МИНЕРАЛОГИЯ

МИНЕРАЛОГИЯ
МИНЕРАЛОГИЯ (от лат. minera—кусок руды, горный штуф и греческого logos—учение. слово), наука о минералах, об их хим. составе, физ. свойствах, условиях образования в природе, изменениях и превращениях в связи с изменением этих условий. Минералы—твердые, жидкие и газообразные природные тела. Состав их выражается химич. формулой. По физич. строению они часто представляют собой кристаллические вещества и иногда находятся в виде кристаллов. Геометрические и физ. свойства таких веществ изучает кристаллография (наука о кристаллах), кристаллооптика и др. отделы физики. Минералы имеют значение в качестве полезных ископаемых. Из них выплавляют миллионы тонн разных металлов. Основная хим. промышленность получает из минералов десятки миллионов тонн солей и других хим. продуктов. Минералы употребляются в медицине в редких случаях непосредственно (например минералы из группы солей), а гл. образ.— как продукты их переработки. К таким минералам относятся следующие. Сера самородная; серный цвет, получаемый возгонкой самородной серы; он имеет применение в ветеринарии. Висмут самородный и висмутовый блеск служат основанием для получения препаратов висмута, особенно белого висмута, широко распространенного лекарственного средства. Реальгар и аур и пигмент (сернистые соли мышьяка) являются исходным сырьем для мышьяковых препаратов. К и-и о в а р ь (сернистая ртуть) является источником ртутных соединений. Марганцовокислый калий получают из пиролюзита (окисел марганца). Белая магнезия и др. магнезиальные соли получают из минерала магнезита или же из рапы соляных озер, лиманов, где магний находится в виде хлористого магния и легко извлекается. Бура, борная к-т а получаются из природных соединений аналогичного состава, находящихся в озерах, связанных с вулканической деятельностью. Глауберов а соль встречается в больших количествах. в озерах и морских лагунах. Кроме того необходимо еще отметить мягкий минерал— тал ь к, порошок к-рого известен в медицине под названием тальковой пудры.—Р ад и е-в ы е препараты получают в СССР из минерала тюя-мунит, находящегося в Туркестане и представляющего собой урано-ванадат. Известные месторождения в Чехо-Словакии представляют собой залежи урановой смолки, являющейся главным образом окисью урана. Сравнительно немногие минералы используются непосредственно в том виде, как они добываются из земли—-корунд, алмаз, асбест, слюда, графит и др. Большая часть ископаемых подвергается коренной переработке прежде чем найти себе применение в науке или технике. Практическое значение М. заключается в том, что, изучая свойства минералов, она приводит к открытию новых полезных ископаемых и к наилучшему использованию уже известных. Изучая же условия образования минералов в природе, М. помогает обнаружению новых месторождений полезных ископаемых и выяснению их промышленного значения. М. долгое время представляла собой описательную науку. Ее целью было описание внешней формы и свойств, хим. состава1 и места нахождения минералов. Успехи геологии в 18 веке и химии в начале 19 века отразились на М.; появился взгляд на нее как на химию земной коры (Берцелиус); стали обращать больше внимания на условия за легация минералов в природе (Вернер), а также их совместное нахождение, парагенезис (Кроыштедт, Брейтгаупт), но дальнейшего развития это течение не получило и замерло на несколько десятков лет. В первой половине 19 в. М. характеризуется гл. обр. двумя направлениями — кристаллографическим и химико-аналитическим. Благодаря открытию аббатом Гаюи (Наиу) геометрического закона кристаллографии (закон параметров) в М. появился исключительный интерес к вопросам формальной кристаллографии. Минералы стали подвергаться тщательному измерению для установления кристаллографических форм. Успехи аналитической химии вызвали столь же формальный интерес к хим. составу минералов со стороны видных химиков. В новую эру М. вступила во второй половине 19 в. Развитие горного дела (особенно в Америке) и усиление интереса к нему и были причинами сказавшегося в М. стремления перенести вопросы минералогического исследования в обстановку полевых наблюдений. Современная М. сохранила интерес к отдельным минералам и продолжает всестороннее их изучение, но кроме того изучает и самые процессы их образования. Минералы теперь понимаются как продукты природных реакций. М. стремится предвидеть появление минералов из рассмотрения данной совокупности явлений и, наоборот, из наблюдения минералов в природе установить самый процесс. Особое значение вновь получили парагенезис, возрастные соотношения между минералами, изменение состава их в зависимости от формы выделения в природе, характер разрушения минералов и т. д. Не удовлетворяясь вопросами происхождения минералов, М. углубляет свои задачи в сторону геохимии, т. е. изучает законы распределения хим. элементов в земной коре, причины совместного нахождения элементов и их группировок, рассеяния и концентрации. В России задачи М. широко понимались уже М. В. Ломоносовым. В середине 19 в. господствовавшее в М. кристаллографическое направление было представлено Кокшаро-вым, а вопросы анализа минералов разрешались крупнейшими аналитиками Германом, Гадолином и др. М. с современным пониманием ее задач зародилась в России при Московском ун-те в 90-х годах. Родоначальником ее следует считать В. И. Вернадского, создавшего здесь крупную школу минералогов геохим. направления. В работах самого В. И. Вернадского особое место занимает роль биохим. процесса в поверхностной зоне земной коры. Выдающимся представителем этого течения был Я. В. Самойлов, установивший понятие биолита, под которым он разумел всякий минерал, связанный в происхождении с жизнедеятельностью организмов. За последние годы интенсивных работ поискового и разведочного характера заметен повышенный интерес в СССР к М., особенно в части вопросов генезиса полезных ископаемых и геохимии. Изучение вопросов генезиса минералов выдвинуто главным образом Н. М. Федоровским. Представителем геохимического направления является А. Е. Ферсман. В своем содержании М. разделяется на 2 части—генетическую и описательную М. В кратком обзоре данные генетической М. представляются в следующем виде. Явления минералообразования изучаются в пределах поверхностной зоны земной коры на глубину 16 км. Изучаемая область включает нижние слои атмосферы (их мощность не вошла в приведенную цифру). Петрографический состав литосферы: изверженные породы 95%, сланцы 4%, песчаники 0,75% и известняки 0,25%. Валовой хим. состав всей земной коры на указанную глубину, считая и атмосферу, следующий (в %): о . Si , А1 , Fe Mg 49,20 , 25,67 . 7,50 . 4,71 . 1,93 Са Na . 3,39 .0,11 . 2,63 .2,40 .0,87 Ti . . . С ... С1 . . . Остальн. 0,58 0,08 ,0,19 0,74 На приложенном схематическом разрезе представлены различные термодинамические зоны земной коры (рисунок 1). I. Поверхностная зона выветривания. Характеризуется малым давлением и t°. Хим. реакции протекают при участии водных растворов, О, COs и жизнедеятельности организмов.—II. Зона глубинного выветривания. Несколько повышенные t° и давление. Реакции идут в водных растворах при участии гл. обр. угольной к-ты.—III. Зона цементации. Еще более высокие давление и t°. Выделение минералов преобладает над растворением.—IIIj. Зона диагенеза представляет особые условия, при к-рых происходит фсрмирование твердой осадочной породы из обломочного материала под слоем морской воды.—IV. Зона кристаллических сланцев. Характеризуется высокими давлением и t°,отсутствием свободного О и воды. Кремнезем вытесняет в условиях этой зоны угольную к-ту из ее соединений. Минералы создаются способом перекристаллизации других минералов, неустойчивых в этой зоне.—V. Зона магмы. Область расплавленного вещества при высоких давлении и t°, сложного силикатового состава. Образование изверженных горных пород.—V,. Область образования минералов в трещинах породы за счет веществ, выделяющихся при застывании магмы. Пегматитовые жилы особого генезиса и минералогического состава. Рудные жилы.— V,. Образование контактовых областей. Взаимодействие магмы с чуждыми ей породами. Изучение вопроса о распределении хим. элементов в земной коре приводит к заключению, что наиболее глубокие части магмы богаты железом, хромом и магнием,—им Н,0+0+СОг Биосфера b=v— зй^^ н,о+со5 Зоны выветривания Ш + Н,0 / /Я? Mi \ Зона цементации ill / У М=I Область \ "* / /,^=? (копгактного \ / ^^^~ \метаморфизма \ IV Зона w анаморфизма -С0г V Щ -R.0 ♦SiO, МАГМА ^=^=~*^—=»а^ Рисунок 1. Схема термодинамических зон земной коры. отвечают основные изверженные горные породы. Краевые участки магмы, напротив, богаты кремнеземом и щелочами и бедны железом, магнием, а отчасти и кальцием. Соответствующие породы—кислые, типа гранита. Рисунок 2 дает представление о зональном распределении хим. элементов в вертикальном сечении в связи с интрузиями, вторжениями гранита. Знаки хим. элементов на чертеже указывают на нахождение в данном пункте условий, благоприятствующих образованию соответственных минералов. Т. о. обособливаются минералы магматические—содержат Zr, Та, Nb и др.; контактовые—содержат Fe, Cu, Ti; жильные, глубоких горизонтов—содержат Sn, W, Mo, средних горизонтов—Си, Pb, Zn и верхних—содержат Sb, As, Hg. Все вообще минералы устойчивы в условиях их образования, с изменением к-рых они подвергаются превращению, разложению, изменению. Большое значение в М. имеют циклические процессы, когда минералы после ряда изменений могут регенерироваться за счет продуктов их же разрушения. Описательная М. рассматривает минералы в порядке какой-либо классификации. Наибольшим признанием пользуется хим. :S85 классификация америк. минералога Дана. В ней минералы распределяются по хим. ■составу на следующие группы: самородные элементы, сернистые соединения, галоиды (соединения металлов с Cl, Br, F), окислы, карбонаты (соли угольной к-ты), силикаты, фосфаты, сульфаты и некоторые др. В генетической классификации минералы ' «объединяются в группы по сходству условий генезиса; таковы например минералы, получающиеся при усы-хании морских бассейнов, — поварен, соль, гипс, калиевые ■соли и др. Другим примером может служить группа био-.литов — фосфорит, болотная железная руда (жизнедеяте-.льность Lepitothrix ochracea), • селитра (некоторые случаи), -серный колчедан (некоторые случаи), кальцит кораллов <(СаС03) и т. д. В описательн. минералогии изучаются свойства физ. и хим. минералов. Нек-рые из свойств представляют большой интерес и яв-.ляются причиной практического использования минералов (твердость алмаза и корунда, графит, слюда и др.). Кроме того в ней отмечаются •условия генезиса, спутники, продукты распада, месторождения, практическое применение минералов и др.—Общее число минералов около 1 000, а считая разновидности—около 3 000. Каждый год открывается около 50 новых минералов (с разновидностями). Наряду с чрезвычайно распространенными минералами, например кварцем (около 12% от веса литосферы) и долевыми шпатами (около 57%), находятся и очень редкие, известные всего в нескольких экземплярах. Также и в практическом ■ отношении кроме минералов большого значения известны минералы, не имеющие пока применения. В своих исследованиях М. пользуется по-. левыми наблюдениями и данными и методами наук: геологии, физики, химии в широком понимании этого слова—аналитической, физической, коллоидной и даже биохимии.Кристаллография в современной М. имеет подсобное значение. По существу кристаллография, понимаемая теперь как физика твердого вещества, отошла к физике. В постановке новых, чисто физ.-химич. вопросов, отделивших кристаллографию от минералогии, сыграли роль два крупных русских ученых—Е. С. Федоров и Г. В. Вульф. Большое значение приобрел открытый в середине 19 в. оптический метод исследования минералов в шлифах под микроскопом в поляризованном свете при изучении горных пород и недавно получивший развитие метод исследования в отраженном свете при ' исследовании руд. Широко применяются методы механического и термического анализов. Первые состоят в разделении минералов при помощи тяжелых жидкостей, отмучивания, магнитной сепарации, флотации и т. д., вторые—в наблюдении и изучении происходящих в минерале изме-нений^ при нагревании его до высоких t°. Для этого пользуются самопишущими приборами, дающими возможность регистрировать ход изменений в виде непрерывной кривой. Все большее значение приобретают вопросы и методы искусственного воспроизведения минералов в лаборатории для уяснения природных условий генезиса. С той же целью изучаются условия равновесия раз- личных искусственных физ.-хим. систем. Данные наблюдений и здесь обычно представляются в виде диаграмм и кривых. Преподавание М. в прежнее время было поставлено при ун-тах и горных вузах, где имелись кафедры минералогии и минералогические институты. С реформой высшей школы преподавание М. сосредоточилось в горных втузах и техникумах. Метод преподавания активный. Для студентов обязательна половая и производственная практика на горных предприятиях и в геолого-разведочных партиях. Соответствующие учебные и научные учреждения в СССР строятся по принципу комбинатов. По такому плану построен например Геолого-разведочный комбинат при Главном геолого-разведочном управлении ВСНХ. В него влились минералогические ин-ты и кафедры М. быв. Московского ун-та и Моск. горной академии. В ГРК входят рабфак, геолого-разведочный техникум, геолого-разведочный ин-т и научно исслед. ин-т. Кроме того существуют минералогические ин-ты при производственных и промышленных предприятиях (объединениях). Задача их состоит в научной помощи предприятиям. Работа в исследовательских институтах строится по принципу комплексного метода с тем, чтобы в результате всестороннего исследования полезных ископаемых указать способы наилучшего их использования, а в части вопросов генезиса получить данные для наиболее рациональной постановки разведочной и эксплоа-тационной работы. Наиболее крупными исследовательскими институтами М. являются Институт прикладной минералогии и Гос.

Рисунок 2. Идеальный разрез через земную кору в области гранитных магм и связанных с ними геохимических процессов.

ин-т цветных металлов в Москве. При Ком-академии в Москве имеется Институт генезиса минералов и горных пород, а при нем синтетическая лаборатория по производству опытов искусственного получения минералов. Научные минералогические вопросы широко ставятся и глубоко прорабатываются при Минералогическом музее Академии наук. В СССР существует научное минералогическое общество, основанное в 1830 г., имеющее свой орган («Записки Российского минералогического об-ва», М., с 1870). Лит.: Болдырев А., Курс описательной минералогии, вып. 1—2, Л., 1926—28; Вернадский В., Минералогия, вып. 1—2, М., 1910—1912; о н ж е, История минералов земной коры, т. I, вып. 1—2, Л., 1925—1927; о н ж е, Очерки геохимии, М.—Л., 1927; Нерудные ископаемые, изд. Академии наук СССР. т. I—V, Л., 1926—29; Федоровский Н., Курс минералогии, М.,1930; о н ж е, Минералы в промышленности и сельском хозяйстве, Л., 1927; Ферсман А., Химические элементы земли и космоса, П., 1923; N i g g 1 i P., Lehrbuch der Mineralogie, В., 1924—26. См. также лит. к ст. Кристаллы. Н. Смольягогаов. МИНЕРАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ. Источники называются минеральными, если вода их отличается от обычной воды источников или колодцев 1) более высоким содержанием растворенных веществ, или 2) содержанием редко встречающихся и терапевтически важных веществ, или же 3) более высокой t°. Принято (Deutsches Baderbuch) воду считать минеральной, если 1 л содержит более 1 г всех растворенных твердых веществ (включая гидрокарбонаты) или более 0,25 г свободного угольного ангидрида (С02); 1 мг иона лития (Li"); 10 мг иона стронция (Sr**); 5 мг иона бария (Ва**); 10 мг иона закисного или окисного железа (Fe*' или Fe"'); 5 мг иона брома (Вг'); 1 мг иона иода (J'); 2 мг иона фтора (F'); 1,3 мг иона гидро-арсената (HAs04"); 1 мг лг-мышьяковой к-ты (HAs02); 1 мг всей титруемой иодом серы (S, отвечающая H2S+HS' + S203"-f-S03"); Ъ мг м-борной к-ты (НВ02); 4 милли-эквивалента титруемой щелочности или гидрокарбонатов и карбонатов щелочей, отвечающей 340 мг NaHC03. Вода также признается минеральной, если обладает радиоактивностью более 3,5 единиц Махе или t° выше +20°. Происхождение М. и. связано с фактом циркуляции воды в земной коре. Все пласты земной коры грубо можно разделить на водопроницаемые (например песок) и водоупорные (например глина); большие количества подземных вод могут передвигаться только по первым. Выход подземной воды на поверхность может иметь место 1) при выходе водоносного пласта на поверхность на склоне горы, в овраге (а при наличии складчатости и размыва пластов—и в любых условиях рельефа), 2) при нарушении целости, или т. н. «сплошности» водоупорных пластов, покрывающих водоносный пласт; такое нарушение может быть естественным (трещины) и искусственным (буровые скважины, шахты). Сама вода минеральных ис- , точников, по Зюссу, получается двумя путями: 1) так наз. ювенильная вода выделяется в глубоких слоях земной коры или у вулканических очагов из магмы; 2) вадозные воды (см. Вадозные источники) происходят из вод поверхностных, прошедших под землей б. или м. длинный путь. Являясь весьма активным химическ. реагентом и будучи распространена на земной поверхности повсеместно, вода давно переработала те вещества, к-рьте могли вступать с нею в энергичное взаимодействие, и потому в наст, время мы наблюдаем в природе лишь сравнительно медленно идущие процессы растворения, выщелачивания, обменной адсорпции и т. п. Хим. активность. воды обусловлена в значительной мере несимметричным строением ее молекулы, полярностью молекулы; в силу этой полярности молекулы воды притягивают как друг друга (явления ассоциации), так и посторонние молекулы, а также и ионы. Этими притяжениями и обусловлена в первую очередь способность воды к растворению'и выщелачиванию горных пород. Соли й другие растворенные вещества. попадают в минеральную воду многими путями. Эксгаляции магмы, т. е. раскаленные пары, выделяющиеся из жидкой магмы, состоят не только из воды, но и еще из целого ряда веществ (H2S, C02, Н3В03, НС], щелочи); при охлаждении ббльшая их. часть растворяется в воде. Дождь и снег увлекают с собой из воздуха пыль, 02> N2, 03, S02, S03, NPI3, окислы азота, Nad': (особенно над морем) и т. д. Дождевая вода; может содержать соли далеко не в ничтожных количествах: до 950 мг NaCl, до 16 мг-NH3 в 1 л и т.д. Протекая через пласты земной коры, вода обогащается солями. Состав минеральной воды зависит от того, с какими горными породами, в какой последовательности, при каких условиях (температура и давление) и как долго находилась вода в соприкосновении. Действию воды подвержены все породы, но в разной степени. Особенно резко отличаются друг от друга воды, образовавшиеся путем взаимодействия с первичными кристаллическими горными породами, и воды,получившие свою» минерализацию в пластах пород осадочных. В первую очередь из осадочных пород выщелачиваются легко растворимые соли, захваченные ими в период осаждения солей из морской воды. Особенно энергичным растворителем является вода, обладающая кислой реакцией от присутствия угольной к-ты. или других к-т. Так, в 1 л чистой воды растворяется 0,013 з СаС03, а в воде, насыщенной С02 при 1 атм. давл.,—1,099 г СаС03. Кислая реакция может обусловливаться также гуминовыми к-тами (болотные воды) или серной к-той, получающейся при окислении сероводорода, серы, пиритов, при гидролизе сульфатов алюминия и железа. Вообще при действии на породы воды, уже содержащей. растворенные вещества (газы, соли, к-ты), происходит целый ряд реакции обмена с об- • разованием как растворимых, так и нерастворимых продуктов. Примеры реакций: СаС03 + Н20 + С02^Са(НС03)2; MgC03+H20 + C02£Mg(HC03)2; Fe0 + H20+2C02£Fe(HC03)3; CaC03+H2S04->CaS04 + H20 + C02; Fe(HC03)2+CaC03£FeC03+Ca(HC03)2; FeC03 + H,S:£FeS+H,0 + CO,; FeS2+2C02+2H2O^H2S + Fe(HC03)2 + S. Согласно с опытами и выводами новейшей теории растворов электролитов (Debye иг Нйске1)ионы, находящиеся в растворе, часто способствуют растворению трудно растворяющихся солей(CaC03, CaS04. 2Н20) и уменьшают растворимость газов. Это изменение растворимости может достигать значительной величины. Так, в 1 л чистой воды при 25° растворяется 2,08 г CaS04, а в 1 л воды, содержащей 58 г NaCl, при той же t° растворяется 6,24 г CaS04. При взаимодействии воды, содержащей Са(НС03)2 или CaS04, с породами, содержащими Na(глины), образуются NaHC03 или Na2S04; т. о. по всей вероятности объясняется генезис многих содовых и сульфатных минеральных вод. Отдельные струи вод разного состав а могут под землей встретиться и, смешавшись, дать воду нового состава. При этом может быть достигнут предел растворимости для нек-рых солей, и они выпадут из раствора. Состав полученной воды связан с количеством и составом смешавшихся вод определенной математической зависимостью. Биохим. процессы в земной коре также влияют на состав вод. Так, сульфатные воды при встрече с породами, содержащими органические вещества, часто дают сероводород и угольную к-ту. Процесс этот вызывается бактериями, к-рые живут за счет выделяемой при этом энергии (Microspira desulfuricans и др.). Простейшая схема процесса: 2C+Na2S04->Na2S+2C02; Na2S + 2C02+2H20-*2NaHC03 + H2S. В областях распространения нефтеносных и битуминозных пород часто встречаются воды, совершенно не содержащие сульфатов, обогащенные карбонатами и сульфидами. Нефтяные воды обычно относятся к хлорид-ным, часто содержат значительные количества бария (до 0,4 г в 1 л) и повышенное количество Вг' и J' сравнительно с морской водой. Биохимическими же процессами объясняется во многих случаях переход нитратов в нитриты и аммоний. Микроорганизмы принимают участие также и в образовании барежина (см.). Состав М. и. В минеральн. водах встречаются в виде «следов» почти все известные элементы, но в относительно значительных количествах — только немногие, г. о. Na*, Ca",Mg,,,C]',HC03',S04", меньше K*,H2Si03, COo,N03' и Fe'\ реже или в еще меньших количествахС03",Вг',«Г,Н8',Р',8203",800", HSiCV, HP04", HAsO/', В^/Мл-ДО-Д', Мд'\ Fe~, АГ\ Zn*\Cu",Ni",HB02, Н2ТЮ3; органич. к-ты: нафтеновые (пента- и гексаме-тиленкарбоновые), гуминовые; из газов в больших количествах выносятся минеральными водами С02, СН4, N2, в меньших H2S, COS, 02, H2, Ar, He, Ne, Кг, Хе, а также радиоактивные эманации: из коллоидов — S, Fe(OH)3, A1(0H)3, Mn(OH)a, As2S3. FeS, Н232ТЮ3,органичеекие вещества. Максимальная концентрация данного элемента и соединение, в виде которого он присутствует в минеральной воде, для большинства элементов находится в определенной зависимости от присутствия и от концентрации ряда других элементов или соединений. Так, концентрация водородных ионов определяет степень диссоциации всех слабых кислот: H2C03, H2S, H2Si03, Н2ТЮ3, H3P04, H3As04, H3B03 и т. д. Углекислота, сероводород и их ионы связаны между собой отношением [C02 + H2C03]x[HS'] = 0,3, [H2S]x[HCOa] Максимальные возможные концентрации Са (HC03)2, Mg(HC03)2, Fe(HC03)2 зависят от концентрации свободного угольного ангидрида С02. Не могут существовать одновременно в сколько-нибудь значительных количествах окислители N О 3', Fe*", Oa и восстановители—H2S. Присутствие HS', H2S или С03" практически исключает возможность присутствия в растворе ионов металлов кроме щелочных.—Коллоиды в минеральных водах часто являются продуктами метамор-физации воды уже после выхода ее на земную поверхность. Так образуются коллоидная сера, коллоидная Fe(OH)3, FeS и др.—Каталитическое действие многих минеральных вод на различные реакции (разложениеН202, окрашивание гваяковой смолы) обусловливается поверхностными свойствами коллоидных частиц, образующихся в воде. Методы хим. и физ.-хим. исследований минеральных источников являются одной из сложнейших глав физической и аналитической химии; точный и полный анализ минеральной воды может производиться только в специальной, хорошо оборудованной лаборатории. Сан.-бактериол. анализ минеральных вод производится методами, принятыми для пресных вод.—О бозначение состава минеральных вод до последнего времени было часто произвольным; приводили состав в виде окислов,ионов или комбинировали их в соли совершенно произвольно. В 1930 г. на IV Гидрологическом совещании при Управлении курортами Наркомздрава был утвержден стандарт анализа в ионной форме в виде 5 столбцов: 1) название анионов (см.), катионов (см.) и недиссоцииро-ванных соединений; 2) содержание их в граммах в1л;3)в миллимолях (миллимоль— число миллиграммов, равное молекулярному весу); 4) в милливалях (милливаль—число миллиграммов, равное эквивалентному весу; милливаль равен миллимолю, деленному на валентность иона) и 5) в вальпроцентах (процент от суммы милливалей катионов или анионов). Для характеристики и классификации минеральных вод решающим считается 5-й столбец—вальпроценты. Для наглядной характеристики минеральной воды IV Гидрологическим совещанием принята формула Курлова-Карстенса: в начале ее ставится содержание газов и активных элементов (в граммах на 1 л); затем «степень минерализации»—сумма всех ионов и нерасщепленных молекул без газов (в граммах на 1 л); дальше следует дробь: в числителе ее помещаются в порядке убывающих чисел анионы (в вальпроцентах), в знаменателе—катионы (в вальпроцентах). Те и другие вводятся в формулу только тогда, когда они содержатся в количестве, большем 25 вальпроцентов. В конце формулы ставится t° воды и дебит в гектолитрах в сутки. Пример: Александро-Ермоловский источник в Пятигорске: м С140нсо3 з8 0      ^=Г^ ^             i.jlcXJc со'г,№:* L 46^5600 • Na60Cas„ При International Society of Medical Hydrology работает специальная комиссия по стандартизации описаний М. и. Ею выра- •13 ботан стандарт, сходный с русским и отличающийся гл. обр. тем, что за единицу принят не грамм, а миллиграмм. Номенклатура и классификация минеральных вод по постановлению IV Гидрологического совещания должны основываться на названиях ионов, а не солей; как правило в название вводятся только ионы, содержащиеся в количестве не менее 25 вальпроцентов. Терапевтически активные элементы и газы вводятся в название и в формулу Курлова при концентрации их не ниже: Fe"—10 мг.,Ы'—5 мг, J'—10 мг, Вт'—25 мг, HAs04" и НР04"—I мг, H2S свободного—10 мг, С02 своб.—750 мг.—Г о р я-ч и м и называют источники с t° выше 35°; при 20°—35° их называют теплыми. Т. о. названия составляются из названий терапевтически активных веществ (в порядке убывающих концентраций в граммах), анионов (в порядке убывающих значений вальпроцентов) и катионов (в порядке убывающих значений вальпроцентов). В конце названия стоит t°, если она того заслуживает. На основе этой номенклатуры проф. В. А. Александровым в «Основах курортологии» развита новейшая классификация минеральных вод, имеющая перед всеми прежними преимущества однозначности: каждый класс имеет определенные числовые пределы, и ни одна вода не может попасть сразу в два класса. Как пример приводится анализ воды Баталинского источника. В старых клас- Баталинский источник (Кавказские мин. воды). Карстенс Температура . . . 9,6° Дебит в сутки. . . , 7,2 гл М ил- В 1 л воды Грам- М ил- Проц. мил- содержится мы мо ли вал и ли-валь Ион калия К*. . . 0,0228 0,58 0,58 0,3 » натрия Na*. . 3,7989 164,81 164,81 50,4 » кальция Са". 0,4600 11,50 23,00 7,0 » магния Mg". . 1,6877 69,28 138,56 42,3 » железа Fe". . следы » алюмин. АГ" следы ' " 27= 326,95 100,0 Ион хлора СГ . . 1,3455 37,95 1 37,95 11,6 » сульфатаS04" 13,351 138,98 ! 277,96 85,0 » гидрокарбо- ната НС03'. . 0,6729 11,03 11,03 ! 3,4 1 Г= 326,94 100,0 Кремневой кисло- 0,21 Свободной СОа . . 0,1025 2,33 2 = 436,7 so4s5 M,1,1Na..M&1T •,.°, D т„ Источник сульфатный, на трневый, магнг евый сификациях, часто употребляемых еще и теперь, очень много неясностей; чтобы облегчить использование старых литературных данных, приводится сводка главнейших названий наряду с отвечающими им ионами: источники железные, железистые содержат Fe**, стальные—Fe", известковые—Са", земельные, землистые—Са", Mg", Fe", щелочноземельные—2 значения: 1) Са", Mg", 2) Са", Mg", К', Na*; щелочные—2 значения^ 1) Na*, К*, 2) воды щелочной реакции; гла-' уберовые — Na2S04; горькие, сульфатные, сернокислые—SO/'; гипсовые—CaS04; соленые, муриатич., рассольные—СГ; газовые— обычно С02, реже H2S, CH4, N2; сульфидные, сернистые, серные, сероводородные, содержащие H2S или HS' или то и другое вместе [правильнее называть сернистыми воды с S03", серными—с серой свободной (коллоидной), сероводородными—с H2S свободн.]; углекислые—С02, НС03', С03" (правильно только С02); карбонатные—СО 3^НС03'(пРа-вильно—только С03"); двууглекислые, гидрокарбонатные — НС03'; мышьяковистые, мышьяковые —As. (Обзор старых классификаций — см. Бальнеология.) — Международная комиссия по стандартизации описаний М. и. предложила в 1930 году очень простую классификацию—по одному преобладающему или активному ингредиенту, напр. хло-ридная, железная и т. п. Широкого распространения эта классификация пока не имеет. Радиоактивность минеральных вод измеряется обычно в единицах Махе (ME); колеблется от долей ME до тысяч; зависит 1) от содержания газа — эманации радия (Em); такая радиоактивность быстро исчезает, т.к. период полураспада Em равен 3,85 дня; или 2) от содержания солей самого радия или других радиоактивных металлов с большим периодом полураспада (радий— 1760 лет); такая радиоактивность может и возрастать до известных пределов, так как к ней прибавляется активность продуктов распада. — К р и о с к о п и ч е с к и е и э б у-лиоскопические исследования (понижение t° замерзания и повышение t° кипения) минеральных вод определяют общую концентрацию всех веществ, растворенных в минеральной воде, следовательно и ее осмотические свойства, или «тоничность» (tonicity). Международной комиссией по стандартизации описаний минеральных вод предложено называть «гипотоничн.ыми»воды, осмотическое давление к-рых меньше осмотического давления раствора, содержащего 9 г NaCl в 1 л, или 303 миллимоля всех ионов и молекул; «изотоничными» и «гипертонич-ными» называют воды с осмотическим давлением, равным или соответственно большим, чем у этого раствора. Изменения в составе минеральной воды могут зависеть от изменения режима источника или (чаще) от изменения условий при выходе воды на поверхность. В первом случае чаще всего изменения зависят от подтока пресной воды к основной минеральной струе; для вадозных и смешанных источников колебания состава имеют место напр. при сезонных колеэаниях количества осадков; такие изменения всегда сопровождаются изменениями дебита и обычно t°. Поэтому область питания источника должна быть защищена от возможностей загрязнения и от нарушений нормального режима вод, что является задачей горно-санитарной охраны (см.) М. и.—При выходе минеральной воды на поверхность уеловияее существования радикально меняются; это всегда сопровождается нек-рым изменением состава; часто эти изменения настолько велики, что через небольшой промежуток времени совершенно обесценивают минеральную воду. При изменении t° воды изменяются условия растворимости, и вещества, бывшие в насыщенном растворе, могут выделиться. Так, термальные источники при охлаждении часто отлагают кремнистые осадки; холодные источники, насыщенные газом, согреваясь, отдают его в виде пузырьков. Уменьшение давления тоже вызывает выделение пузырьками газов, насыщающих воду. Однако потеря газов происходит не только путем пузырьков, но и путем невидимой диффузии газа из воды в воздух. Особенно важна потеря СО2, так как благодаря этому изменяется реакция воды (повышение рН), следствием чего является переход гидрокарбонатов в карбонаты и выпадение в осадок СаС03, MgC03, Fe(OH)3. Они образуют у выхода источника отложения, называемые травертинами. С уменьшением концентрации углекислоты (соотв. повышением рН) изменяются условия сульфиднокарбонатно-го равновесия, и часть свободного H2S переходит в «связанное» состояние—в HS'.—Одновременно происходит процесс насыщения минеральной воды газами атмосферы; особенно важен здесь кислород, т. к. им обусловливается целый ряд окислительных процессов, радикально меняющих состав минеральной воды. Соединения закисного железа окисляются в соединения окиси, к-рые более подвержены гидролизу и потому обычно выпадают в осадок; то же относится и к марганцу. Свободный сероводород окисляется в зависимости от условий до серы или до серной к-ты. Сульфиды (S") и гидросульфиды (HS') при окислении дают гипосульфит (S303").H сульфат (SO/')- При этом как промежуточный продукт появляется в растворе и сульфит (S03")- Во всех этих процессах принимают большое участие микроорганизмы; их органическое вещество часто является связующим материалом для осадков S, Fe(OH)3 и др.,—так получаются студенистые массы «муффа», «барежина» и др. осадков; эти скопления вызывают закупорку труб, по к-рым минеральная вода подается к ваннам. или 'бюветам (см.). Для бальнеотехники особенно важны физич. свойства минеральной в оды. Темп, измеряется в градусах Цельсия. Теплопроводность воды (К) истинная очень мала , но практически передача тепла из ванны в тело б-ного и обратно происходит очень быстро вследствие конвекционных токов, благодаря которым слой воды, прилегающий к телу, .постоянно меняется; отдача тепла особенно ускоряется при т. наз. проточных ваннах (Strombader), при душах Шарко и т. п. Теплоемкость (С) колеблется от 1 (чистая вода) до 0,75 (крепкие рассолы), т. е. рассолы отдают телу или отнимают от него меньше тепла, чем воды малой минерализации при той же t°. Уд. в. (d) минеральных вод обычно близок к 1; повышается с увеличением количества раствор, солей и в рассолах достигает 1,3; уд. в. определяет давление воды на тело-б-ного, погруженное на известную глубину. Электропроводность Г -1 измеряется в обратных омах на 1 см3; имеет значение при гальваноминеральных ваннах; зависит от состава солей и степени их диссоциации. Материалы, употребляемые для каптажа М. и. и для проведения воды к месту пользования, подвергаются действию воды и сами влияют на ее состав. Цемент, бетон разъедаются углекислой водой и обогащают ее кальцием; сульфаты вод вызывают разрушение бетона в силу объемных изменений при образовании комплексных соединений в бетоне. Железные трубы подвержены действию углекислых, сульфидных, рассольных вод; особенно сильно 'действуют на все материалы (кроме дерева и стекла) сульфидные воды в месте их соприкосновения с воздухом; образующаяся здесь серная кислота разъедает все в очень небольшой срок; поэтому сульфидные воды необходимо проводить совершенно герметично, следя за постоянным заполнением всего сечения труб водой.—Возможность больших изменений состава минеральной воды как под землей, так и на поверхности вызывает необходимость постоянного контроля состава путем кратких анализов. Обычно вполне достаточным является ежедневное определение 1—2 ингредиентов, напр. для соленых вод—хлора; для сульфидных—H2S, щелочности (рН); для углекислых—С02 своб. и рН и т. д. Методы анализа при контроле применяются исключительно объемные или колориметрические как требующие минимум времени. Небольшие изменения в составе воды легко обнаруживаются по изменению ее электропроводности. Существуют самопишущие приборы, регистрирующие колебания электропроводности воды. Сроки и принципы наблюдения над М. и. и хим. контроля их установлены в 1925 году Главным курортным управлением. Колебания дебита или t° источника всегда указывают на некоторое изменение состава. Нагрев и охлаждение минеральной воды нужно производить, по возможности избегая соприкосновения ее с воздухом. Лучшей системой являются закрытые змеевики, охлаждаемые снаружи водой; для нагрева наиболее рациональным является метод откидных змеевиков, опускаемых в ванну и нагреваемых внутри паром. Необходимо избегать перегрева воды во избежание потери газов. При нагревании или хранении воды в баках большую услугу оказывают деревянные крышки, плавающие на поверхности воды, т. к. они сводят к минимуму поверхность соприкосновения с воздухом.— Основные условия техники розлива минеральных вод — стерильность, отсутствие аэрации. При хранении и пересылке минер. вод бутылки нужно держать в лежачем положении, чтобы пробка была всегда смочена водой: в противном случае пробка пересыхает, герметичность укупорки теряется, и с уходом газов состав воды подвергается изменению. Существенным условием устойчивости состава является низкая t°; поэтому минеральные воды обычно хранят в подва- лах и ледниках, перевозят в изотермических вагонах. Насыщение минеральной воды СО 2 значительно повышает не только вкусовые качества, но и устойчивость состава минеральной воды в бутылке; все же леч. свойства бутылочной воды не идентичны. свойствам воды у источников.—И ск.умственные минеральные воды составляются обычно из химически чистых солей по анализу естественной воды; полное тождество состава и свойств искусственной воды и естественной может быть достигнуто лишь с большим трудом; особые затруднения представляет точная имитация состава растворенных газов и свойств коллоидов. Из искусственных минеральных вод широкое распространение имеют лишь соленые ванны, ванны из морской соли, углекислые. Начинают входить в употребление искусственные сероводородные ванны. Терапевтическое применение М. и. — см. Бальнеотерапия. Зоны санит.охраны М.и.— см. Горно-санитарная охрана. Лит.: Бертенсон Л., Лечебн. воды, грязи и морские купанья в России и за границей, СПБ, 1901; Голубинин Л., Минеральные воды и лечебные грязи, М., 1911; Естественные производительные силы России, т. IV, вып. 40 — Минеральные воды, изд. КЕПС Академии наук СССР, П., 1922; К у р л о в М., Классификация сибирских целебных вод, Томск, 1928; Основы .курортологии, под ред. Г. Данишевского и М. Кончаловского, т. I—III, М., 1931; Хлопин Г., Методы санитарных исследований, т. I, Л., 1928. См. также лит. к ст. Бальнеология, Каптаж и R-урорты.                С. Щукарев.

Большая медицинская энциклопедия. 1970.

Поможем написать реферат
Синонимы:

Полезное


Смотреть что такое "МИНЕРАЛОГИЯ" в других словарях:

  • минералогия — минералогия …   Орфографический словарь-справочник

  • МИНЕРАЛОГИЯ — (от слова минерал, и греч. lego говорю). Наука об ископаемых неорганических телах. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. МИНЕРАЛОГИЯ от слова минерал, и греч. lego, говорю. Наука об ископаемых… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МИНЕРАЛОГИЯ — МИНЕРАЛОГИЯ, наука о МИНЕРАЛАХ встречающихся в природе неорганических веществах, находящихся на Земле и в других местах Солнечной системы. Минералогия делится на следующие основные отрасли: КРИСТАЛЛОГРАФИЯ, изучающая расположение атомов в… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • минералогия — и, ж. minéralogie f., нем. Mineralogie <, н лат. mineralogia. Наука о минералах. БАС 1. Минералогия .. составляет ту часть естественной Истории, которая касается до познания существа руднаго царства. ПЭ 1767 2 69. В самом деле трудно или вовсе …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • МИНЕРАЛОГИЯ — (от минерал и ...логия) наука о минералах, их составе, свойствах, особенностях и закономерностях физического строения (структуры), условиях образования, нахождения и изменения в природе. Возникла в древности, связана с развитием горного дела. Как …   Большой Энциклопедический словарь

  • Минералогия — [позднелатинское minera руда) наука о минералах. Одна из древнейших отраслей геол. знаний, зародилась еще в каменном веке, когда люди научились отличать и отыскивать камни, пригодные для выделки оружия и утвари нефрит, кремень и др. Первые… …   Геологическая энциклопедия

  • МИНЕРАЛОГИЯ — (от минерал и...логия), наука о минералах; изучает состав, свойства, морфологию, особенности структуры, процессы образования и изменения минералов, закономерности их совместного нахождения в природе, а также условия и методы искусственного… …   Современная энциклопедия

  • МИНЕРАЛОГИЯ — МИНЕРАЛОГИЯ, минералогии, мн. нет, жен. (из минералология, от слова минерал и греч. logos учение). Наука о минералах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • МИНЕРАЛОГИЯ — МИНЕРАЛОГИЯ, и, жен. Наука о минералах. | прил. минералогический, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • минералогия — сущ., кол во синонимов: 2 • ориктология (1) • рудословие (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»