mineralogia

mineralogia

[łac. minerale ‘kopalnia’, ‘minerał’, gr. lógos ‘słowo’, ‘nauka’],

nauka o minerałach, ich strukturze, składzie chem. i właściwościach fiz., powstawaniu, przeobrażaniu się i występowaniu w skorupie ziemskiej.

Wchodzi w skład nauk geol., jest ściśle związana z krystalografią, korzysta z metod badawczych fizyki i chemii; ma kluczowe znaczenie dla petrologii, geochemii, nauki o złożach, gemmologii; stanowi też podstawową dziedzinę dla gleboznawstwa; ważna również w rozwiązywaniu zagadnień związanych z przetwórstwem kopalin oraz technologią ich wykorzystania.

M. dzieli się na m. ogólną i m. szczegółową. Przedmiotem zainteresowania m. ogólnej są: struktura i morfologia kryształów, krystalochemia, fiz. właściwości minerałów, systematyka minerałów, metody ich rozpoznawania i badania ich struktury oraz geneza minerałów. M. szczegółowa zajmuje się poszczególnymi minerałami i ich pozycją w przyjętej systematyce, charakteryzuje ich skład chem., strukturę wewn. (układ krystalograficzny, klasa krystalograficzna i grupa przestrzenna, rozmiar komórki elementarnej) oraz cechy fiz. (barwa, połysk, stałe opt., łupliwość, twardość, gęstość).

Początki mineralogii sięgają starożytności — od najdawniejszych czasów człowiek interesował się minerałami ze względów praktycznych. W dziełach uczonych staroż. (Teofrasta, Arystotelesa, Pliniusza Starszego, Strabona) znajdują się opisy zewn. cech niektórych minerałów oraz miejsc ich występowania. W końcu X w. Awicenna stworzył pierwszą klasyfikację minerałów. Po okresie średniowiecza, w XVI w. nastąpiło odrodzenie nauk przyr., a więc i mineralogii Autorem cennych prac z zakresu mineralogii, metalurgii i górnictwa był G. Agricola. Do rozwoju mineralogii w znacznym stopniu przyczynił się E. Bartholin; 1669 odkrył on zjawisko podwójnego załamania światła w kryształach szpatu isl., co stało się później podstawą opt. metod badania minerałów w świetle spolaryzowanym. Jednak po odkryciu Bartholina badania minerałów przez długi czas sprowadzały się gł. do opisów i klasyfikacji morfologicznej. Kierunek opisowy mineralogii rozwinął się gł. w akad. górniczej we Freibergu, gdzie działał A.G. Werner, który stworzył systematykę minerałów opartą na ich cechach zewnętrznych. F. Mohs wzbogacił mineralogię o opis licznych nowych minerałów; stworzył również skalę pozwalającą na porównywanie względnej twardości minerałów (Mohsa skala). Przeciw kierunkowi morfologicznemu w mineralogii występowali zwolennicy chem. badania minerałów; w tej dziedzinie wyróżniły się zwłaszcza prace J.J. Berzeliusa i R.J. Haüyego; Berzelius określał wzory chem. minerałów, także przeprowadzał ich klasyfikację (podział na siarczki, siarczany, krzemiany itp.). Haüy podał 1784 teorię wewn. budowy kryształów, tworząc podstawę krystalograf. systematyki minerałów.

Ważny zwrot w dziejach mineralogii, prowadzący do ściślejszego powiązania jej z petrografią, dokonał się po wprowadzeniu mikroskopowych badań cienkich płytek minerałów w świetle spolaryzowanym. Pierwsze preparaty mikroskopowe, przystosowane do tych badań, były wykonane przez W. Nicola. Systematyczne badania skał za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego wykonywał H. Sorby (1858). Ogromny postęp w dziedzinie fizyki i chemii w XIX i XX w. przyczynił się do dalszego rozkwitu m.; rozwój metod badawczych: krystalografii rentgenowskiej, mikroskopii elektronowej, spektroskopii, analizy termicznej, neutronowej analizy aktywacyjnej i in. pozwala na wszechstronną analizę minerałów, na poznanie ich składu, budowy wewn. oraz warunków powstawania i przeobrażania się. Współcześnie rozwijają się nowe kierunki badań, np. na potrzeby ochrony środowiska powstała m. pyłów atmosferycznych (aeromineralogia) i m. substancji org.-miner.; wykształciła się także biomineralogia (m. organizmu zdrowego i m. zmian patolog.), związana z m. medyczną, która wcześniej ograniczała się tylko do badania minerałów stosowanych w farmakologii.

M. eksperymentalna, początkowo mająca na celu odtwarzanie warunków powstawania minerałów, przekształciła się w m. techniczną, zajmującą się nowymi technologiami, takimi jak otrzymywanie monokryształów, będących syntet. odpowiednikami minerałów naturalnych, oraz substancji krystal. zbliżonych do naturalnych (np. granatów gadolinowo-galowych czy itrowo-glinowych).

W Polsce początki m. wiążą się z pracami S. Dunin-Borkowskiego i I. Domeyki; do rozwoju m. polskiej przyczynili się wydatnie F. Kreutz, S.J. Thugutt, J. Morozewicz, Z. Weyberg, S. Kreutz oraz K. Smulikowski.