Физика минералов

ФИЗИКА МИНЕРАЛОВ (а. mineral physics; н. Mineralienphysik; ф. physique des mineraux; и. fisica de minerales) — раздел минералогии, посвященный изучению физических (магнитных, люминесцентных, электрических, тепловых и др.) свойств минералов. Включает научно-методические основы исследования минеральных веществ как твёрдых кристаллических тел и все физические методы, применяемые при минералого-геохимических, рудно-петрографических исследованиях и при геологоразведочных работах. Физика минералов занимает пограничное положение между материаловедением, циклом наук о Земле и технологией переработки и использования минерального сырья. Физика минералов имеет фундаментальное значение для познания природы минерального вещества, играет важную роль в разработке научных основ поисковой и технологической минералогии, минералургии, минералогического материаловедения, физики горных пород и др. На основе физики минералов разрабатываются критерии прогноза рудных месторождений полезных ископаемых при активных и пассивных методах зондирования земной поверхности.

Теоретическое понимание природы и свойств минералов базируется на современных расчётах химической связи и электронной структуры в рамках теорий кристаллического поля, молекулярных орбиталей, зонной теории. Особое направление в физике минералов связано с глубинной минералогией, с экспериментальными исследованиями вещества мантии Земли.

Ведущую роль в физике минералов играют методы спектроскопии и микроскопии твёрдого тела: ядерный гамма-резонанс, или мёссбауэровская спектроскопия; оптическая, инфракрасная, рентгеновская, электронная, рамановская, ожеспектроскопия; электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный и ядерный квадрупольный резонанс; двойной электронно-ядерный резонанс; люминесцентная электронная микроскопия высокого разрешения; электронный, протонный, ионный и ядерный микрозондовый анализ, оптическая, инфракрасная, фотоакустическая, рентгеновская и акустическая микроскопия; методы нелинейной оптики и др. Иногда к физике минералов относят также различные дифракционные методы кристаллохимии (все виды рентгеноструктурного анализа, микродифракция электронов, электроно- и нейтронография и др.). С развитием физики минералов появилась возможность диагностики, микроанализа и структурной идентификации микрочастиц минералов сколь угодно малых размеров. С физико-минералогическим подходом связываются наиболее перспективные направления в развитии фундаментальных исследований минерального вещества, глубинной минералогии, прикладных работ в минералургии, технологической и поисковой минералогии, минералогического материаловедения.

Первые минералогические и геофизические работы в области физики минералов относятся к концу 1950-х — началу 1960-х гг. В полном объёме проблемы этой области знаний были сформулированы в CCCP А. С. Марфуниным (1965). Симпозиумы по физике минералов были включены в программы 25-27-го Международных геологических конгрессов и сессий Международной минералогической ассоциации. В ФРГ издаётся специализированный международный журнал "Физика и химия минералов" (на английском языке). Теоретические и прикладные исследования по физике минералов ведутся во многих институтах Академии Наук CCCP и Академии Наук союзных республик, Министерства геологии CCCP и Министерства металлургии CCCP, в ряде вузов. За рубежом большое развитие физико-минералогическое направление получило в США, ФРГ, Франции, Великобритании, Болгарии, Китае и других странах. Комиссии по физике минералов действуют в рамках Всесоюзного минералогического общества, минералогических обществ Франции и ФРГ, Американского геофизического союза, Международной минералогической ассоциации.