Минерал представляет собой гомогенное твердое тело, образованное природными процессами. Минерал обладает правильным, закономерным расположением атомов, что устанавливает пределы для области изменения его химического состава и придает ему характерные физические свойства.

Данное определение исключает все жидкости, газы, искусственные твердые тела и природные аморфные вещества. И все же два аморфных вещества — опал и лешательерит — описаны в этой книге просто потому, что они представляют интерес в связи с другими, кристаллическими формами кремнезема. Янтарь, уголь, битумы и нефтяные масла исключены по той причине, что имеют переменный состав и не обладают правильной атомной структурой. Хотя наше определение минерала не включает некоторые вещества, которые обычно считают минералами, оно является, по-видимому, столь же четким и недвусмысленным, как определение любого понятия в естественной истории, и эта книга посвящена описанию минералов, определенных именно таким образом¹.

На сегодняшний день науке известно около 3800 минеральных видов и разновидностей. Это число медленно возрастает по мере того, как открываются и описываются новые минералы (в настоящее время скорость прироста составляет примерно 50 новых минералов в год). В противоположность этому небольшое число минералов (обычно менее пяти в год) дискредитируется после того, как оказывается, что они являются по существу какими-либо из уже известных минералов или же смесью двух или большего числа минералов.

Чтобы вещество действительно представляло собой определенный минерал, необходимо иметь единственную в своем роде комбинацию химического состава и структуры. Это не означает, что у минерала должны быть уникальны и структура и состав. Как мы увидим, имеется много минералов с одинаковой структурой и множество химических составов, которые являются общими для нескольких минералов. Именно сочетание этих двух параметров должно быть строго определенным.

Минералы, обладающие идентичной структурой, называются изоморфными или изоструктур-ными. Примерами изоморфных групп или рядов являются минералы группы оливина и группы граната.

Минералы с одинаковым химическим составом, но различной кристаллической структурой называют полиморфными. Ярким примером полиморфизма, не считая упомянутых выше алмаза и графита, являются три полиморфные формы Al₂SiO₅, а именно андалузит, силлиманит и кианит, встречающиеся в метаморфических породах. Более детально понятия изоморфизма и полиморфизма будут рассмотрены в гл. 2. Однако, прежде чем перейти к детальному описанию структуры и химических свойств минералов, нам следует вначале коротко коснуться основных химических понятий, которые определяют, каким образом атомы соединяются в кристаллах, т.е. рассмотреть природу химической связи. Затем мы вкратце обратимся к принципам образования связей, которые встречаются в некоторых наиболее важных минералах.