BSU. Kemijska klasifikacija minerala

Kvarc - SiO 2. Modifikacija koja je stabilna na niskim temperaturama obično se naziva jednostavnim kvarcom. Dijagnostički znakovi. Kvarcni kristali se dijagnosticiraju prema obliku, tvrdoći, konhoidnom prijelomu i nedostatku cijepanja. Kvarc se može zamijeniti s kalcedonom, glinencem, nefelinom i topazom. Podrijetlo. Oko 65% zemljine kore sastoji se od kvarca, koji se naziva sveprisutnim, kamenotvornim. U mnogim intruzivnim i efuzivnim kiselim magmatskim stijenama gotovo je glavni mineral. Dio je pegmatita i prisutan je u mnogim metamorfnim stijenama. U značajnim masama, kao mineral jalovine, čest je u hidrotermalnim naslagama. Prisutan je i u sedimentnim stijenama (kvarcni pijesci, kvarcni pješčenjaci, kvarcni konglomerati). Kemijski sastav. Sorte obojene drugim bojama imaju razne nečistoće ili uključke drugih minerala. singonija kvarc je trigonalni, a visokotemperaturna modifikacija a - kvarc je heksagonalna. Izgled Kristali su često heksagonalni i bipiramidalni. Rubovi prizme često su skraćeni ili ih nema. Poznati su vrlo veliki kristali. Kristal težak 70 tona pronađen je u Kazahstanu, a rubovi su šrafirani. u prirodi druze, četke, zrnaste mase. Kvarc je karakteriziran dvojanjem, a kristali rastu po različitim zakonima; dofinejski, brazilski i japanski blizanci. Boja mogu biti vrlo različiti. Transparentne i prozirne varijante imaju različite nazive: 1) planina kristal- bezbojni vodoprozirni kristali; 2) ametist- ljubičasta, lila, lila, grimizna, prozirna; 3) rauchtopaz- zadimljen, obojen sivkastim ili smećkastim tonovima; 4) morion- crno obojeno; 5) citrin- zlatnožuta ili limun žuta; 6) prase- zelenkasti kvarc; 7) ružičasta kvarcni; 8) mliječno-bijeli kvarc; 9) aventurin(iskra). Bl e sk staklo. Tvrdoća 7. dekoltea odsutan. Gustoća 2,5 - 2,8. Ostala svojstva. Može propuštati ultraljubičaste zrake, piezoelektrik je. Rastaljeni kvarc lako se skrutne i formira kvarcno staklo (amorfni kvarc). Praktična upotreba. Primjena mu je raznolika. Prekrasne sorte koriste se u nakitu. Čisti kristali s jedinstvenim svojstvima koriste se u elektronici, ultrazvučnoj tehnologiji i optičkim instrumentima. Rauchtopaz, gorski kristal, morion koriste se kao stabilizator radio valova. Gorski kristal se koristi u telemehanici, automatizaciji iu visokokvalitetnim generatorima. Čisti kvarcni pijesak s niskim sadržajem željeza služi kao izvrsna sirovina u industriji stakla i keramike za proizvodnju karborunda (SiC). Karborund ili silicijev karbid je prvorazredni abrazivni materijal. Kvarcni pijesak finih frakcija koristi se u strojevima za pjeskarenje za poliranje proizvoda od kamena i metala, kao i za piljenje stijena. Mjesto rođenja. Na Uralu postoje nalazišta kvarca, takozvani “kristalni podrumi” koji sadrže gorski kristal, morion , ametist, topaz i dr. nalaze se u Primorju i Jakutiji. Bijelomorski ametist s rta Korabl poznat je na poluotoku Kola. Žile pegmatita s kristalima kvarca česte su u Aldanu, Pamiru i Volynu. Gorski kristal se vadi u Jakutiji (Bolshaya Khatym). Prirodne kvarcne kristale za industriju isporučuje Brazil. Kvarca ima u Šri Lanki, Indiji, Burmi, Urugvaju, Švicarskoj, Madagaskaru i drugim regijama. Muzej ima više od 700 uzoraka kvarca i njegovih vrsta. Širok izbor kristala težine od 440 kg do 1 g (u obliku žezla, s figurama rasta itd.) su široko zastupljeni; Najbogatija uralska zbirka kvarca: planine. kristal iz ležišta Gumbeyki, Berezovskoye, Astafiyevo; Morion iz Murzinke; kvarc-prazem, kvarc s kloritom i adularijom i "dlakavi" kvarc iz Subpolarnog Urala; ružičasti kvarc (Gumbeika); srastanja kristala iz Miasa, Pyshme, Naglyja. Lijepa Druze s Kamčatke i poluotoka Čukotka (Iultinskoye); kvarc s cinkovom mješavinom (Engleska); kvarc s rubelitom iz regije Chita (Borschevochny Ridge). Postoji kvarc iz Transbaikalije (Adun-Cholong), iz Mangystaua; sinterirani kvarc iz Kirgistana, ružičasti kvarc s Altaja (Tigrice vjeverice, Kolyvan), Urala (Gumbeyka) i Južne Afrike.

Najupečatljiviji i najupečatljiviji vanjski znak minerala je boja. Minerali se odlikuju izuzetno velikom raznolikošću boja i nijansi, intenzitetom i bogatstvom. Boja minerala ovisi o njihovoj unutarnjoj strukturi, mehaničkim nečistoćama i prisutnosti nečistoća (kromofora).

Neke vrste minerala karakterizira boja po kojoj se mogu gotovo nepogrešivo prepoznati. Za njih je boja dijagnostički znak: malahit je zelen, rodonit je ružičast, cinober je crven, lapis lazuli je plav, sumpor je žut i drugi.

Ponekad isti mineral može imati različite boje: kalcit– bezbojna, bijela, žuta, smeđa, siva, zelena, plava itd.; feldspati– bijela, žuta, crvena, zelena, crna itd.; fluorit– ljubičasta, zelena, ružičasta, žuta, bezbojna itd.;

Ovisno o boji, isti mineral može imati različita imena: kvarcni crno – morion, ljubičasto – ametist, dimljeno – rauchtopaz, žuto – citrin, prozirno – gorski kristal; korund crvena – rubin, plava – safir, bezbojna – leukosafir; beril zelena – smaragd, plava – akvamarin, žuta – heliodor.

Minerali mogu imati vlastitu boju (idiokromatski), kada je boja u potpunosti određena karakteristikama kemijskog sastava, kristalne strukture, prisutnosti kromofora ili nedostataka u kristalnoj strukturi. Poznati su mnogi kromoforni elementi, tj. nosači boja: Kr(zelena, žuta, crvena) , Mn(Crvena), Fe(daje boje u rasponu od žute do tamno smeđe) , Ti(ljubičasta) , V(plavkasto zelena) , Co(Crveno i plavo) , Cu(zelena ili plava), Mo, W I U. Ovi elementi mogu biti glavni u mineralu, na primjer, bakar u malahitu ili mangan u rodonitu, i oni tvore vlastitu boju ovih minerala, odnosno kromoforni elementi mogu biti u obliku nečistoća. Na primjer, primjesa kroma u berilu pretvara ga u zeleni smaragd, au korundu u crveni rubin. Krom, preveden na ruski s grčkog, znači "boja", "boja" minerala crvenom, zelenom, ljubičastom.

Bojanje može biti alokromatski bojanje( stranac), povezan s mehaničkim inkluzijama jarko obojenih stranih minerala. Ova boja ne ovisi o kemijskoj prirodi minerala. U feldspata, koji se zove Sunčani kamen, postoji crveno-smeđa nijansa s vatrenim zlatnim svjetlucanjima zbog inkluzija sitnih pahuljica željeznog tinjca - hematita. Zeleno obojeni kvarc - prazem - zbog uključivanja zeleno obojenih iglica aktinolita, varijetet kvarca - smeđe-smeđi aventurin - sadrži fino raspršene ljuskice hematita; zeleni šelit – sadrži fino raspršenu primjesu malahita duž mikropukotina, itd. Ako je pigment za bojanje neravnomjerno raspoređen, pojavljuje se šarolika, neujednačena boja, koja se često opaža kod ahata i jaspisa.

Pseudokromatsko (energetsko kromatsko) bojanje (lažno obojenje) uzrokovana je pojavom raspršenja svjetlosti ili interferencijom svjetlosnih valova. Ozhin vrsta lažnog bojanja - ocrniti- pojava kada mineral, osim glavne, ima različitu boju u tankom površinskom sloju zbog interferencije svjetlosti. Zatamnjenost može biti jednobojna (plava u kovelitu) ili šarena, prelijevajuća (ljubičasto-plava u bornitu, grimizno-žuto-modro-zelena u halkopiritu).

Irizacija(dugine boje, javlja se kao rezultat loma svjetlosti na unutarnjim površinama minerala) i opalescencija - svjetlosni preljev, tipičan za labradorit (glavni plagioklas), mjesečev kamen (oligoklas), opal.

Boja poteza

Boja linije je boja minerala u prahu Neki minerali u osnovnom stanju imaju drugačiju boju nego u uzorku. Ovaj puder se lako dobiva povlačenjem crte mineralom na mat (neglaziranoj) porculanskoj ploči. Crtaju (otuda i naziv svojstva – crta) po ploči mineralima čija je tvrdoća manja od tvrdoće porculana (6,5-7 po Mohsovoj ljestvici). Ako je tvrdoća veća, mineral ostavlja ogrebotinu na porculanu. Za neke minerale, svojstvo je jedno od glavnih dijagnostičkih obilježja. Na primjer, slamnatožuti pirit ima crnu prugu, crni kromit ima smeđu prugu, čelično sivi hematit ima trešnjastocrvenu prugu, itd.

Sjaj

Sjaj je sposobnost minerala da reflektira svjetlost koja pada na njega.

Količina refleksije za svaki mineral je različita i stalna. Više od polovice upadne svjetlosti reflektiraju svijetlo bijeli kristali arsenopirita s metalnim sjajem reflektiraju preko 90 %; Kvarc i topaz, sa svojim svijetlo svjetlucavim stranama, ne odbijaju više od 5%.

Vrlo je teško instrumentalno odrediti jačinu sjaja, pa su svi minerali konvencionalno podijeljeni u dvije velike skupine: minerali s metalnim i nemetalnim sjajem.

Metalni sjaj nalikuje sjaju površine svježeg metala. Jasno je vidljivo na oksidiranoj površini uzorka. Minerali koji imaju metalni sjaj neprozirni su i teži od minerala koji nemaju metalni sjaj. Ponekad se zbog oksidacijskih procesa minerali koji imaju metalni sjaj prekriju mutnom korom. Metalni sjaj karakterističan je za minerale koji su rude raznih metala. Neki od njih se na primjer nazivaju "šljokicama". galenit, kao sinonim za galenit.

Primjeri minerala koji imaju metalni sjaj su: zlato, galenit, molibdenit, pirit, halkopirit, platina, srebro, bakar itd.

Polumetalni sjaj ili je metalni sjaj mutniji, poput metala koji su potamnjeli od vremena. Ovaj sjaj vrlo je teško jednoznačno definirati. Hematit, kromit, magnetit itd. imaju metalni sjaj.

Nemetalni sjaj ima mnogo varijanti: stakla podsjeća na sjaj poliranog stakla (kvarc, halit, korund itd.), dijamant – jači od staklenog sjaja (dijamant, sfalerit, cinobar), biser svjetluca duginim bojama , poput sedefa. Uočeno u mineralima s dobro izraženom cijepnošću (kalcit, muskovit, gips), svilenkasta- svjetlucanje. Karakteristično za minerale vlaknaste i igličaste strukture (azbest, gips - selenit, malahit ), kod minerala masni sjaj– površina izgleda kao da je namašćena ili navlažena vodom. Osobito karakteristično za talk, nefelin sumpor itd. Voštani sjaj sličan masnom, ali slabiji (kalcedon, opal) , ako mineral nema sjaj svrstava se u skupinu mat(kaolinit).

Sjaj se mora uočiti na svježem prijelomu minerala. Pri određivanju sjaja ne uzima se u obzir boja minerala. Ali boja minerala u prahu može pomoći u određivanju sjaja. Ako je linija svjetlija od boje samog minerala, tada je sjaj dijamantni, a ako je isti ili tamniji, metalni je.

Transparentnost

Transparentnost jesposobnost minerala da kroz sebe propuštaju svjetlosne zrake. Prema stupnju prozirnosti minerali se dijele u tri skupine:

transparentanminerali– gorski kristal, islandski špat (kalcit) i dr.

proziranminerali– sfalerit, cinober;

neproziranminerali– pirit, magnetit, galenit i drugi rudni minerali.

Željezo pripada skupini samorodnih elemenata. Samorodno željezo je mineral zemaljskog i kozmogenog porijekla. Sadržaj nikla je 3 posto veći u zemaljskom željezu u usporedbi s kozmogenim željezom. Također sadrži nečistoće magnezija, kobalta i drugih elemenata u tragovima. Samorodno željezo ima svijetlo sivu boju s metalnim sjajem; uključci kristala su rijetki. Ovo je prilično rijedak mineral s tvrdoćom od 4-5 jedinica. a gustoća 7000-7800 kg po kubnom metru. Arheolozi su dokazali da su drevni ljudi koristili prirodno željezo mnogo prije nego što su razvili vještine taljenja metalnog željeza iz rude.

Ovaj metal u svom izvornom obliku ima srebrno-bijelu nijansu; površina se brzo prekriva hrđom u visokoj vlažnosti ili u vodi bogatoj kisikom. Ova stijena ima dobru duktilnost, topi se na temperaturi od 1530 stupnjeva Celzijusa i može se lako kovati u proizvode i valjati. Metal ima dobru električnu i toplinsku vodljivost, a od ostalih stijena se dodatno razlikuje po svojim magnetskim svojstvima.

Prilikom interakcije s kisikom, površina metala prekrivena je nastalim filmom koji ga štiti od korozivnih učinaka. A kad u zraku ima vlage, željezo oksidira i na njegovoj se površini stvara hrđa. U nekim kiselinama željezo se otapa i oslobađa vodik.

Povijest željeza

Željezo je imalo veliki utjecaj na razvoj ljudskog društva i danas se cijeni. Koristi se u mnogim industrijama. Željezo je pomoglo primitivnom čovjeku da ovlada novim metodama lova i dovelo je do razvoja poljoprivrede zahvaljujući novim alatima. Čisto željezo u to je vrijeme bilo dio palih meteorita. Do danas postoje legende o nezemaljskom podrijetlu ovog materijala. Metalurgija seže do sredine drugog tisućljeća pr. U to je vrijeme Egipat ovladao proizvodnjom metala iz željezne rude.

Gdje se vadi željezo?

U svom čistom obliku željezo se nalazi u nebeskim tijelima. Metal je otkriven u Mjesečevom tlu. Sada se željezo vadi iz kamene rude, a Rusija zauzima vodeću poziciju u ekstrakciji ovog metala. Bogata nalazišta željezne rude nalaze se u europskom dijelu, u zapadnom Sibiru i na Uralu.

Područja upotrebe

Željezo je neophodno u proizvodnji čelika, koji ima široku primjenu. Ovaj materijal se koristi u gotovo svakoj proizvodnji. Željezo se široko koristi u svakodnevnom životu; može se naći u obliku kovanih proizvoda i lijevanog željeza. Željezo vam omogućuje da proizvodu date različite oblike, pa se koristi u kovanju i stvaranju sjenica, ograda i drugih proizvoda.

Sve domaćice koriste željezo u kuhinji, jer proizvodi od lijevanog željeza nisu ništa drugo do legura željeza i ugljika. Posuđe od lijevanog željeza ravnomjerno se zagrijava, dugo održava temperaturu i služi desetljećima. Gotovo sav pribor za jelo uključuje željezo, a nehrđajući čelik koristi se za izradu posuđa i raznih kuhinjskih posuđa te tako potrebnih predmeta kao što su lopate, vilice, sjekire i drugi korisni pribor. Ovaj metal također se široko koristi u nakitu.

Kemijski sastav

Telursko željezo sadrži primjese nikla (Ni) 0,6-2%, kobalta (Co) do 0,3%, bakra (Cu) do 0,4%, platine (Pt) do 0,1%, ugljika; u meteoritskom željezu nikal se kreće od 2 do 12%, kobalta je oko 0,5%, a tu su i nečistoće fosfora, sumpora i ugljika.

Ponašanje u kiselinama: otapa se u HNO3.
U prirodi postoji nekoliko modifikacija željeza - niskotemperaturna ima bcc ćeliju (Im3m), visokotemperaturna (na temperaturama > 1179K) fcc ćeliju (Fm(-3)m). Nalazi se u velikim količinama u meteoritima. Widmanstättenove figure pojavljuju se u željeznim meteoritima kada se urezuju ili zagrijavaju.
Podrijetlo: telursko (zemaljsko) željezo se rijetko nalazi u bazaltnim lavama (Uifak, otok Disko, kraj zapadne obale Grenlanda, blizu Kassela, Njemačka). Na obje točke, pirotin (Fe1-xS) i kohenit (Fe3C) su povezani s njim, što se objašnjava i redukcijom ugljikom (uključujući iz matičnih stijena) i razgradnjom karbonilnih kompleksa kao što je Fe(CO)n. U mikroskopskim zrncima više je puta utvrđen u alteriranim (serpentiniziranim) ultrabazičnim stijenama, također u paragenezi s pirotitom, ponekad s magnetitom, zbog čega nastaje u reakcijama redukcije. Vrlo rijetko se nalazi u zoni oksidacije rudnih naslaga, tijekom formiranja močvarnih ruda. Nalazi su zabilježeni u sedimentnim stijenama povezani s redukcijom spojeva željeza s vodikom i ugljikovodicima.
U Mjesečevom tlu pronađeno je gotovo čisto željezo, što se povezuje i s padom meteorita i s magmatskim procesima. Konačno, dvije klase meteorita - kameno-željezni i željezni - sadrže prirodne željezne legure kao komponentu koja stvara stijenu.

Domaća obitelj željeza (prema Godovikovu)
Grupa samorodnog željeza
< 2,9, редко до 6,4 ат. % Ni - феррит
< ~ 6,4 ат. % Ni - камасит

Native Nickel Group
> 24 u. % Ni - taenit
62,5 - 92 at. % Ni - avaruit Ni3Fe
(Ni, Fe) - Samorodni nikal

Željezo (engleski Iron, francuski Fer, njemački Eisen) je jedan od sedam metala antike. Vrlo je vjerojatno da se čovjek sa željezom meteoritskog porijekla upoznao ranije nego s drugim metalima. Meteoritsko željezo obično je lako razlikovati od zemaljskog jer gotovo uvijek sadrži od 5 do 30% nikla, najčešće 7-8%. Od davnina se željezo dobivalo iz ruda koje se nalaze gotovo posvuda. Najčešće rude su hematit (Fe 2 O 3,), smeđa željezna ruda (2Fe 2 O 3, ZN 2 O) i njezine varijante (močvarna ruda, siderit ili željezno željezo FeCO3,), magnetit (Fe 3 0 4) i neki drugi . Sve ove rude, kada se zagrijavaju s ugljenom, lako se reduciraju na relativno niskoj temperaturi, počevši od 500 o C. Dobiveni metal je imao izgled viskozne spužvaste mase, koja je zatim obrađivana na 700-800 o uz ponovljeno kovanje.

U antičko doba i srednjem vijeku sedam tada poznatih metala uspoređivalo se sa sedam planeta, što je simboliziralo povezanost metala i nebeskih tijela te nebesko porijeklo metala. Ova usporedba postala je uobičajena prije više od 2000 godina i stalno se nalazi u literaturi sve do 19. stoljeća. U II stoljeću. n. e. željezo se uspoređivalo s Merkurom i nazivalo se živom, ali kasnije se počelo uspoređivati ​​s Marsom i nazivati ​​Marsom, što je posebno naglašavalo vanjsku sličnost crvenkaste boje Marsa s crvenim željeznim rudama.

Svojstva minerala

• Podrijetlo imena: Oznaka kemijskog elementa je od latinske riječi ferrum, željezo - od staroengleske riječi koja označava ovaj metal
• Mjesto otvaranja: Otok Qeqertarsuaq (otok Disko), Qaasuitsup, Grenland
• Godina otvaranja: poznat od davnina
• Toplinska svojstva: P. tr. Talište (čisto željezo) 1528°C
• IMA status: vrijedi, prvi put opisano prije 1959. (prije IMA)
• Tipične nečistoće: Ni,C,Co,P,Cu,S
• Strunz (8. izdanje): 1/A.07-10
• Hej, CIM Ref.: 1.57
• Dana (7. izdanje): 1.1.17.1
• Molekularna težina: 55.85
• Parametri ćelije: a = 2,8664Å
• Broj formulskih jedinica (Z): 2
• Volumen jedinične ćelije: V 23,55 ų
• Bratimljenje: od (111)
• Grupa bodova: m3m (4/m 3 2/m) - Heksoktaedar
• Svemirska grupa: Im3m (I4/m 3 2/m)
• Odvojenost: od (112)
• Gustoća (izračunata): 7.874
• Gustoća (mjerena): 7.3 - 7.87
• Tip: izotropan
• Reflektirana boja: bijela
• Obrazac za odabir: Oblik kristalnih naslaga: gusta zrna nepravilnih vijugavih obrisa, filmovi, dendriti i povremeno grumenčići.
• Klase taksonomije SSSR-a: Metali
• IMA klase: Izvorni elementi
• Kemijska formula: Fe
• sinonija: kubični
• Boja:Čelično siva, sivocrna, bijela na glačanoj površini
• Boja osobina: Sivo-crna
• Sjaj: metal
• Transparentnost: neproziran
• dekoltea: nesavršeno od (001)
• Kink: zakačen splintered
• Tvrdoća: 4 5
• Mikrotvrdoća: VHN100=160
• Duktilnost: Da
• Magnetitet: Da
• Književnost: Zaritsky P.V., Dovgopolov S.D., Samoilovich L.G. Sastav i geneza izvorne željezne rude u gradu Ozyornaya u slivu rijeke. kokoši. - Bulletin of Kharkov University, 1986, br. 283 (Središnji Sibir) Meltser M.A. i dr. Samorodno željezo u zlatonosnim žilama regiona Allah-Yun i neka pitanja njihove geneze. - Novi podaci o geologiji Jakutije. Ya., 1975, str. 74-78 (prikaz, ostalo).

Fotografija minerala

Članci na temu

• Željezo je jedan od sedam metala antike.
  Vrlo je vjerojatno da se čovjek sa željezom meteoritskog porijekla upoznao ranije nego s drugim metalima

Ležišta minerala željeza

• Krasnojarska regija
• Rusija
• Kugda, Khatanga, Taimyr.

Manje-više opće je poznato da je materijal koji se uobičajeno naziva željezo, čak iu najjednostavnijem slučaju, legura samog željeza, kao kemijskog elementa, s ugljikom. Kada je koncentracija ugljika manja od 0,3%, dobiva se mekani, duktilni, vatrostalni metal, kojemu je dodijeljeno ime njegovog glavnog sastojka - željezo. Ideja o željezu s kojim su naši preci imali posla sada se može dobiti ispitivanjem mehaničkih svojstava čavla.

S koncentracijom ugljika većom od 0,3%, ali manjom od 2,14%, legura se naziva čelik. U svom izvornom obliku, čelik je po svojim svojstvima sličan željezu, ali se, za razliku od njega, može očvrsnuti - brzim hlađenjem čelik dobiva veću tvrdoću - značajna prednost, međutim, gotovo potpuno negirana krhkošću stečenom tijekom istog proces otvrdnjavanja.

Konačno, kada je koncentracija ugljika iznad 2,14%, dobivamo lijevano željezo. Krhki, topljivi metal, pogodan za lijevanje, ali nije podložan kovanju.

Jedan od uvjeta za pokretanje proizvodnje metala je poznavanje minerala koji taj metal sadrže. Ti bi minerali trebali biti uočljivi i privlačiti pozornost, kako svojim jedinstvenim izgledom, tako i određenim specifičnim svojstvima koje je drevni čovjek mogao koristiti, pa tako iu arhaičnim toplinskim procesima. Svi minerali željeza, koji su detaljno razmotreni u nastavku, imaju slične vanjske podatke i svojstva u potpunosti.

Povijest primitivnog ljudskog društva bila je neraskidivo povezana s kamenom i proizvodima od njega. Najprimitivniji od tih proizvoda bili su obični riječni kamenčići, okrhnuti na jednom rubu. Starost najstarijeg kamenog oruđa seže u razdoblje od oko 2,5 milijuna godina.

U početku su naši preci koristili bilo kakve kamenčiće. Međutim, kako su istraživali nove teritorije, počeli su pokazivati ​​interes za širok izbor stijena. Teško je reći kada ih je primitivni čovjek naučio razlikovati, ali pouzdano se zna da mu je kremen postao omiljeni kamen kroz cijeli antropocen. Ova sklonost je zbog nevjerojatnih svojstava kremena - njegove sposobnosti, tijekom usmjerenih udaraca, da se ne cijepa na komade, već da proizvodi tanke pahuljice i ploče s oštrim rubovima. Nakon što je udario kamen s različitih strana, drevni čovjek je dobio ručnu sjekiru i mnogo oštrih pahuljica. Korišteno je i jedno i drugo: sjeckalice su korištene za obradu drveta, pahuljice su korištene za rezanje mesa.

Prošlo je dosta vremena prije nego što je čovjek naučio odvojiti pahuljice od kamena kremena. To je zahtijevalo razvoj određenih vještina obrade kamena. Cijepanjem kamena drevni je majstor dobivao jednu ili više ploča - odličan materijal za izradu vrhova kopalja, strugala i alata nalik nožu. U kremenu je prvi put pronađen i utjelovljen oblik tako poznatih alata kao što su sjekira, srp, nož i čekić.

Jaspis, jaka i vrlo tvrda stijena, opsidijan i žad također su imali visoka potrošačka svojstva. Međutim, to se kamenje nalazilo i nalazi u prirodi puno rjeđe od kremena.

2.2.1 Getit (α-Fe) (hidrogetit, limonit, smeđi željezni kamen)

Ovaj mineral dobio je ime u čast J. V. Goethea, briljantnog pjesnika, a uz to i izvanrednog prirodoslovca i stručnjaka za minerale. Vjerojatno je upravo on, u svoj raznolikosti svojih manifestacija, postao prva ruda iz koje su ljudi naučili vaditi željezo.

Slika 10 – Goethite

Na zemljinoj površini, željezo u dvovalentnom obliku polako se ispire iz stijena pomoću tla i riječnih voda koje sadrže biljne huminske kiseline. Na livadama i drugim otvorenim mjestima, u jezerskoj vodi zasićenoj kisikom, oksidira se do trovalentnog i taloži u obliku netopljivog goetita, tvoreći "jezerske", "livadne" i "travne" rude. Odatle dolazi i drugo ime za goethite - limonit - od grčke riječi “leimon”, što znači “mokra livada” ili “močvara” (slike 11,12).

Strogo govoreći, limonit nije mineral, već mješavina raznih minerala – željeznih hidroksida, od kojih je glavni getit. U biti limonit je “prirodna hrđa”, odakle (zbog njegove karakteristične hrđavo-smeđe boje) dolazi i njegovo drugo ime “smeđa željezna ruda”. Upravo u močvarama, jezerima i plitkim morima nalaze se limonitne rude neobičnog izgleda (Slika 13). Limonit iz takvih ruda nalikuje grahu ili malim ptičjim jajima. Stoga se naširoko koriste imena limonita kao što su "ruda graha" ili "kamen graška". Goethite se također nalazi u obliku rastresitog okera koji mrlja vašu ruku, u obliku lakiranih crnih grozdova i pupoljaka, i kaskada ledenica, i nježnih baršunastih pokrivača i jastučića u pukotinama i špiljama, te u obliku sjajnih lepeza i dijamantnih crne ili crvene iglice i dlačice u kristalima ametist - sve su željezni hidroksidi, odnosno sve su getit ili hidrogetit. Osim toga, goethite je čest u obliku "staklenih glava" - lijepih sferulitnih kora s površinom crnom kao lak.

Slika 11 - Eksploatacija "jezerskih" ruda Slika 12 - Eksploatacija "livadskih" ruda

Slika 13 – Močvarna ruda

2.2.2 Hematit (Fe 2 O 3)

Hematit je mineral lijepog oblika, svjetlucavih rubova, boje od čelične do željeznocrne, s posebnom crvenkastom nijansom, po kojoj se hematit jasno razlikuje od sličnih minerala (slika 14). Suvremeni naziv ovog minerala prvi put nalazimo kod Teofrasta (prirodoslovca i filozofa koji je živio 372. – 287. pr. Kr. i napisao raspravu “O kamenju”). Potječe od grčke riječi "hema" - krv, koja asocira na boju trešnje ili boje voska mineralnog praha, kao i na sinonime hematita - "krvavi kamen", "crveni željezni kamen". Još jedan drevni sinonim za hematit je "sjaj željeza". Kristali hematita imaju visoku tvrdoću i gustoću, jak polumetalni sjaj i trešnja-crvenu boju. Posebni sjajni kristali pločastog oblika prije su se nazivali "specularite", a kristali s tankim pločama, ponekad skupljeni u paralelne pakete, nazivani su "željezni liskun".

Slika 14 - Hematit

Sferulitne kore hematita vrlo su česte; u stara vremena su ih njemački rudari zvali "staklene glave". Mnogo rjeđi je drugi oblik cijepanja kristala hematita - "željezna ruža", gdje su pločasti kristali raspoređeni poput karata u rasklopljenom špilu. "Željezne ruže" cijenjene su u rangu s najskupljim mineralima.

Hematit se također nalazi u gustim masama, u osebujnim praškastim izlučevinama ("željezno vrhnje"), a najviše u obliku zrnastih uključaka u raznim stijenama. Oslobađa se u značajnim količinama tijekom vulkanskih procesa. Poznato je da je 1817. godine, tijekom erupcije Vezuva, u samo 10 dana nastao metar debeo sloj hematita. Gusti hematit izvrstan je mineral za rezbarenje raznih figura.

Od hematita dolazi riječ "gemma", što znači isklesani kamen. U starom Egiptu i Babilonu, izrezbareni hematit bio je naširoko korišten kao nakit; u staroj Grčkoj, izrezbareno kamenje je na svoj način služilo kao brave i ključevi. Sve što smo navikli zaključavati, Grci su zapečatili osobnim pečatom. Za izradu takvih pečata s dubinskim slikama najčešće su korišteni hematit i kalcedon.

Drugo područje primjene hematita bila je medicina. Čuveni liječnik antike Dioskur imenovao je hematit među pet glavnih kamenova za liječenje (uz jantar, lapis lazuli, žad i malahit). Hematitu se pripisivala sposobnost zacjeljivanja rana koje krvare, bolesti mjehura i spolnih bolesti.

Fini hematit u prahu šafrana koristio se u davna vremena za poliranje zlatnih i srebrnih predmeta. Valja napomenuti da abrazivna svojstva minerala, za razliku od medicinskih, nisu izgubila svoju važnost do danas.

Vjeruje se da je prva namjena hematita bila njegova uporaba u obliku mineralne boje. Najstarije otkriće hematitnih boja u ljudskim grobovima datira otprilike 40 tisuća godina prije Krista.

Crvena boja od hematita - mumija - bila je bitna komponenta mumificiranja kod starih Egipćana (otuda joj i naziv). Amuleti od hematita postavljeni su u strogo definiranom redoslijedu između zavoja mumija faraona. Sve do srednjeg vijeka jedina žuta boja bila je oker. Napravljen je miješanjem hematita s kredom. Kasnije se žuta boja izrađivala od mješavine olovnog oksida i crvenog olova.

Konačno, nevjerojatni kristali krvavog kamena ("kamen škorpiona") našli su posebnu upotrebu u srednjovjekovnoj magiji. Samo ako je na prstu imao prsten s krvavim kamenom, srednjovjekovni se čarobnjak mogao usuditi pozvati duhove mrtvih na komunikaciju.

2.2.3 Siderit (FeCO 3)

Još jedan kandidat za titulu prvog minerala željezne rude u ljudskoj povijesti je siderit. Njegove prirodne manifestacije možda su najmanje spektakularne među ostalim željeznim rudama. Obično su to pupoljci, kvržice ili oolitne (kuglaste) strukture brojnih smeđe-žutih nijansi (Slika 15).

Slika 15 – Siderit

Naziv minerala dolazi od grčke riječi “sideros” - željezo (što pak znači i zvijezda, tj. željezo je zvjezdani metal - metal koji dolazi s neba). Postoji još jedna verzija podrijetla riječi "sideros", koja je postala raširena posljednjih desetljeća. Prema ovoj verziji, grčki "sideros" je kavkaskog porijekla od korijena "sido", što znači "crveno". Važna okolnost koja potvrđuje ovu verziju je općeprihvaćena činjenica da je rodno mjesto željezne rude Mala Azija, odakle su, preko legendarnog naroda kovača - Kalibra, stari Grci saznali za željezo. Odatle dolazi i drugo ime za mineral – halibit. Ostali uobičajeni nazivi: girit, kremen, željezni špat, bijela ruda. Sideritske rude imale su posebno važnu ulogu u razvoju metalurgije željeza u ranom srednjem vijeku, kada je alpsko područje postalo glavno središte njezine proizvodnje. Upravo u Alpama nalaze se poznata nalazišta siderita: Neudorf i Eruberg, kao i poznata "planina" - Eisenerz.

2.2.4 Pirit i markazit (FeS 2)

Naziv "pirit" dolazi od grčke riječi "pyros" - vatra, poput vatre.

Udarac u njega stvara iskre, zbog čega su u antičko doba komadići pirita služili kao idealan kamen. Mineral je svoje drugo ime "pirit" dobio u 16. stoljeću. – piritu ga je pripisao istaknuti njemački znanstvenik Agricola (Georg Bauer), a ima i grčke korijene, budući da dolazi od imena grčkog poluotoka Halkidikija, bogatog raznim rudama. Kasnije se naziv "piriti" proširio na cijelu klasu sulfida sličnih piritu, a sam se pirit počeo nazivati ​​željezni ili sumporni pirit.

Žuta boja pirita ponekad je prikrivena smeđom ili mrljastom tamnoću, jer često sadrži primjese arsena, kobalta, nikla, a rjeđe bakra, zlata i srebra. Najkarakterističnije u izgledu minerala je oblik njegovih kristala – najčešće je to kocka (slika 16). Najveći poznati kristal pirita, veličine 50 cm duž ruba, pronađen je u blizini grada Xanthija u sjeveroistočnoj Grčkoj. U staroj Indiji kristali pirita služili su kao amulet koji je štitio od krokodila.

Slika 16 – Pirit

U prirodi je pirit vrlo rasprostranjen i vrlo uočljiv. Doslovno privlači poglede svojom zlatnom bojom, jarkim sjajem gotovo uvijek čistih rubova i čistim kristalnim oblicima. Iz tih razloga pirit je poznat od davnina. Bojom i sjajem podsjeća na mesing, pa čak i na zlato, zbog čega je svojedobno dobio ponizan nadimak "mačje zlato". Polirani pirit još jače sjaji. Drevne Inke izrađivale su ogledala od poliranog pirita. Najstarija poznata nalazišta pirita su Rio Tinto i Novokhun (španjolski Pireneji), Rio Marina (otok Elba) i planine Ural.

Nevjerojatno svojstvo pirita je njegova zamjena kristalima u redukcijskom okruženju organskih ostataka. U tom slučaju nastaju spektakularni fosili: piritizirane školjke, komadići drva, pa čak i cijeli fragmenti debla i drugih dijelova biljaka, itd. Proces zamjene može teći vrlo snažno: u poznatom slučaju "Falun čovjeka", tijelo rudara koji je poginuo u dubokoj (130 m) eksploataciji potpuno je zamijenjen piritom u samo 60 godina. Istodobno, izgled osobe potpuno je sačuvan. Možda odatle potječe poznata legenda o "kamenom gostu", poznata među mnogim narodima svijeta.

Markazit ima isti kemijski sastav kao pirit, ali drugačiju kristalnu strukturu i mnogo je rjeđi od pirita. U davna vremena identificirani su pirit i markazit. Njemački rudari kasnog srednjeg vijeka, nazivajući oba ova minerala sumpornim piritima, ipak su markazit izdvojili u posebnu vrstu "kopljastih", "blistavih", "češljastih" pirita.

Tek 1814. ustanovljeno je da je markazit poseban mineral, a 1845. god. sastavljen je njegov prvi znanstveni opis i uspostavljen je naziv "markazit". Drevni arapski "marcasite" izvorno je također značio pirit, antimon i bizmut. Zlatari pirit još uvijek nazivaju "markazit".

2.2.5 Magnetit (Fe 3 O 4)

Magnetit je vrlo težak mineral s polumetalnim "mutim" sjajem, željeznocrne boje, s plavom ili preljevnom tamnom bojom. Magnetit karakteriziraju crno-sivi kristali (Slika 17). Prema jednoj legendi, magnetit je dobio ime po grčkom pastiru Magnesu. Magnes je čuvao svoje stado na jednoj od neuglednih visoravni u Tesaliji i iznenada su njegov štap sa željeznim vrhom i sandale podstavljene čavlima povučeni prema planini od čvrstog sivog kamena. Upravo je magnetizam najrjeđe posebno svojstvo magnetita među mineralima.

Slika 17 – Magnetit

O magnetitu su pisali mnogi znanstvenici i pjesnici antičkog svijeta i srednjeg vijeka: Aristotel mu je posvetio poseban esej (“O magnetu”), Lukrecije i Klaudijan opisali su ga u poeziji, a bajke “Tisuću i jedna noć” pričaju o magnetskoj planini usred mora, čija je sila privlačenja bila tolika da je izvlačila čavle iz brodova, koji su se odmah srušili i potonuli.

Međutim, prava uporaba magneta očito je prvi put pronađena u Kini, gdje je u 2.st. PRIJE KRISTA. Izumljen je kompas. Najstariji poznati kompasi u zemljama Istoka izgledali su poput malih kolica na kojima je sjedio željezni čovjek i ispruženom rukom pokazivao prema jugu.

Dakle, davno prije otkrića metala, minerali željeza privlačili su ljudsku pozornost i bili su široko korišteni. Stoga sa sigurnošću možemo reći da je “slučajno” otkriće metode taljenja željeza iz rude bilo dobro pripremljeno cjelokupnom dosadašnjom poviješću razvoja civilizacije.