Постійність хімічного складу мінералу

Мінерали у своїй більшості неорганічні хімічні сполуки класів простих елементів, сульфідів та їх аналогів, сульфосолей, оксидів та оксисолей, галоїдів. Довгий час дискутувалась проблема чи можна вважати мінералами природні кристалічні органічні сполуки в геологічних утвореннях. На даний момент вважається, що мінералом може бути як неорганічна, так і органічна сполука із кристалічною структурою, що виникла в ході геологічних процесів. CNMMN визнано ряд органічних мінералів, що за складом відносяться до

· цитратів, ацетатів, оксалатів K,Na,Mg,Ca,Fe,Cu;

· циклічних вуглеводнів: евенкіт, карпатит;

· кисень-містних вуглеводнів: саперит (целюлоза), геліт (C₁₄H₈O₂);

· азот-містних органічних сполук: абелсоніт - нікельмістний порфірин, ґуаніт;

· кремнійорганічних сполук: мелаофлогіт, царегородчевіт.

Постійність хімічного складу мінералу варто розуміти в контексті його кристалічної будови. Кристалічна будова зумовлює певні, переважно цілочисельні співвідношення вузлів кристалічної гратки, або ж, іншими словами, певних кристалохімічних позицій в його структурі. Мінерал характеризується стабільним співвідношенням позицій кристалічної структури (1:2 у кварцу SiO₂, 1:1 у галіту NaCl, 1:1:3 у кальциту CaCO₃). Формула мінералу відображає домінуючі молярні співвідношення елементів. За певних умов одна і та ж позиція може заселятися різним, близькими за хімічними властивостями, елементами (явище ізоморфізму), що зумовлює як широкі коливання (варіації) складу мінералу так і поступові переходи між мінералами різного складу. Для прикладу, мінерал кальцит CaCO₃ може містити домішки Fe, при збільшенні концентрації феруму і зниженні кальцію відбудеться поступовий перехід до сидериту FeCO₃. Тому постійність складу мінералів є доволі умовною; він може змінюватися у певних відомих межах.

Основні особливості хімічного складу мінералу описуються наступними явищами, які детально буде розглянута в подальшому:

· Стехіометричність-нестехіометричність, що визначає характер заповненості кристалохімічних позицій (можна порівняти пірит, галіт, кварц, карбонати, сфалерит)

· Тверді розчини та ізоморфізм, що описують варіації у заповненні кристалохімічних позицій різними атомами.

Об’єкт, що ми звичайно описуємо як мінерал, при досліджені під оптичним або електронним мікроскопом, або ж більш точними методами, може виявитися поліфазовим, вміщувати дуже дрібні включення інших мінералів або ж середовища, в якому він ріс (флюїдні та розплавні включення). Тверді та флюїдні включення в мінералах зумовлюють значні, випадкові чи закономірні відхилення від ідеального складу мінералу.