МИНЕРАЛО́ГИЯ

МИНЕРАЛО́ГИЯ (от ми­не­рал и …ло­гия), нау­ка о ми­не­ра­лах, их со­ста­ве, свой­ст­вах, мор­фо­ло­гии, осо­бен­но­стях струк­ту­ры, про­цес­сах и ус­ло­ви­ях об­ра­зо­ва­ния и из­ме­не­ния, за­ко­но­мер­но­стях их со­вме­ст­но­го на­хо­ж­де­ния в при­ро­де, а так­же ус­ло­ви­ях и ме­то­дах ис­кусств. по­лу­че­ния (син­те­за) и прак­тич. ис­поль­зо­ва­ния. Обоб­щён­но пред­мет М. – ве­ще­ст­во, на­хо­дя­щее­ся на спе­ци­фи­че­ском (ми­не­раль­ном) уров­не струк­тур­ной ор­га­ни­за­ции ма­те­рии. Гл. за­да­чи М.: раз­ра­бот­ка на­уч. клас­си­фи­ка­ции ми­не­ра­лов, вы­яв­ле­ние свя­зей ме­ж­ду ва­риа­ция­ми их со­ста­ва, строе­ния, свойств и ус­ло­вия­ми об­ра­зо­ва­ния и на­хо­ж­де­ния в при­ро­де; соз­да­ние на­уч. ос­нов для по­ис­ков и оцен­ки ме­сто­ро­ж­де­ний ми­нер. сы­рья, со­вер­шен­ст­во­ва­ния тех­но­ло­гии его пе­ре­ра­бот­ки, во­вле­че­ния но­вых ви­дов ми­нер. сы­рья в пром. ис­поль­зо­ва­ние; раз­ра­бот­ка ме­то­дов ис­кусств. вы­ра­щи­ва­ния и об­ла­го­ра­жи­ва­ния кри­стал­лов цен­ных ми­не­ра­лов.

М. – од­на из ста­рей­ших ес­теств. на­ук, пер­во­на­чаль­но ох­ва­ты­ваю­щая ши­ро­кий спектр ис­сле­до­ва­ний в об­лас­ти на­ук о «твёр­дой Зем­ле». По ме­ре раз­ви­тия М. от неё от­де­ли­лись: кри­стал­ло­гра­фия (18 в.), пет­ро­гра­фия (19 в.), уче­ние о по­лез­ных ис­ко­пае­мых, гео­хи­мия (кон. 19 – нач. 20 вв.), кри­стал­ло­хи­мия (пер­вые де­ся­ти­ле­тия 20 в.). М. наи­бо­лее ши­ро­ко ис­поль­зу­ет за­ко­ны и ме­то­ды совр. фи­зи­ки твёр­до­го те­ла и хи­мии, во мно­гих от­но­ше­ни­ях она на­хо­дит­ся на сты­ке на­ук гео­ло­гич. и фи­зи­ко-хи­мич. цик­лов.

Структура науки

Ис­то­ри­че­ски в М. сло­жи­лись сле­дую­щие на­прав­ле­ния. Опи­са­тель­ная M. – ох­ва­ты­ва­ет круг во­про­сов, от­но­ся­щих­ся к ха­рак­те­ри­сти­ке отд. ми­не­ра­лов, изу­ча­ет ва­риа­ции их хи­мич. со­ста­ва, ус­та­нав­ли­ва­ет за­ви­си­мость ме­ж­ду фи­зич. свой­ст­ва­ми ми­не­ра­лов и осо­бен­но­стя­ми их со­ста­ва и кри­стал­лич. струк­ту­ры; за­ни­ма­ет­ся во­про­са­ми сис­те­ма­ти­ки и клас­си­фи­ка­ции ми­не­ра­лов. Са­мо­сто­ят. раз­дел опи­са­тель­ной M. – фи­зи­ка ми­не­ра­лов, ис­поль­зую­щая ме­то­ды фи­зи­ки твёр­до­го те­ла при ис­сле­до­ва­нии при­род­ных кри­стал­лов ми­не­ра­лов. На­но­ми­не­ра­ло­гия – изу­ча­ет мик­ро­фа­зы (на­но­раз­мер­но­сти) ми­нер. ве­ще­ст­ва, свой­ст­ва ко­то­рых от­ли­ча­ют­ся от свойств ана­ло­гич­ных мак­ро­вы­де­ле­ний ми­не­ра­лов.

Ге­не­ти­че­ская М. – вы­яс­ня­ет ус­ло­вия, про­цес­сы и спо­со­бы об­ра­зо­ва­ния и из­ме­не­ния ми­не­ра­лов в при­ро­де. Вклю­ча­ет уче­ние о ти­по­мор­физ­ме ми­не­ра­лов; он­то­ге­ни­че­ский ана­лиз, даю­щий ин­фор­ма­цию об ис­то­рии фор­ми­ро­ва­ния ми­нер. ин­ди­ви­дов и аг­ре­га­тов; ис­сле­до­ва­ние твёр­дых, га­зо­во-жид­ких и рас­плав­ных вклю­че­ний как ис­точ­ни­ков ин­фор­ма­ции о ми­не­ра­ло­об­ра­зую­щей сре­де; па­ра­ге­не­ти­че­ский ана­лиз, по­зво­ляю­щий пред­ска­зы­вать на­хо­ж­де­ние ми­не­ра­ла в той или иной ас­со­циа­ции, а так­же вы­де­лять разл. ста­дии про­цес­са ми­не­ра­ло­об­ра­зо­ва­ния; ус­та­нов­ле­ние гео­тер­мо­мет­ров и гео­ба­ро­мет­ров – ми­не­ра­лов, по ко­то­рым мож­но оп­ре­де­лять тер­мо­ди­на­мич. па­ра­мет­ры об­ра­зо­ва­ния ме­сто­ро­ж­де­ний.

Экс­пе­ри­мен­таль­ная M. – за­ни­ма­ет­ся ла­бо­ра­тор­ным мо­де­ли­ро­ва­ни­ем при­род­ных про­цес­сов об­ра­зо­ва­ния ми­не­ра­лов и изу­че­ни­ем фи­зи­ко-хи­мич. сис­тем, вос­про­из­во­дя­щих при­род­ные ми­нер. па­ра­ге­не­зи­сы и об­ста­нов­ку их фор­ми­ро­ва­ния. Са­мо­сто­ят. раз­дел экс­пе­рим. M. – син­тез и об­ла­го­ра­жи­ва­ние ми­не­ра­лов, при­ме­няю­щих­ся в юве­лир­ном де­ле и тех­ни­ке (ал­маз, пье­зо­к­варц, ру­бин, сап­фир и др.).

Ре­гио­наль­ная М. – осу­ще­ст­в­ля­ет ми­не­ра­ло­гич. изу­че­ние оп­ре­де­лён­ных тер­ри­то­рий, руд­ных про­вин­ций и ме­сто­ро­ж­де­ний для ус­та­нов­ле­ния за­ко­но­мер­но­стей рас­пре­де­ле­ния ми­не­ра­лов и их ас­со­циа­ций в свя­зи с ис­то­ри­ей гео­ло­гич. раз­ви­тия ре­гио­на (про­вин­ции) или фор­ми­ро­ва­ния ме­сто­ро­ж­де­ния. Ре­гио­наль­ная M. свя­за­на с ме­тал­ло­ге­ни­ей.

M. кос­ми­че­ских тел, объ­ек­том ко­то­рой яв­ля­ет­ся кри­стал­лич. ве­ще­ст­во Лу­ны, пла­нет, ме­тео­ри­тов, – но­вая об­ласть M., близ­кая к бы­ст­ро­раз­ви­ваю­щей­ся срав­нит. пла­не­то­ло­гии.

При­клад­ная М. – рас­смат­ри­ва­ет во­про­сы, свя­зан­ные с во­вле­че­ни­ем в пром. ис­поль­зо­ва­ние но­вых ми­нер. ви­дов, с про­ве­де­ни­ем ми­не­ра­ло­гич. ис­сле­до­ва­ний, на­прав­лен­ных на бо­лее пол­ное ком­плекс­ное ис­поль­зо­ва­ние ми­нер. сы­рья и из­вле­че­ние по­лез­ных ком­по­нен­тов; раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды ми­не­ра­ло­гич. кар­ти­ро­ва­ния, по­ис­ков и оцен­ки ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых и др. К чис­лу при­клад­ных на­прав­ле­ний М. мож­но от­не­сти и гем­мо­ло­гию. В совр. М. про­ис­хо­дит син­тез её ис­то­ри­че­ски сло­жив­ших­ся на­прав­ле­ний.

Методы исследования

Тра­диц. ме­то­да­ми ис­сле­до­ва­ния М. яв­ля­ют­ся по­ле­вое и ла­бо­ра­тор­ное оп­ре­де­ле­ние и ана­лиз ми­не­ра­лов. В ми­не­ра­ло­гич. прак­ти­ку дав­но во­шли оп­тич., рент­ге­но­гра­фич. и тер­мич. ме­то­ды. Кро­ме то­го, M. воо­ру­же­на раз­но­об­раз­ны­ми пре­ци­зи­он­ны­ми фи­зич. ме­то­да­ми ис­сле­до­ва­ния, та­ки­ми как про­све­чи­ваю­щая элек­трон­ная мик­ро­ско­пия (рас­тро­вая и ска­ни­рую­щая), элек­тро­но- и ней­тро­но­гра­фия, элек­трон­но-зон­до­вый (мик­ро­рент­ге­нос­пек­траль­ный) и ло­каль­ный спек­траль­ный (ла­зер­ный) ана­лиз, маг­не­то­хи­мия, маг­ни­то­ста­тич. (ме­тод Фа­ра­дея) и тер­мо­маг­нит­ные из­ме­ре­ния, элек­тро­фи­зич. ме­то­ды (оп­ре­де­ле­ние ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти, тан­ген­са уг­ла ди­элек­трич. по­терь и тер­мо­эдс), спек­тро­ско­пич. ме­то­ды (оп­ти­че­ская, лю­ми­нес­цент­ная, ИК-спек­тро­ско­пия). Су­ще­ст­ву­ет груп­па ре­зо­нанс­ных ме­то­дов: ЯГР (ядер­ный гам­ма-ре­зо­нанс; мёс­сбау­эров­ская спек­тро­ско­пия), ЭПР (элек­трон­ный па­ра­маг­нит­ный ре­зо­нанс), ЯМР (ядер­ный маг­нит­ный ре­зо­нанс) и др. ме­то­ды, по­зво­ляю­щие вы­яв­лять весь­ма тон­кие осо­бен­но­сти кри­стал­лич. струк­ту­ры ми­не­ра­лов, на­ли­чие в них то­чеч­ных де­фек­тов и т. д. Всё ши­ре ис­поль­зу­ют­ся ме­то­ды: изо­то­пи­че­ские, тер­мо­ба­ро­ге­о­хи­мии с ана­ли­зом со­ста­ва жид­кой и га­зо­вой фаз вклю­че­ний и при­вле­че­ни­ем спек­тро­ско­пии ком­би­на­ци­он­но­го рас­сея­ния к ис­сле­до­ва­нию со­ста­ва ми­не­ра­ло­об­ра­зую­щих сред по ин­ди­ви­ду­аль­ным вклю­че­ни­ям. Ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ют­ся ме­то­ды ко­ли­че­ст­вен­но­го фа­зо­во­го ана­ли­за.

Исторический очерк

На­ко­п­ле­ние дан­ных о ми­не­ра­лах на­ча­лось в глу­бо­кой древ­но­сти по ме­ре их ис­поль­зо­ва­ния для из­го­тов­ле­ния ору­дий тру­да, пиг­мен­тов, ук­ра­ше­ний, пред­ме­тов куль­та, сы­рья для по­лу­че­ния др. ма­те­риа­лов (стё­кол, спла­вов). Письм. ис­точ­ни­ки, со­дер­жа­щие дан­ные о свой­ст­вах ми­не­ра­лов, пред­став­ле­ния об их про­ис­хо­ж­де­нии, по­пыт­ки клас­си­фи­ка­ции, из­вест­ны с ан­тич­ных вре­мён. В кни­гах ев­роп. учё­ных вре­мён ан­тич­но­сти – Ари­сто­те­ля, Тео­фра­ста, Стра­бо­на и Пли­ния Стар­ше­го – со­дер­жит­ся ин­фор­ма­ция о бо­лее чем 300 ми­не­ра­лах и их раз­но­вид­но­стях. Од­ни из наи­бо­лее ран­них опи­са­ний ми­не­ра­лов так­же най­де­ны в др.-кит. ру­ко­пи­сях, напр. в тру­дах кит. учё­но­го Цзи Ни Цзы 4 в. до на­шей эры.

По­ис­ки ми­нер. сы­рья, раз­ви­тие ме­ди­ци­ны, ал­хи­мии в ран­нем Сред­не­ве­ко­вье да­ли но­вые све­де­ния о свой­ст­вах ми­не­ра­лов, что наи­бо­лее яр­ко от­ра­же­но в тру­дах учё­ных араб. Вос­то­ка. Све­де­ния о ме­тал­лах и ми­не­ра­лах со­дер­жат­ся в тру­дах Джа­би­ра ибн Хай­я­на, ко­то­рый од­ним из пер­вых при­ме­нил экс­пе­рим. ме­то­ды в изу­че­нии при­род­но­го ве­ще­ст­ва. Ши­ро­ко из­вест­ны ра­бо­ты аль-Би­ру­ни, опи­сав­ше­го ряд дра­го­цен­ных кам­ней и пред­ло­жив­ше­го спо­соб их ди­аг­но­сти­ки по плот­но­сти, а так­же Ибн Си­ны (Ави­цен­ны), клас­си­фи­ци­ро­вав­ше­го ми­не­ра­лы на ос­но­ва­нии внеш­них при­зна­ков и фи­зич. свойств, та­ких как плав­кость, го­рю­честь, рас­тво­ри­мость и др. С раз­ви­ти­ем ме­тал­лур­гии и ал­хи­мии в Ев­ро­пе в сред­ние ве­ка поя­ви­лись но­вые дан­ные о ми­не­ра­лах и ру­дах, обоб­щён­ные Аль­бер­том Ве­ли­ким в ра­бо­те «De mineralibus». Од­на­ко до эпо­хи Воз­ро­ж­де­ния М. не вы­де­ля­лась как са­мо­сто­ят. нау­ка, а раз­ви­ва­лась в ком­плек­се с ме­тал­лур­ги­ей, фар­ма­цев­ти­кой, ал­хи­ми­ей. Ста­нов­ле­нию М. как са­мо­сто­ят. нау­ки спо­соб­ст­во­ва­ли тру­ды Г. Аг­ри­ко­лы – «De natura fossili­um» (1546), «De re metallica, libri XII» (1550) и др.; в них при­ве­де­на клас­си­фи­ка­ция, в ко­то­рой ми­не­ра­лы под­раз­де­ле­ны на ос­но­ва­нии фи­зич. свойств на зем­ли, кам­ни, ме­тал­лы, «за­гус­тев­шие со­ки». Г. Аг­ри­ко­лу счи­та­ют «от­цом» М., хо­тя на­зва­ние нау­ке бы­ло пред­ло­же­но итал. ес­те­ст­во­ис­пы­та­те­лем Б. Це­зи­ем (Це­зиу­сом) позд­нее (кн. «Mineralogia» из­да­на по­сле его смер­ти в 1636).

С 17 в. учё­ные на­ча­ли сис­те­ма­ти­че­ски изу­чать кри­стал­лы ми­не­ра­лов. В 1669 Н. Сте­но ус­та­но­вил за­кон по­сто­ян­ст­ва уг­лов ме­ж­ду гра­ня­ми кри­стал­лов од­но­го ми­нер. ви­да. В том же го­ду Э. Бар­то­лин опуб­ли­ко­вал ма­те­ри­ал по ис­сле­до­ва­нию ис­ланд­ско­го шпа­та, что по­ло­жи­ло на­чало изу­че­нию оп­тич. свойств кри­стал­лов. Раз­ви­тие пред­став­ле­ний о мор­фо­ло­гии и свой­ст­вах при­род­ных кри­стал­лов так­же свя­за­но с име­на­ми Х. Гюй­ген­са, Р. Бой­ля, Р. Гу­ка, франц. учё­но­го Ж. Б. Ро­ме де Ли­ля. В 1735 К. Лин­ней пред­ло­жил клас­си­фи­ка­цию, в ос­но­ву ко­то­рой бы­ли по­ло­же­ны внеш­ние при­зна­ки ми­не­ра­лов. По­лу­чен­ные в 17–18 вв. дан­ные по­зво­ли­ли Р. Ж. Га­юи раз­ра­бо­тать тео­рию кри­стал­лич. струк­ту­ры ми­не­ра­лов. Усо­вер­шен­ст­во­ва­ни­ем ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния кри­стал­лов и раз­ви­ти­ем тео­рии кри­стал­лич. строе­ния ми­не­ра­лов в 18–19 вв. зани­ма­лись брит. учё­ные У. Х. Вол­ла­стон, У. Ни­коль и Г. К. Сор­би, франц. гео­лог П. Кор­дье.

Де­таль­ные ис­сле­до­ва­ния фи­зич. свойств ми­не­ра­лов в кон. 18 – нач. 19 вв. про­во­ди­лись в ес­те­ст­вен­но-ис­то­рич. фрай­берг­ской ми­не­ра­ло­гич. шко­ле, соз­дан­ной А. Г. Вер­не­ром. Один из уче­ни­ков А. Г. Вер­не­ра – Ф. Мо­ос – раз­ра­бо­тал де­ся­ти­балль­ную шка­лу твёр­до­сти ми­не­ра­лов (Мо­оса шка­ла). В этот пе­ри­од про­ис­хо­дит раз­де­ле­ние М. и гео­ло­гии (гео­гно­зии). В Ев­ро­пе поя­ви­лись пер­вые ми­не­ра­ло­гич. об­ще­ст­ва: Ве­ли­ко­кня­же­ское ми­не­ра­ло­гич. об-во в Йе­не (1797), Бри­тан­ское ми­не­ра­ло­гич. об-во (1799), Дрез­ден­ское ми­не­ра­ло­гич. об-во (1816), Рос. ми­не­ра­ло­гич. об-во (1817).

Раз­ви­тие хи­мич. ис­сле­до­ва­ний зна­чи­тель­но рас­ши­ри­ло по­зна­ния о со­ста­ве и хи­мич. свой­ст­вах ми­не­ра­лов, что да­ло воз­мож­ность раз­ра­бо­тать но­вые прин­ци­пы их клас­си­фи­ка­ции. Хи­мич. при­зна­ки бы­ли по­ло­же­ны в ос­но­ву клас­си­фи­ка­ций, пред­ло­жен­ных М. В. Ло­мо­но­со­вым, с ис­сле­до­ва­ний ко­то­ро­го на­ча­лась ис­то­рия М. в Рос­сии, В. М. Се­вер­ги­ным, швед. ис­сле­до­ва­те­ля­ми А. Ф. Крон­стед­том, Й. Я. Бер­це­лиу­сом, нем. учё­ны­ми И. Ф. А. Брейт­га­уп­том, М. Г. Кла­про­том. Клас­си­фи­ка­ция Бер­це­лиу­са, усо­вер­шен­ст­во­ван­ная нем. ми­не­ра­ло­гом К. Ф. Рам­мельс­бер­гом, лег­ла в ос­но­ву по­лу­чив­шей ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние сис­те­ма­ти­ки Дж. Да­ны (1844). Ло­мо­но­сов и Се­вер­гин боль­шое вни­ма­ние так­же уде­ля­ли раз­ви­тию пред­став­ле­ний о про­ис­хо­ж­де­нии ми­не­ра­лов. Се­вер­гин стал ос­но­ва­те­лем уче­ния о «смеж­но­сти ми­не­ра­лов», ес­теств. па­ра­ге­не­тич. ми­нер. ас­со­циа­ци­ях, позд­нее (сер. 19 в.) тща­тель­но изу­чен­ных И. Ф. А. Брейт­га­уп­том. Усо­вер­шен­ст­во­ва­ние ме­то­дов хи­мич. ис­сле­до­ва­ния и ана­лиз со­от­но­ше­ний ме­ж­ду со­ста­вом и фи­зич. свой­ст­ва­ми ми­не­ра­лов при­ве­ли к от­кры­тию яв­ле­ний по­ли­мор­физ­ма (М. Г. Кла­прот, 1798) и изо­мор­физ­ма (Э. Мит­чер­лих, 1819).

В Рос­сии в 19 в. наи­бо­лее ве­со­мый вклад в раз­ви­тие М. вне­сли Д. И. Со­ко­лов («Ру­ко­во­дство к ми­не­ра­ло­гии», ч. 1–2, 1832), Н. И. Кок­ша­ров и П. В. Ере­ме­ев, дав­шие под­роб­ные опи­са­ния ми­не­ра­лов, встре­чаю­щих­ся в ме­сто­ро­ж­де­ни­ях Рос­сии. Ре­шаю­щую роль для по­ни­ма­ния струк­тур­но-хи­мич. ха­рак­те­ри­стик ми­не­ра­лов сыг­ра­ли ра­бо­ты Е. С. Фё­до­ро­ва, ко­то­рый за­дол­го до по­яв­ле­ния экс­пе­рим. ме­то­дов ма­те­ма­ти­че­ски вы­вел все 230 воз­мож­ных про­стран­ст­вен­ных групп сим­мет­рии кри­стал­лов. Соз­дан­ная Д. И. Мен­де­лее­вым пе­рио­дич. сис­те­ма хи­мич. эле­мен­тов ста­ла но­вой ос­но­вой хи­мич. клас­си­фи­ка­ции ми­не­ра­лов.

Бо­лее глу­бо­ко­му изу­че­нию хи­мич. со­ста­ва ми­не­ра­лов спо­соб­ст­во­ва­ло при­ме­не­ние спек­траль­но­го ана­ли­за, на­ча­ло ко­то­ро­му бы­ло по­ло­же­но в сер. 19 в. ис­сле­до­ва­ния­ми Р. В. Бун­зе­на и Г. Р. Кирх­го­фа. Воз­ник­ло но­вое хи­ми­ко-ге­не­тич. на­прав­ле­ние в М., рас­смат­ри­вав­шее М. как «хи­мию зем­ной ко­ры»; это на­прав­ле­ние раз­ви­ва­ли нем. гео­лог К. Г. Би­шоф, Ж. Эли де Бо­мон, отеч. учё­ные П. А. Зе­мят­чен­ский, B. В. До­ку­ча­ев. В нач. 20 в. тру­да­ми В. И. Вер­над­ско­го, Ф. У. Клар­ка, В. М. Гольд­шмид­та, А. Е. Ферс­ма­на из со­ста­ва М. вы­де­ли­лась но­вая са­мо­сто­ят. нау­ка – гео­хи­мия. Экс­пе­ри­мен­ты с ми­не­ра­ла­ми ра­дио­ак­тив­ных эле­мен­тов да­ли на­ча­ло раз­ви­тию ра­дио­хи­мии. Ог­ром­ное влия­ние на раз­ви­тие М. в кон. 19–20 вв. ока­за­ло сфор­му­ли­ро­ван­ное в 1876 Дж. У. Гиб­бсом пра­ви­ло фаз (см. Гиб­бса пра­ви­ло фаз). Ис­сле­до­ва­ния ус­ло­вий рав­но­ве­сия фи­зи­ко-хи­мич сис­тем (К. Д. Хру­щёв, П. Нигг­ли, амер. учё­ные Г. Кул­ле­руд, Н. Л. Боу­эн и др.), за­ко­нов кри­стал­ли­за­ции со­лей из рас­тво­ров (Н. С. Кур­на­ков, Я. Х. Вант-Гофф), кол­ло­ид­ных сис­тем (бельг. учё­ный Ф. Кор­ню, Р. В. ван Бем­ме­лен и др.) соз­да­ли фи­зи­ко-хи­мич. ос­но­ву для объ­яс­не­ния при­род­ных про­цес­сов об­ра­зо­ва­ния ми­не­ра­лов.

По­сле от­кры­тия в нач. 20 в. ди­фрак­ции рент­ге­нов­ских лу­чей ста­ло воз­мож­ным про­ник­но­ве­ние в атом­ное строе­ние кри­стал­лов; про­ве­дён­ные У. Г. и У. Л. Брэг­га­ми, Г. В. Вуль­фом и др. рент­ге­но­ст­рук­тур­ные ис­сле­до­ва­ния боль­шин­ст­ва ми­не­ра­лов по­зво­ли­ли рас­смат­ри­вать их со­став и строе­ние в един­ст­ве, раз­ра­бо­тать но­вую тео­рию изо­мор­физ­ма (В. М. Гольд­шмидт, А. Е. Ферс­ман), соз­дать кри­стал­ло­хи­мич. клас­си­фи­ка­цию ми­не­ра­лов, с но­вых по­зи­ций по­дой­ти к по­ни­ма­нию их фи­зич. свойств.

В Рос­сии но­вый этап раз­ви­тия М. на­сту­пил в 1920-х гг. в свя­зи с бур­ным раз­ви­ти­ем гор­но­до­бы­ваю­щей пром-сти и гео­ло­го-раз­ве­доч­ной служ­бы, вы­звав­шим рез­кое уве­ли­че­ние ко­ли­че­ст­ва ми­не­ра­ло­гич. цен­тров и сти­му­ли­ро­вав­шим ши­ро­ко­мас­штаб­ные то­по­ми­не­ра­ло­гич. ис­сле­до­ва­ния всей стра­ны. Эти­ми ис­сле­до­ва­ния­ми в 1920–30-x гг. ру­ко­во­ди­ли A. E. Ферс­ман, H. M. Фе­до­ров­ский, C. C. Смир­нов, H. A. Смоль­я­ни­нов и др. B ре­зуль­та­те бы­ли по­лу­че­ны но­вые дан­ные, став­шие ос­но­вой для глу­бо­ких тео­ре­тич., кри­стал­ло­хи­мич. и гео­хи­мич. обоб­ще­ний. Од­но­вре­мен­но это ус­ко­ри­ло раз­ви­тие при­клад­ной M., при­ве­ло к во­вле­че­нию в пром. ос­вое­ние но­вых ви­дов ми­нер. сы­рья (апа­ти­та, не­фе­ли­на, ло­па­ри­та, пи­ро­хло­ра, киа­ни­та, фе­на­ки­та, бер­тран­ди­та и др.), к вы­яв­ле­нию но­вых об­лас­тей прак­тич. ис­поль­зо­ва­ния ми­не­ра­лов. Бы­ст­ры­ми тем­па­ми ста­ла раз­ви­вать­ся ге­не­тич. M., осо­бен­но при­ме­ни­тель­но к изу­че­нию руд­ных ме­сто­ро­ж­де­ний. От­кры­та и ис­сле­до­ва­на кри­стал­ло­мор­фо­ло­гич. эво­лю­ция ми­не­ра­лов, по­слу­жив­шая ос­но­вой для раз­ра­бот­ки но­вых ме­то­дов по­ис­ков и оцен­ки ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых (Д. П. Гри­горь­ев, И. И. Шаф­ра­нов­ский, H. П. Юш­кин и др.). Зна­чит. ус­пе­хи дос­тиг­ну­ты в об­лас­ти пром. син­те­за ми­не­ра­лов и гем­мо­ло­гии. Раз­ви­тие по­лу­чи­ла при­клад­ная M., ос­но­во­по­лож­ни­ка­ми ко­то­рой бы­ли H. M. Фе­до­ров­ский и A. И. Гинз­бург.

Су­ще­ст­вен­ный про­гресс в ми­не­ра­ло­гич. ис­сле­до­ва­ни­ях про­изо­шёл по­сле при­ме­не­ния рент­ге­нос­пек­траль­ных ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния, осо­бен­но по­сле по­яв­ле­ния в сер. 20 в. мик­ро­зон­до­во­го ана­ли­за, по­зво­лив­ше­го изу­чать со­став ве­ще­ст­ва в зёр­нах мик­рон­но­го раз­ме­ра. Ион­ные мик­ро­зон­ды сде­ла­ли воз­мож­ным ло­каль­ные ис­сле­до­ва­ния при­ме­сей в ми­не­ра­лах, изо­топ­но­го со­ста­ва отд. уча­ст­ков кри­стал­лов. Во 2-й пол. 20 в. для вы­яв­ле­ния разл. ас­пек­тов кон­сти­ту­ции ми­не­ра­лов на­ча­ли при­ме­нять оп­тич. спек­тро­ско­пию, ра­ман- и оже-спек­тро­ско­пию, ме­то­ды ЭПР и ЯМР и др. Поя­ви­лась воз­мож­ность изу­чать кри­стал­лич. струк­ту­ру ми­не­ра­лов (в т. ч. мик­ро­кри­стал­лов) ме­то­да­ми рент­ге­нов­ской, элек­трон­ной, ней­трон­ной ди­фрак­ции. Про­гресс ло­каль­ных ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния при­вёл к воз­ник­но­ве­нию но­во­го на­прав­ле­ния – на­но­ми­не­ра­ло­гии.

Во 2-й пол. 20 в. в ор­би­ту ис­сле­до­вания М. бы­ло во­вле­че­но ве­ще­ст­во ме­тео­ри­тов, лун­ных по­род, час­ти­цы меж­пла­нет­ной пы­ли и ко­мет­ный ма­те­ри­ал. Про­во­ди­лись экс­пе­ри­мен­ты по дис­танц. изу­че­нию ве­ще­ст­ва пла­нет Сол­неч­ной сис­те­мы и их спут­ни­ков. В кон. 20 – нач. 21 вв. от­кры­ты ми­не­ра­лы, рас­ши­рив­шие пред­став­ле­ния о про­цес­сах ми­не­ра­ло­об­ра­зо­ва­ния в зем­ной ко­ре, в т. ч. экс­тре­маль­но вос­ста­нов­лен­ные (са­мо­род­ные Al, Zn, Cd, In и др.) и окис­лен­ные (ки­сло­род­ные и га­ло­ге­нид­ные со­еди­не­ния Au и ме­тал­лов пла­ти­но­вой груп­пы), ми­нер. фа­зы эле­мен­тов, ко­то­рые обыч­но встре­ча­ют­ся толь­ко в рас­се­ян­ном со­стоя­нии (напр., Re). Об­на­ру­же­ние гиб­рид­ных, сме­шан­нос­лой­ных струк­тур, на­ход­ки ква­зик­ри­стал­лов со струк­ту­ра­ми, вы­хо­дя­щи­ми за пре­де­лы фё­до­ров­ских групп сим­мет­рии, уг­лу­би­ли пред­став­ле­ния о кри­стал­ло­хи­мии ми­не­ра­лов. Чис­ло из­вест­ных ми­не­ра­лов – ок. 4500 (нач. 21 в.).