Краткое сообщение о минералах

Что такое минерал?

Минерал – это природные однородные тела, которые представляют собой некие химические соединения и обладают кристаллической структурой. Они сформировались в результате геологических процессов, и являются частью горных пород

С латинского средневекового языка «minera» переводится как руда. Минерал это физически и химически самостоятельное твердое тело с однородным составом. Большинство известных камней свои названия получило еще в древности. История пользования минерального сырья началась еще в каменном веке.

Какие бывают горные породы?

Согласно структурно-химической классификации выделяют такие минералы:

  • Силикаты. Это самые распространенные породообразующие минералы. К ним относят полевой шпат, роговые обманки, плагиоклазы и другие.
  • Карбонаты. В их основе соли угольной кислоты. К ним относят доломит, кальцит, магнезит.
  • Оксиды и гидроксиды. В их основе кислород и элементы гидроксильной группы. К ним относят лимонит, гематит, кварц и другие.
  • Сульфиды. Это соединения с серой: борнит, киноварь, пирит.
  • Сульфаты. Это соединения с солями серной кислоты: барит, гипс, ангидрит.
  • Галоиды. Представлены сильвином, галитом, флюоритом и другими.
  • Вольфрамы. Представлены шеелитом, вольфамитом.
  • Фосфаты. Представлены солями фосфорной кислоты, фосфоритами и апатитами.
  • Самородные элементы, которые состоят из одного элемента: алмаз, золото, сера.

По распространенности они подразделяют на 4 типа:

  • Рудные минералы. Образуются в местах значительного скопления рудных месторождений. Содержат ценные компоненты для промышленности.
  • Акцессорные. Составляют до 5% горных пород.
  • Породообразующие. Это минералы, которые составляют большую часть горных пород.
  • Редкие минералы. Единичные или немногочисленные.

Также выделяют вторичные минералы, то есть те, которые образовались после выветривания других горных пород и минералов: цоизит, змеевик, эпидот, мусковит, тальк, кальцит, турмалин.

Минералы, как правило, редко встречаются поодиночке. Их совокупности образуют горные породы, которые представляют собой естественные природные агрегаты из множества минералов. Те минералы, которых в породе больше всего (20— 50%), геологи называют породообразующими, остальные, которых обычно не более 2 — 3%, — акцессорными минералами (от лат. accessorius — добавочный).

Каждая горная порода характеризуется степенью кристалличности, величиной и формой минералов, расположением мельчайших частиц относительно друг друга. По происхождению различают горные породы магматические, осадочные и метаморфические.

Как используют горные породы и минералы

Магматические горные породы образуются обычно на большой глубине, где преобладают высокие температуры и давление. Они кристаллизуются из очень горячих природных расплавов (из магмы) с характерным силикатным составом.

На долю полевых шпатов в них в среднем приходится около 60%, кварца — около 12%, пироксена — около 12%. Глубинным магматическим породам присуще равномерное распределение зерен минералов. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные, т. е.

вулканические (базальты, андезиты, липариты, дациты). Кроме того, по химическому составу условно выделяют кислые, основные и ультраосновные магматические породы. К кислым относятся породы, содержащие в среднем 64 — 78% кремнезема (Si02): граниты, дациты, грано-диориты.

Граниты (от лат. granulum — зернышко) возникают при кристаллизации магмы на глубине более 2 км. Внешне граниты — среднезернистые или крупнозернистые породы, имеющие светлую (розовую, красную, серую) окраску. Цвет гранитов во многом зависит от содержания калиевого полевого шпата.

В этих породах преобладающими являются кварц (30 — 35%), полевой шпат (50 — 60%), плагиоклаз (10 — 15%). Акцессорных минералов бывает очень много: апатит, циркон, сфен, монацит, турмалин, биотит, магнетит и др. Насчитывается более двух десятков разновидностей гранитных пород. Среди них есть гигантозернистые пегматиты и мелкозернистые аляскиты.

В зависимости от химического состава граниты могут быть плагиоклазовыми или щелочными. Плотность гранитов колеблется от 2,58 до 2,81 г/см3. Граниты различаются по своей форме, происхождению и глубине образования.

Удалось выяснить, что часть магматических расплавов, образовавших граниты, залегала на глубине 15 — 20 км, при этом были отмечены следы поднятия гранитной магмы со скоростью примерно 100 — 150 см в год. Мощности гранитных тел достигают 6 — 8 км.

Гранит — прочная горная порода с красивым рисунком расположения кристаллов. Когда хотят сказать о чем-то очень прочном, говорят «крепкий, как гранит». Действительно, из гранита делают фундаменты, опоры мостов. Гранитной брусчаткой выложены улицы. Нижние этажи городских зданий часто облицовывают этим камнем.

Гранит может противостоять ветру, дождю и снегу. Это объясняется особенностями его кристаллического строения, а внешний облик зависит от размеров породообразующих минералов и их цвета. Как правило, цвет гранита — это цвет его основного компонента — калиевого полевого шпата.

Предлагаем ознакомиться  Гранат: свойства камня и интересные факты

Как используют горные породы и минералы

Особой разновидностью гранитов являются пегматиты — крупно- и гигантозернистые магматические породы. Из-за роста кристаллов кварца, проникающих сквозь полевые шпаты, пегматиты имеют вид «клинописи» на камне. Отсюда и такие названия, как «письменный гранит», «еврейский камень» и др.

Из пегматитов добывают слюду, полевой шпат, драгоценные камни.

Гранит, как и всякая другая порода, может разрушаться на открытом воздухе, но происходит это медленно и едва заметно.

Исторический опыт использования полированных плит гранита, которые подвергались воздействию резких колебаний температуры и атмосферных осадков, показал, что поверхность плит может начать изменяться только через 200 — 250 лет.

Однако в современном мире выхлопные газы автомобилей, кислотные дожди и заводской дым существенно ускоряют процесс разрушения гранитов.

Магматические расплавы иногда прорываются по трещинам на поверхность, изливаясь в виде вулканических потоков. Излившиеся (эффузивные) потоки отличаются неравномерной кристалличностью, а отдельные минералы заключены в пористую или стекловидную массу. Кристаллы в ней практически не видны.

К таким горным породам относят базальты, которые по своему химическому составу являются основными породами (их плотность составляет 2,85 г/см3), и липариты — кислые породы с плотностью 2,59 г/см3. Базальтовый расплав бывает сильно насыщен газами. Попадая на поверхность Земли, газы улетучиваются, оставляя поры, в результате чего порода становится ноздреватой.

Иногда газов настолько много, что образующаяся горная порода (пемза) становится легче воды.

Осадочные горные породы — это разрушенные при выветривании и перемещенные водой или ветром обломки пород разного размера и формы. Осадочные породы покрывают 75% поверхности Земли. Их объединяют в четыре группы: обломочные, вулканогенно-обломочные (чаще их называют вулканогенно-осадочными или пирокластическими), глинистые и биохимические.

Обломочные породы состоят из обломков минералов, горных пород, остатков органических тел (например, из известковых скелетов животных, стволов и веток деревьев и др.). Обломки бывают крупными (более 10 мм) и мелкими (от I до 0,01 мм), имеют различную форму, иногда слабоокругленную, а иногда шарообразную.

В группу обломочных пород входят пески, алевриты, галечники и продукты их разрушения. Иногда обломки прочно скреплены глинистым веществом — природным цементом, который различается по своему составу и может быть кремнистым, карбонатным, железистым, глинистым. Плотность обломочных пород низкая — от 1.2 до 2.

Осадочное происхождение имеют многие минералы — кальцит, доломит, гипс, галит, сильвин, ангидрит, лимонит и др. Их относят к минералам — индикаторам осадочных пород. Они могут возникать в самых разных физико-географических условиях. Например, железистые породы образуются на дне морей и озер, а также в болотах.

Особенно разнообразны известняки. Они накапливаются на дне морей или озер, встречаются в долинах рек и вблизи источников, где в воде много извести. Это широко распространенные известковые туфы — травертины.

Пирокластические породы находят вблизи действующих или давно потухших вулканов. Эти породы тесно связаны с вулканическими процессами, и поэтому их можно встретить как на суше, так и под водой, вблизи подводных вулканов.

Как используют горные породы и минералы

Они представляют собой смесь вулканических пеплов, песков, шлаков, пемзы и даже вулканических бомб. Глинистые породы разнообразны. Встречается более 50 разновидностей глин, которые отличаются по своим минеральному, химическому и органическому составам.

Их объединяет преобладание частиц, размеры которых колеблются от 0,01 до 0,001 мм.

Существуют две разновидности таких пород — глины и аргиллиты.

Биохимические породы образуются на дне озер, морей и океанов. К ним, например, относятся известняки-ракушечники, коралловые рифовые известняки, планктонные и фораминиферовые илы, озерный мел, диатомиты (диатомовые илы), сапропели (водорослевые илы) и другие, на суше — торф.

Метаморфические горные породы образовались в результате изменения (метаморфизма) толщ осадочных или магматических пород.

При сильном и длительном их сжатии, а также под воздействием высоких температур и газов в породах происходит изменение состава минералов, появляются новые минералы; эпидот, хлорит, тальк, серицит, графит и др. Самая известная из таких пород — мрамор, образующийся при метаморфизме известняков.

Чистый, белоснежный мрамор может просвечивать в слое толщиной до 30 см, что придает мрамору характерное для него мерцание. Под воздействием сжатия и высоких температур вулканические и осадочные породы превращаются в гнейсы, а каменные угли — в графиты. Пейсы — метаморфическая горная порода. Насчитывают около 40 разновидностей гнейсов.

Их чаще всего можно встретить в Финляндии, Карелии, Восточной Сибири, в Канаде. Для гнейсов характерны серый или зеленовато-серый цвет, тонкая полосчатость из темных, почти черных и светлых прослоек, включения сплюснутых минералов и обломков пород.

Как используют горные породы и минералы

В гнейсах видны следы микроскладок и изгибов слоев.

Гнейсы образуются при температурах от 400 до 900°С и давлении в 3 — 9 тыс. атмосфер. Такие условия существуют только в глубоких недрах Земли.

Образование гнейсов протекает в несколько этапов. Сначала осадочные породы (илы, пески) превращаются в глины и песчаники, а иногда в глинистые сланцы. Обычно это происходит в верхних горизонтах земной коры, где еще невелики температура и давление.

Предлагаем ознакомиться  Где используют алмаз

Затем по мере погружения в глубину и с возрастанием температуры и давления сланцы и песчаники резко уплотняются, теряя при этом воду; минералы «расплющиваются». Смена геологических условий приводит к появлению характерных листовидных и чешуйчатых «метаморфических» минералов: хлорита, талька, силиманита, ставролита и др.

Области применения минералов

Минералы применяются в различных сферах человеческой деятельности. Область применения зависит от состава и других характеристик. Многие экземпляры используют в чистом виде, из некоторых выделяют другие химические элементы.

Сферы применения минералов:

  • Ювелирное дело. Ювелиры подразделяют ископаемые на поделочные, ювелирно-поделочные, ювелирные, драгоценные и полудрагоценные. Из камней делают различные украшения и сувениры. Ими украшают предметы быта. Для получения необходимых экземпляров минералы подвергают огранке. На фото представлены ограненные камни.
  • Строительство. Породы могут быть самостоятельным строительным и облицовочным материалом или служить для их производства.
  • Изготовление абразивных и антиабразивных материалов.
  • Радиоэлектронная промышленность. Особую популярность в этой сфере имеют кварцевые породы.
  • Производство посуды и керамических изделий.
  • Медицинская промышленность. Например, тальк применяют при изготовлении перчаток.
  • Производство оптики.
  • Химическая и металлургическая промышленность. В этих сферах чаще всего используют вещества, полученные при переработке природных минералов.

Горные породы и минералы: чем отличаются и какие есть, примеры и свойства

Интерес к изучению земли проявлялся у людей с давних времен. Но сейчас геология стала необходима не только с точки зрения научных целей, но также важна и в социальном плане.

Геология изучает горные породы и минералы, а также их образование. Важно знать, что земная кора состоит из пород и минералов.

Те, кто не интересуется изучением камней, используют эти слова как синонимы, но это неправильно.

Причины для такого употребления двух разных терминов, все же, есть. Ведь одно без другого существовать не может. Так чем отличаются эти объекты исследований?

Минерал – это однородный сегмент, состав которого одинаков, где бы его не нашли. Он может отличатся разными свойствами, как физическими, так и химическими, но все же – это цельный объект. В отличие от горной породы.

Сами породы состоят из комплексов различных вкраплений, в том числе – минеральных. Поэтому описанные выше геологические элементы являются лишь частью горных пород. Разумеется, что горная порода может быть разной по составу: магматической, осадочной или метаморфической. Это значит, что минералы внутри нее тоже находятся в таком же агрегатном состоянии.

Для детального изучения, нужно рассматривать горные породы и минералы отдельно. Чтобы разобраться в этом вопросе, не нужно уходить в дебри геологии. Достаточно лишь знать основы.

В природе существует большое количество горных пород и минералов. Поэтому процесс их изучения постоянно расширяется, находятся новые особенности в формировании, различных комбинациях химических элементов или других уникальных свойствах конкретных земных агрегатов.

Ученым уже недостаточно идти на край света с киркой и лопатой. Конечно, полевые экспедиции являются первым, и во многом даже главным, этапом геологических исследований. Но перед этим есть еще предварительный анализ и изучение ландшафта, что необходимо для точного определения места исследования. А уже после этого собирается экспедиция.

  1. Залегание породы.
  2. Ее виды.
  3. Возраст.
  4. Характер изменений (с учетом возраста).

Выбираются породы, которые лучше всего подходят для изучения. К примеру, цель экспедиции – изучить количество кварца в какой-то географической области. Под это требование подходят те образцы, в которых много кварца, и те – в которых его почти нет. Так исследователи смогут проанализировать, как обе крайности могут влиять на структуру агрегата в определенном участке земли.

В полевой дневник также вносятся координаты, где были обнаружены образцы. Также образцы изучают в проходимом и отраженном свете, тщательно фотографируют, зарисовывают, оформляют описание.

Происхождение горных пород: виды, свойства, чем отличаются от минералов, месторождения

И только потом образцы минералов и горных пород отправляют в лабораторию для дальнейших исследований.

Химический анализ указывает на изотопы, наличие радиоактивных элементов, и других частиц, которые находятся в образце. Физико-химический анализ показывает то, как образовался конкретный участок, как эволюционировал, и что в нем менялось в условиях природных обработок.

Происхождение минералов внутри горной породы указывает на много потенциальных данных, которые ученые собирают в результате исследований.

С их помощью можно проанализировать изменения в тектонических плитах, отследить, как формировались материки, где были русла больших рек, как формировались грунты и карьеры.

Кроме того, именно углеродный анализ горных пород когда-то давно указал на то, сколько нашей планете лет.

Предлагаем ознакомиться  Содержание драгметаллов в радиодеталях

Для определения минерала люди изучают строение его кристаллической решетки, вещественный состав и физические свойства, среди которых:

  1. Цвет минерала. Определяется путем исследования светового излучения спектральным методом. Некоторые минералы меняют окраску в зависимости от падающегосвета. Для того, чтобы определить цвет минерала, по фарфоровой матовой поверхности проводят царапину испытуемым камнем, дабы увидеть, каким будет цвет его порошка.
  2. Прозрачность. Минералы делят на несколько групп: прозрачные (сквозь них хорошо видно предметы), полупрозрачные (плохо просматриваются), просвечивающие (предмет видно только через тонкую пластину из минерала) и непрозрачные (камень вообще не пропускает свет).
  3. Блесккак способность отражать свет. Выделят минералы с полуметаллическим (стекло, алмаз, глянец) и металлическим блеском.
  4. Спайность. Способность расщепляться на частицы.
  5. Твердость как способность сопротивляться проникновению другого вещества. Определяется царапаньем минерала ножом, другим минералом, ногтем или стеклом.
  6. Излом. По характеру взлома выделяют минералы с: ровным изломом, зернистым изломом, групп ступенчатым, неровным, игольчатым, землистым, раковистым и крючковатым.
  7. Удельный вес. Бывают легкие минералы (до 2,5 грамм на см3),средние (2,6 – 4 грамм на см3), тяжелые (от 4 грамм на см3).
  8. Электропроводность.
  9. Хрупкость и ковкость.
  10. Магнитность. Способность отклонять и притягивать магниты.
  11. Запах. При трении,смачивании, горенииминералы могут выделять разнообразные запахи.
  12. Жирность и шероховатость.
  13. Вкус. Только у тех минералов, которые растворяются в воде.

Список самых распространенных горных пород, используемых человеком

Горные породы и минералы сыграли огромную роль в развитии нашей цивилизации. Так, кремний был материалом для изготовления первых орудий труда. Из глины люди с давних времен изготавливали разные предметы. Не обходятся без этого полезного ископаемого люди и сегодня. Из глины делают строительные материалы, посуду и даже косметику.

Известняк, песок, глина, мел, гипс, мрамор нашли широкое применение в строительстве. Такие породы, как железистые кварциты, используют для получения чугуна и стали.

Некоторые минералы нашли свое применение в радиоэлектронике, оптике, химической промышленности и в космической отрасли.

Многие силикаты и окислы использовались для украшения аксессуаров и разнообразных атрибутов. Нефриты, изумруды, опалы, александриты используются для дорогих украшений, описание всех этих и других минералов встречаются в старинных книгах ювелиров.

К минералам относятся также самородные золото, серебро и платина. Сферы, в которых их применяют: ювелирное дело, электроника, машиностроение.

Горные породы в зависимости от состава, способа образования, химических характеристик и структуры делят на классы и группы, в которые входят отдельные минералы. Описать все горные породы сложно. В некоторые классы входят от нескольких десятков до сотни различных элементов.

В таблице приведен список наиболее популярных и распространенных природных ископаемых.

Класс Общая характеристика Группа Наименование
 

Силикаты

 

Содержат кремний и соли кремниевых кислот.

Полевые шпаты
Слюды
Глинистые
Тальковые
Хризотил
  • асбест;
  • амфиболовый асбест.
 

Карбонаты

 

Это минералы, имеющие в составе соли угольной кислоты.

 

Кальцит

  • исландский шпат;
  • оникс;
  • мрамор.
Основные
 

Окислы

 

Встречаются во всех видах горных пород. Содержат оксиды различных веществ.

Кварц
  • горный хрусталь;
  • аметист;
  • цитрин.
Халцедон
 

Гидроокислы

 

Осадочные породы.

Лимонит
Опал
  • огненный;
  • черный;
  • хризопал.
Сульфиды Соединения металлов с серой и неметаллами. Пирит
Сульфаты Соли серной кислоты. Гипс

Многие горные породы состоят из элементов, относящихся к разным группам ископаемых.

Наиболее интересные из них:

  • Гранит. Содержит слюду, кварц и полевые шпаты.
  • Песчаник. Образуется из обломков различных пород, которые сцементированы различными минералами.
  • Сланец. Характеризуются слоистой структурой, образованной при спрессовывании нескольких горных пород.

Где применяются минералы?

В производстве антиабразивных и абразивных материалов применяются такие минералы, как гранат, алмаз или агат. В радиоэлектронной промышленности используются камни с пьезоэлектрическими свойствами (кварц).

В производстве электро и радиотехники применяются мусковит или флогопит. В медицинской промышленности для производства смазок необходим тальк.

При производстве оптики незаменимым компонентом являются флюоритилиисландский шпат. При изготовлении керамической продукции используется пирофиллитиликварц. Также минералы нашли свое применение в косметологии, парфюмерии и ювелирном деле.

Минералы интересные факты

  • Каждый минерал добывается только вручную по технологии, чтобы сохранить целостность камня.
  • Алмаз является единственным драгоценным минералом, который состоит исключительно из углерода. Настоящий камень бесцветный и прозрачный. При изготовлении изделий его красят в нужный цвет.
  • Минерал чароит радиоактивен и представляет опасность для человека.
  • Нефрит в 2 раза прочнее стали.
  • Александрит может менять цвет в зависимости от освещения. В холодном свете он приобретает зеленоватый цвет, а в теплом – багровый или фиолетовый.

Происхождение горных пород: виды, свойства, чем отличаются от минералов, месторождения

Надеемся, что доклад о минералах помог Вам подготовиться к занятию, и Вы узнали много полезной информации о них. А краткий рассказ о минералах Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.