설명할 수 있는 매우 복잡한 화학작용을 가지고 있다.TOVW6183. TO는618 기본 고리 구조입니다. 여기서 T는 보통4+ Si이지만 Al 또는3+ B로3+ 대체됩니다.토르말린은 X부위의 점유에 따라 서브그룹화할 수 있으며, 여기서부터 W부위의 화학성분에 따라 세분화할 수 있다.Y 및 Z 사이트는 다양한 양이온, 특히 다양한 전이 금속을 수용할 수 있습니다. 이러한 구조적 전이 금속 함량의 변동성은 토르말린 그룹의 색상의 변동성을 높입니다.다른 사이클로실산염에는 베릴, AlBeSiO가23618 있으며, 그 종류는 에메랄드(녹색)와 아쿠아마린(블루이쉬)을 포함한다.코디에라이트는 구조적으로 베릴과 유사하며 일반적인 변성 [126]광물입니다.

소로규산염

에피도트는 종종 독특한 피스타치오-녹색을 띤다.

이규산염이라고도 불리는 소로실산염은 하나의 산소에 사면체-사면체 결합을 가지고 있으며, 이는 실리콘 대 산소의 비율을 2:7로 만든다.결과적으로 공통 구조 요소는 [SiO27]6− 그룹입니다.지금까지 가장 흔한 이형제는 표피 그룹의 구성원이다.표피는 중앙해령부터 화강암, 메타펠라이트까지 다양한 지질 환경에서 발견된다.[(SiO4)(SiO27)]10−구조 주위에 표피를 구축한다.예를 들어 광물종 표고는 칼슘, 알루미늄 및 철을 함유하여 전하 밸런스를 유지한다.CaAl22(Fe3+, Al)(SiO427)(OH)O(OH)철분이3+ Fe와2+ Fe로 존재하면 산소 불량을 완충하는 데 도움이 되며, 이는 다시 석유 [127]생성에 중요한 요인이다.

소로규산염의 다른 예로는 블루슈티스트 양상(저온과 고압의 침전 구역 설정)에서 형성되는 변성 광물인 로소나이트, 화학 [127][128]구조에서 상당한 양의 칼슘을 차지하는 베수비아나이트 등이 있습니다.

규산염

블랙 앤 라이다이트 오르토실리케이트 가넷 그룹의 최종 멤버입니다.

오르토규산염은 다른 [129]양이온에 의해 전하 균형을 이루는 분리된 사면체로 구성됩니다.네소규산염이라고도 불리는 이 유형의 규산염은 실리콘:산소비가 1:4(예를 들어 SiO4)이다.전형적인 오르토규산염은 블록 형태의 등가결정을 형성하는 경향이 있으며 상당히 [130]단단합니다.알루미늄 규산염, 감람석기, 가넷기 등 여러 개의 암석 형성 광물이 이 아류에 속한다.

알루미노규산염 –브키아나이트, 안달루시아이트, 실리만라이트, 모든25 AlSiO는 구조적으로 [SiO4]4− 사면체 하나와 8면체 배위성의 Al 하나로3+ 구성되어 있습니다.나머지3+ Al은 6배의 배위(kyanite), 5배의 배위(안달루사이트), 4배의 배위(silimanite)로 구성될 수 있으며, 주어진 환경에서 형성되는 광물은 압력과 온도 조건에 따라 달라집니다.(Mg, Fe)2SiO의4 주 올리빈계열이 마그네슘이 풍부한 포르스테라이트 및 철이 풍부한 페얄라이트로 이루어진 올리빈 구조.철과 마그네슘은 모두 산소에 의해 8면체이다.테프로이트, MnSiO24 [131]등 이 구조를 가진 다른 광물종이 존재한다.가넷 그룹의 일반 공식은 XY4(SiO)3입니다32. 여기서 X는 8배 좌표 양이온이고 Y는 6배 좌표 양이온입니다.가넷의 이상적인 최종 멤버는 6개이며, 두 그룹으로 나뉩니다.피랄스파이트 가넷은 Y 위치에 Al이 있습니다3+.파이로프(MgAl32(SiO4),3 알만딘(FeAl32(SiO4))3 및 스페사르틴(MnAl(SiO4))3입니다32.Ugrandite 가넷은 X 위치에 Ca를 가지고 있습니다2+: uvarovite32(CaCr4(3SiO), grossular(CaAl32(SiO4),3 andradite(CaFe32(SiO4)).3가넷에는 2개의 서브그룹이 존재하지만, 6개의 엔드 [129]멤버 사이에 모두 솔리드 솔루션이 존재합니다.

다른 오르토규산염은 지르콘, 스타우롤라이트, 토파즈를 포함한다.지르콘(ZrSiO4)은 U가 Zr을4+ 대체할 수 있기6+ 때문에 지질 연대학에서 유용하며, 또한 매우 저항성이 강한 구조이기 때문에 크로노미터로 재설정하기가 어렵다.스타우롤라이트는 일반적인 변성 중간 등급 지표 광물이다.그것은 1986년에야 완전히 기술된 특히 복잡한 결정 구조를 가지고 있다.토파즈(AlSiO(F, 2OH))는24 흔히 토르말린과 관련된 화강암 페그마타이트에서 발견되는 일반적인 보석 [132]광물입니다.

비실리케이트

네이티브 요소

주요 기사:천연 원소 광물
토종 금.베네수엘라에서 3.7 x 1.1 x 0.4cm 크기의 중앙 줄기에서 자라는 단단한 결정의 희귀 표본.

원소는 다른 원소와 화학적으로 결합되지 않은 원소입니다.이 광물군은 천연금속, 반금속 및 비금속, 다양한 합금 및 고체용액을 포함한다.금속은 금속 결합에 의해 결합되며, 금속 결합은 빛나는 금속 광택, 연성 및 가단성, 전기 전도성과 같은 독특한 물리적 특성을 제공합니다.네이티브 원소는 구조나 화학적 속성에 따라 그룹으로 세분됩니다.

입방정밀 구조의 이 금 그룹은 금, 은, 구리와 같은 금속을 포함한다.플래티넘 그룹은 골드 그룹과 구조가 비슷합니다.철-니켈 그룹은 여러 철-니켈 합금 종으로 특징지어집니다.두 가지 예로는 철 운석에서 발견되는 카마사이트와 태나이트가 있습니다. 이들 종은 합금의 Ni 양에 따라 다릅니다. 카마사이트는 니켈이 5~7% 미만이고 다양한 토종 철인 반면 태나이트의 니켈 함량은 7~37%입니다.비소족 광물은 금속의 일부 특성만을 가진 반금속들로 구성되어 있다. 예를 들어, 그들은 금속의 가단성이 부족하다.천연 탄소는 흑연과 다이아몬드라는 두 개의 동소체에서 발생하며, 후자는 맨틀에서 매우 높은 압력으로 형성되는데,[133] 이것은 흑연보다 훨씬 더 강한 구조를 제공합니다.

황화물

주요 기사:황화물 광물
돌로마이트에 수은광석인 레드 시나바르(HgS).
위스콘신 데보니아 밀워키 층의 칼사이트에 부분적으로 둘러싸인 스할레라이트 결정

황화물 광물은 하나 이상의 금속 또는 세미메탈과 칼코겐 또는 피닉토겐의 화학 화합물이며, 그 중 유황이 가장 흔합니다.텔루루, 비소 또는 셀레늄은 유황을 대체할 수 있다.황화물은 높은 비중을 가진 부드럽고 부서지기 쉬운 광물인 경향이 있다.황산염과 같은 많은 황화물 분말은 분말을 만들 때 유황 냄새가 난다.황화물은 풍화되기 쉽고, 많은 것들이 물에 쉽게 녹는다; 이 용해된 광물은 나중에 다시 침전될 수 있고, 이것은 농축된 2차 [134]광상을 만든다.황화물은 황에 대한 금속 또는 세미메탈의 비율로 분류되며, 예를 들어 M:S는 2:1 또는 1:[135]1이다.많은 황화물 광물은 금속 광석으로서 경제적으로 중요하다. 예를 들어 아연 광석인 스할레라이트(ZnS), 납 광석인 갈레나(PbS), 수은 광석인 시나바르(HgS), 몰리브덴 [136]광석인 몰리브덴 광석(MoS2) 등이 있다.황철광(FeS2)은 가장 흔히 발생하는 황화물이며 대부분의 지질 환경에서 발견될 수 있습니다.그러나 그것은 철광석이 아니라 황산을 [137]생성하기 위해 산화될 수 있다.황화물과 관련된 것은 금속 원소가 유황과 안티몬, 비소, 비스무트 등의 세미메탈에 결합하는 희귀 술포살트이다.황화물처럼, 술포살트는 전형적으로 부드럽고 무겁고 부서지기 쉬운 [138]광물입니다.

산화물

주요 기사:산화물 광물

산화물 광물은 단순 산화물, 수산화물, 다중 산화물의 세 가지 범주로 나뉩니다.단순2− 산화물은 O가 주요 음이온으로 특징지어지며 주로 이온 결합이 특징입니다.그것들은 양이온에 대한 산소의 비율에 따라 더 세분될 수 있다.페리클라아제 그룹은 1:1의 비율로 미네랄로 구성되어 있다.2:1 비율의 산화물에는 구리산염(CuO2)과 물얼음이 포함됩니다.코룬담족 광물은 2:3의 비율로 코룬담(AlO23), 헤마타이트(FeO23) 등의 광물을 포함한다.루틸기 광물은 1:2의 비율을 가지고 있다; 동명의 종인 루틸(TiO2)은 티타늄의 주요 광석이다; 다른 예로는 캐시타이트(SnO2; 주석 광석)와 파이로루사이트(MnO2; 망간 [139][140]광석)가 있다.하이드록시드에서 지배적인 음이온은 하이드록시 이온이고−, OH. 보크사이트는 주요 알루미늄 광석이며 수산화 광물 디아스포어, 깁사이트 및 보마이트의 이종 혼합물입니다. 이들은 화학적 풍화 속도가 매우 높은 지역(주로 열대 [141]조건)에서 형성됩니다.마지막으로, 다중 산화물은 두 금속과 산소의 화합물이다.이 세분류에 속하는 주요 그룹은 스피넬이며 일반식은 XYO입니다2+3+24.종의 예로는 스피넬(MgAlO24), 크롬산염(FeCrO24), 마그네타이트(FeO34) 등이 있다.후자는 강력한 자력으로 쉽게 구분할 수 있는데, 이는 철이 두 개의 산화 상태(FeO2+3+24)이기 때문에 단일 [142]산화물이 아닌 다중 산화물이 되기 때문입니다.

할로겐화물

주요 기사:할로겐화 광물
나콜라이트 매트릭스(NaHCO3, 탄산염 및 중탄산나트륨 광물 형태, 베이킹 소다로 사용) 상의 분홍색 입방 할로겐산염(NaCl; 할로겐화물 등급) 결정.

할로겐화물은 할로겐(불소, 염소, 요오드, 브롬)이 주 음이온인 화합물이다.이 무기질들은 부드럽고, 약하고, 부서지기 쉬우며, 수용성인 경향이 있다.할로겐화물의 일반적인 예로는 할로겐산염(NaCl, 식탁용 소금), 실라이트(KCl), 불소석(CaF2) 등이 있습니다.할로겐산염과 실바이트는 보통 증발체로 형성되며 화학 퇴적암에서 지배적인 광물이 될 수 있습니다.크라이올라이트, NaAlF는36 보크사이트에서 알루미늄을 추출하는 데 중요한 광물이지만, 그린란드 아이비투우트에서 유일하게 화강암 페그마타이트가 고갈되었기 때문에 합성 크라이올라이트를 [143]불소석으로 만들 수 있다.

탄산염

주요 기사 : 탄산염 광물

탄산염 광물은 주요 음이온기가 탄산염인 [CO3]2−인 광물이다.탄산염은 부서지기 쉬운 경향이 있고, 많은 것들이 마름모꼴의 절단부를 가지고 있으며, 모두 [144]산과 반응한다.마지막 특성 때문에, 현장 지질학자들은 종종 탄산과 비탄산염을 구별하기 위해 희염산을 운반한다.다형 칼사이트와 아라곤석(CaCO3)으로 가장 흔하게 발견되는 산과 탄산염의 반응은 석회암 동굴의 형성에 중요한 요소인 석순과 석순, 카르스트 지형과 같은 광물의 용해와 침전과 관련이 있습니다.탄산염은 해양 환경에서 생물학적 또는 화학적 퇴적물로 가장 많이 형성된다.탄산염 그룹은 구조적으로 세 개의2− 음이온으로 둘러싸인4+ 삼각형입니다;[145] 이 삼각형들의 다른 배열로부터 다른 광물 그룹을 형성합니다.가장 흔한 탄산염 광물은 퇴적 석회석과 변성 대리석의 주요 성분인 석회암이다.CaCO인3 Calcite는 칼슘 대신 마그네슘이 상당히 많이 함유될 수 있습니다.고Mg 조건에서는 대신 다형 아라곤산염이 형성됩니다. 이와 관련하여 해양 지구 화학은 어떤 광물이 우선적으로 형성되는지에 따라 아라곤산염 또는 칼사이트 바다로 설명할 수 있습니다.Dolomite는 CaMg(2CO3)라는 공식의 이중 탄산염이다.석회석의 2차 돌로미트화는 일반적으로 칼칼라이트 또는 아라고나이트가 돌로미트로 변환됩니다.이 반응은 모공 공간을 증가시켜(돌로마이트의 단위 세포 부피는 칼칼라이트 88%) 오일 및 가스 저장고를 만들 수 있습니다.이 두 가지 광물종은 동명의 광물군에 속한다.칼사이트군은 일반식3 XCO의 탄산염을 포함하고, 돌로마이트군은 일반식 XY3(2[146]CO)의 광물을 구성한다.

황산염

주요 기사:황산염 광물
석고 사막 장미

황산염 광물은 모두 황산 음이온[SO4]2−을 함유하고 있다.그것들은 투명하고 부드럽고 깨지기 쉬운 경향이 있다.[147]황산염 광물은 일반적으로 증발물로 형성되며, 증발하는 염수에서 침전됩니다.황산염은 [148]황화물과 관련된 열수맥계 또는 황화물의 산화 [149]생성물로도 발견될 수 있다.황산염은 무수광물과 수성광물로 세분될 수 있다.지금까지 가장 흔한 수성 황산염은 석고, CaSO22HO이다42.그것은 증발광으로 형성되고, 석고와 할로겐산염과 같은 다른 증발광과 연관되어 있다. 만약 석고가 결정화하면서 모래 알갱이를 포함한다면, 사막의 장미를 형성할 수 있다.석고는 열전도율이 매우 낮으며 탈수를 통해 열을 잃기 때문에 가열 시 낮은 온도를 유지합니다. 따라서 석고는 석고나 드라이월 등의 재료에서 단열재로 사용됩니다.석고에 해당하는 무수물은 무수물입니다. 매우 건조한 환경에서 바닷물에서 직접 생성될 수 있습니다.바라이트 그룹의 일반식은4 XSO입니다.여기서 X는 12배위 양이온입니다.예를 들어 바라이트(BaaS4), 셀레스틴(SrSO4), 앵글사이트(PbSO4) 등이 있다.무수광물은 바라이트 그룹의 일부가 아니며, 작은2+ Ca는 8배 [150]배위만 하기 때문이다.

주요 기사:인산염 광물

인산염 광물은 구조를 일반화할 수 있지만 사면체[3−PO] 단위로4 특징지어지며 인은 안티몬, 비소 또는 바나듐으로 대체된다.가장 일반적인 인산염은 아파타이트 그룹이며, 이 그룹 내의 일반적인 종은 플루오르아파타이트(Ca5(PO4)3F), 클로라파타이트(Ca5(PO4)3Cl) 및 히드록시라파타이트(Ca5(PO4)(3OH)이다.이 그룹의 미네랄은 척추동물의 치아와 뼈의 주요 결정성 성분이다.비교적 풍부한 모나자이트 그룹은 일반적인 ATO4 구조를 가지고 있습니다.여기서 T는 인 또는 비소이고 A는 희토류 원소(REE)입니다.모나자이트는 두 가지 면에서 중요하다. 첫째, RE "싱크"로서 이러한 원소를 충분히 농축하여 광석이 될 수 있다. 둘째, 모나자이트 그룹 원소는 비교적 많은 양의 우라늄과 토륨을 포함할 수 있다. 이는 모나자이트 지질연대에서 U와 [151]Th의 붕괴에 기초한 암석의 연대를 측정할 수 있다.

주요 기사:유기 광물

Strunz 분류는 유기광물에 대한 분류를 포함한다.이 희귀한 화합물들은 유기 탄소를 포함하고 있지만 지질학적 과정을 통해 형성될 수 있다.예를 들어, 휴웰라이트, CaCO24 †HO는2 열수광맥에 축적될 수 있는 옥살산염이다.수산화칼슘 옥살산염은 유기물을 포함한 석탄층 및 기타 퇴적물에서 발견될 수 있지만, 열수 발생은 생물학적 [99]활동과 관련이 없는 것으로 간주됩니다.

의

광물 분류 체계와 그 정의는 최근의 광물 과학 발전에 맞춰 진화하고 있다.최근 변경사항에는 새로운 Dana 분류 체계와 Strunz 분류 [152][153]체계 모두에 유기 클래스가 추가되었다.유기계급에는 탄화수소를 포함한 매우 희귀한 광물군이 포함된다.IMA 신광물 및 광물명칭위원회는 2009년에 광물 그룹 및 그룹명의 명칭과 분류를 위한 계층적 체계를 채택하고 7개의 위원회와 4개의 작업 그룹을 설립하여 광물을 공식 [154][155]명칭 목록으로 검토하고 분류했다.이 새로운 규칙에 따르면, "미네랄 종들은 화학, 결정 구조, 발생, 연관성, 유전 역사, 또는 자원을 기초로,[154] 예를 들어 분류에 의해 제공되어야 하는 목적에 따라 다양한 방법으로 분류될 수 있다."

우주생물학

바이오미너럴은 외계 생명체의 중요한 지표가 될 수 있고, 따라서 화성에서 과거 또는 현재 생명체를 찾는데 중요한 역할을 할 수 있다고 제안되어 왔다.게다가, 종종 바이오미너럴과 관련된 유기 성분(바이오시그니처)은 생물전 [156]및 생물반응 모두에서 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다.

2014년 1월, NASA는 화성 큐리오시티와 오퍼튜니티 탐사선의 연구가 플루비오 라쿠스트린 환경(고대 강이나 호수와 관련된 평원)을 포함한 고대 물뿐만 아니라 자가영양, 화학영양 및/또는 화학석영양 미생물을 기반으로 한 생물권을 포함한 고대 생명체의 증거를 찾을 것이라고 보고했다.거주 [157][158][159][160]가능했을 수도 있습니다.화성에서 거주가능성, 타포노미, 그리고 유기 탄소의 증거를 찾는 것이 NASA의 주요 [157][158]목표가 되었다.

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메모들

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General references

Further reading

External links

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The Wikibook Historical Geology has a page on the topic of: Minerals
The Wikibook High School Earth Science has a page on the topic of: Earth's Minerals