Класификацията на минералите представлява систематизирането им и разпределянето им по групи, базирани на общи свойства, състав и структура, с цел по-лесното им откриване, ползване и изучаване. В света съществуват различни видове и типове класификации на минералите. Тук е разгледана тази, която е въведена от академик Иван Костов и е приета да се ползва в България. Основната класификационна единица е минералният вид, а най-общата група – минералният клас (по анионната част на формулата). Следва подразделяне на геохимични асоциации по катионната част на формулата и накрая структурно подреждане по параметрите на кристалната решетка. В зависимост от химичния състав, морфологичните особености, структурата и физичните характеристики, един минерал може да има различни разновидности. Сходните по структура и химичен състав минерали са обединени в групи.Иван Костов – „Минералогия“/изд. „Техника“/София/1993/ISBN 954-03-0112-2Руслан Костов. Основи на минералогията. Pensoft. 2000 г. стр. 145.
История Съществуват различни подходи при класификацията на минералите. Такава систематика е правена още от антични времена от Теофраст и Плиний Стари. Първата, писмено регистрирана класификация на минералите е направена от Теофраст и по-късно през Средновековието прилагана и доразвита от Георг Агрикола и др. През тези времена класифицирането е правено въз основа главно на практическата значимост на минералите – били разделяни на метали, камъни, соли и земи. Систематика на минералите на база химичния им състав е направена за първи път през 18 – 19 век и е свързана с европейските учени Берцелиус, Кристиан Гмелин, Карл Фридрих Науман, Василий Севергин и Г. Розе, а в САЩ – с Джеймс Дуайт Дейна. Основна единица при тях е химичният клас. Шведският химик Аксел Фридрих Кронщед през 1758 г. предлага една от първите логични химични класификации на минералите.
След постиженията с разкриване на кристалната структура се появяват класификации на кристалохимична основа. Класовете се разделят въз основа на химичния състав, а подкласовете на база структура, която рефлектира върху началото на техните наименования – верижни (ино-), координационни (незо-), островни (орто-), пръстеновидни (цикло-), скелетни (текто-) и слоести (фило-). Такива са систематиките на Х. Щрунц, О.С. Поваренних и А.А. Годовиков. Класификациите на минералите в края на 19 и началото на 20 век са главно от четири типа – генетични, геохимични, кристалоструктурни и кристалохимични.
При генетичните класификации се набляга на минералообразуващите процеси, а главният недостатък при тях е, че един и същи минерал може да има различен произход и трябва да се споменава и разглежда в няколко поделения. Такъв модел създава акад. Владимир Вернадски, при който видовете минерали се делят на магматогенни, супергенни, седиментогенни и метаморфогенни. Тази класификация, в основата на която е залегнал произходът на минералите, е в разрез с едно от най-важните им качества – химичния състав. Генетична класификация през 1940 г. създава и А.С. Уклонски. Тя съдържа 47 групи, започва с кислородосъдържащите минерали и завършва с групата на радиоактивните елементи. Подобна систематика прави и Ф. Махачки през 1953 г.
Кристалохимичните класификации в наше време са най-широко използваните. При тях се взима под внимание както химичният състав, така и кристалната структура на минералите. Те са и най-логични, тъй като между химичния състав и атомната структура съществува функционална зависимост и те заедно обуславят основните физични свойства на минералите. При тях обаче често се получава формални кристалоструктурни съпоставяния и включване в една и съща група на минерали с различен произход, а понякога – и с различни свойства. Пример за такава класификация е тази на О.С. Поваренних от 1966 г. Той разделя минералите на 14 класа, като във всеки клас следва подразделяне на 6 подкласа в зависимост от геометрията на структурата им.
Систематиката на проф. Хуго Щрунц е по-близо до химическия състав на минералите, с опит да се вмъкнат и чисто кристалохимични елементи. Обхваща 9 класа плюс един допълнителен за органичните минерали, като във всеки от тях минералите се делят по увеличаващия се йонен радиус. Последната преработка на тази класификация е направена от Ърнест Никел и е позната като класификация на Никел-Щрунц.Nickel-Strunz Classification
Класификация на Никел-Щрунц Класификацията групира минералите в 10 класа, всеки от тях разделен на семейства и групи въз основа на химичния състав и кристалната им структура: Елементи Сулфиди Халогениди Оксиди Нитрати и карбонати Борати Сулфати Фосфати Силикати Органични минерали
Класификация на академик Иван Костов В България е възприета класификацията на акад. Иван Костов, създадена през 50-те г. и доразвита през следващите десетилетия. Тя е от типа геохимично-кристалохимична система и отразява едновременно произхода, структурата, състава и взаимоотношенията между минералите. В нея се разделят минерални класове по аниони и геохимични асоциации по катиони. Минералите са преобладаващо неорганични йонни съединения и затова от сериозно значение са както наличието на аниони, така и на катиони. Основните поделения (класовете) са съставени въз основа на анионите, както е и при останалите кристалохимични класификации. Следващите по важност са катионите (металите). В състава на минералите влизат главно около 45 метала. Десет от тях се срещат в повече от 100 минерала – калций, желязо, алуминий, магнезий, натрий, мед, олово, манган, арсен и калий. Други 10 се намират в 50 до 100 минерала – уран, титан, антимон, бор, волфрам, цинк, сребро, церий, никел и ниобий. Около 20 други се срещат в 50 до 10 минерала и останалите – в по-малко от 10 минерала. Като се има предвид съотношенията между минералите и възможността за изоморфни замествания на химичните елементи в тях, главните асоциации на база катиони са следните:
Сулфофилни
Ag-Au-Hg (сребро-злато-живак) Zn-Cu-Pb (цинк-мед-олово) Mo-W-Sn (молибден-волфрам-калай) Ni-Co-Fe (никел-кобалт-желязо) Pt-Pd-Ru (платина-паладий-рутений)
Оксифилни Na-Ca-Ba(K) (натрий-калций-барий (калий)) Ti-Nb(Ta)-Zr (титан-ниобий (тантал) – цирконий) Fe-Mn-V(Cr) (желязо-манган-ванадий (хром)) Be-Al-Mg(Fe) (берилий-алуминий-магнезий (желязо)) По-нататък, съобразно с анизометричността на кристалната структура на минералите, следва отделяне по структурни типове – аксиални, планарни и изометрични (както и псевдоизометрични). Минералните видове обикновено са добре обособени и със сравнително постоянен химичен състав.
Съществуват обаче и минерали с променлив химичен състав, при които понятието за вид се тълкува по различен начин. Когато минералът е двукомпонентен от типа А-В и между А и В съществува съвършена изоморфна смесимост, като минерален вид се приема междинният член (А, В), а отделните компоненти А и В се разглеждат като подвидове. Ако при тези компоненти изоморфни смеси са възможни само при висока температура, а при ниска се наблюдава отсмесване, при класификацията се имат предвид и трите възможни вида – (А, В), А и В.
Класификацията на минералите на акад. Иван Костов следва веригата „клас → асоциация → структурен тип → минерална група → минерален вид“:
Клас 1 – Елементи Към този клас спадат всички самородни химични елементи, които понякога се срещат в чист вид в природата. Разпределението на елементите в земната кора зависи много от сродството помежду им и особено от сродството им към сярата и кислорода. Съобразно с това, отчитайки и електронния им строеж, елементите се разделят по следния начин:
Сидерофилни – имат слабо сродство към сярата и кислорода, което обяснява факта, че се срещат сравнително често в самородно състояние. Типични представители на този вид са металите от платиновата и желязната група, златото и отчасти калаят, молибденът и реният. Халкофилни – характеризират се със силно сродство към сярата. Това сериозно ограничава възможността тези елементи да бъдат намерени в самородно състояние. Въпреки това могат да се срещнат самородни мед, сребро, цинк и живак. Литофилни – характерно за тях е силното сродство към кислорода, каквото имат повечето химични елементи. Не се срещат в самородно състояние. Освен това част от тях са нестабилни, тъй като са повече или по-малко радиоактивни. Атмофилни – Тези елементи често се срещат в самородно състояние. Към групата спадат всички благородни газове. Йодът и живакът могат да имат и атмофилни отнасяния, като се концентрират в значителни количества в атмосферата под формата на пари.
Към класа на самородните елементи се отнасят още някои карбиди, нитриди, силициди и фосфиди, които се намират почти изключително в железните метеорити.
Клас 1 се разделя на три основни групи:
1. Метали Платинова група Никел-желязна група Цинкова група Група на златото Живачна група
2. Полуметали и неметали Бисмутова група Телурова група Група на сярата Група на въглерода
3. Карбиди, нитриди, фосфиди и силициди Тук са включени 17 минерала, които са срещани само в метеоритите, без да са обособени в отделни групи. Това са барингерит, гупейит, карлсбергит, кохенит, моасанит, осборнит, периит, роалдит, сидеразот, синоит, тонгбаит, фердисилицит, ферсилицит, хаксонит, хамрабаевит, цзифенгит и шрайберзит (рабдит).
Клас 2 – Сулфиди и сродни съединения Този клас включва около 500 минерала, изградени от съединения на метали със сяра или селен, телур, арсен и по-рядко с антимон и бисмут. Сярата обикновено е в много по-големи количества от останалите неметали и полуметали. В състава на минералите тя се среща или като сулфатния радикал (SO4), или като аниони в състава на сулфидните минерали. Това зависи от степента на окисление при различните минерали, като условията при които се извършва обуславят образуването на сулфатни минерали, а редукционните условия – на сулфидните.
Групата на оксисулфидите не е разделена на подгрупи. Към нея спадат аксиалните ердит и койотеит и планарните валериит, точилинит, хаапалит, и шьолхорнит. Освен тях тук се включват герстлиит, керамзит и сарабауит.
Групата молибден-волфрам-калай (Mo-W-Sn) също не е разделена на подгрупи. Към нея спадат аксиалните отеманит и патронит, планарните берндтит, дрисдалит, кайстенгит, молибденит, мохит, тилит и херценбергит и изометричният стистаит.
Асоциация Аксиални групи Планарни групи Изометрични/Псевдоизометрични групи 1. Метални Pt-Pd платина паладий Омеиитова Стибиопаладинитова Ирарситова Кейтконит-майченеритова Куперит-котулскитова Паладоарсенит-съдбириитова Сперилит-лауритова Ni-Co-Fe никел кобалт желязо Милеритова Мелонитова Мсиноуит-валериитова Паркеритова Арсенопиритова Кобалтинова Линеитова Льолингитова Никелин-пиротинова Орселит-хийзълвудитова Пенталдитова Пирит-марказитова Скутерудитова Tl-K-Mn талий калий манган Рагинитова Карлинитова Алабандинова Mo-W-Sn молибден волфрам калай Zn-Cu-Pb цинк мед олово Бетехтенитова Ковелинова Борнит-халкопиритова Галенитова Домейкитова Енаргитова Сфалерит-вюртцитова Тетраедрит-тенантитова Халкоцитова Ag-Au-Hg сребро злато живак Балканитова Кренеритова Аргентит-щромаеритова Дискразитова Цинабаритова 2. Сулфосоли Cu-Pb-(Fe,Sn) мед олово (желязо калай) Аикинитова Буланжеритова Галенобисмутитова Халкостибитова Йорданитова Цилиндритова Бурнонит-витихенитова Плагионитова Ag-(Pt,Tl)-Hg сребро (платина талий) живак Ливингстонитова Павонит-рамдоритова Лорандитова Пиростилпнитова Валиситова Матилдит-фрайеслебенитова Пираргирит-полибазитова 3. Полуметални Бисмутинит-стибнитова Аурипигментова Тетрадимитова Диморфитова 4. Оксисулфиди
Клас 3 – Оксиди и хидроксиди Минералите, включени в този клас представляват съединения на кислорода и хидроксилната група с метали и по-рядко с полуметали и неметали. Те съставят около 5% от масата на литосферата. В този процент не се включва свободният SiO2, представен от кварца и неговите разновидности, които спадат към силикатните минерали.
1. Метални оксиди и хидроксиди 1.1. Be-Al-Mg асоциация (берилий-алуминий-магнезий)
Корундова група Периклаз-бруситова група Хризоберилова група Хьогбомитова група