Происхождение минералов

Генезис это процесс минералообразования. Такие процессы подразделяют на три группы, в зависимости от источника энергии.

Формирование происходит путем застывания и кристаллизации магмы.Данный раствор-расплав, состоящий преимущественно из силикатов (соединений кремния) и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. В соответствии с этим продукты классифицируют на эффузивные и интрузивные соответственно.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafety

Так как любая магма имеет преимущественно кремнистый состав, там происходит формирование силикатов (кремнистых минералов). Многие из них — породообразующие минералы, которые формируют граниты, сиениты, диориты и прочие кристаллические породы. В значительной степени они представлены полевыми шпатами, гранитами, слюдами, роговыми обманками, оливином и др. В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав.

При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200°С. К концу кристаллизации она снижается до 500 — 600°С, и при данной температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы.

Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды.

При дальнейшем снижении температуры выделяются гидротермальные растворы. Из них формируются месторождения золота, цинка, меди, серебра, урана, свинца, сурьмы, ртути, олова, мышьяка.

Подразумевают изменения минералов в недрах под воздействием давления и температуры. Эти явления происходят в связи со сменой геологической обстановки и изначального залегания пород.

Минерал карьеристов

Выделяют региональный и контактовый метаморфизм. Процессы первого типа затрагивают значительные площади и происходят на значительных глубинах. При этом формируются сланцы, гнейсы. Контактовый метаморфизм состоит в воздействии магмы (особенно гранитной) при внедрении в толщи мергеля и известняков. В результате они переходят в мраморы и скарны. С ними иногда связаны месторождения железа, вольфрама, молибдена, олова, кобальта.

Данные явления обусловлены связанными с энергией Солнца внешними факторами. Они происходят при обычном давлении и невысокой температуре у земной поверхности. Состоят в том, что обнажившиеся и залегающие на малых глубинах породы и минералы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др.

Часть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита, производных вольфрама и др. Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, а в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.

То есть экзогенное минералообразование происходит в результате взаимного действия факторов атмосферы, биосферы, гидросферы на минералы на поверхности Земли. Новые минералы, сформировавшиеся таким путем из исходных, называют гипергенными.

К тому же существует биохимический подтип экзогенного минералообразования. Он состоит в преобразовании остатков организмов и их жизнедеятельности. В результате образуются горючие ископаемые, мел, известняки, самородная сера, некоторые бурые железняки, фосфориты. Очень распространены полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.

Пилить или колоть?

Существует два пути раскрытия жеод с кристаллами — «быстрый» (с помощью молотка и зубила непосредственно во время сбора) и «медленный» (дома, на алмазном диске). Если у вас имеется много сил, места в рюкзаке и собственная камнерезная мастерская, то второй способ однозначно лучше. Вопрос — насколько?

Усредненный выезд в Русавкино: набрано около тридцати жеод, кололи на месте. Пять-семь оказались внешне похожими на жеоды обычными булыжниками, одна-две не особо интересные неудачно раскололись и были сразу отправлены в отвал, штуки три заняли почетное место в коллекции, десяток раздарен… В остальных кристаллы давно срослись в однородную массу, не представляющую интереса ни при распиле, ни при расколе. Полированные спилы сгодились бы на брошки, но возни с ними много, а камнерезное сырье у нас встречается и поинтереснее.

Выезд в Старицу: жеод собрано примерно столько же, все тщательно вымыты, отсортированы и взяты домой в нераскрытом виде. Похожие на жеоды камни после отмывания были опознаны и оставлены на месте. По итогам вскрытия в условиях домашней мастерской: штук двадцать среднего качества пошло на подарки, две заняли место в коллекции, остальные не представляли интереса. Потрачен целый день (работали в две пары рук), убит один алмазный диск, рюкзак начал рваться по шву.

Предлагаем ознакомиться  Зелные драгоценные минералы
«Урожай» из белых глин. Подземные каменоломни Старицы. На переднем плане — раскрытая полость с кристаллами и исходный вид жеоды до очистки.

Конечно, из всякого правила есть свои исключения: если известно, что месторождение содержит жеоды с относительно невзрачными кристаллами, пространство вокруг которых заполнено красочными слоями агата, скол не раскроет красоты камня, и нужно только пилить. А в остальных случаях весьма неплох первый способ, особенно если рука уже набита.

Классификация

Основными, как правило, считают структурно-химические классификацию.

Так, кристаллохимическая включает 9 типов:

  1. Силикаты. Соли кремниевых кислот. Представлены наиболее распространенными в земной коре породообразующими минералами (более 90% ее массы), входящими в состав всех типов горных пород. Включают около 800 видов, разделенных на основе структуры кристаллической решетки на 6 подтипов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоевые, каркасные. Это полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.
  2. Карбонаты. Около 80 наименований, представленных солями угольной кислоты. Наиболее распространены среди них магнезит, кальцит, доломит.
  3. Оксиды и гидроксиды. Сюда входит около 200 минералов-соединений с кислородом и гидроксильной группой. Подразделяются на соединения с кремнием (кварц и др.) и соединения с металлами (гематит, лимонит и др.). Составляют около 17% массы земной коры.
  4. Сульфиды. Около 200 соединений с серой (пирит, борнит, киноварь и др.).
  5. Сульфаты. Примерно 260 минеральных видов, представленных солями серной кислоты (гипс, барит, ангидрит и др.).
  6. Галоиды. Соли галоидных кислот. Включают около 100 наименований (галит, сильвин, флюорит и др.).
  7. Фосфаты. Соли фосфорной кислоты, в том числе апатит и фосфорит.
  8. Вольфраматы. Соли вольфрамовой кислоты (вольфрамит, шеелит и др.).
  9. Самородные элементы. Включают 45 наименований, состоящих из одного элемента (золото, сера, алмаз и др.).

Также существует близкая к этой структурно-химическая классификация. В соответствии с ней существует два типа: неорганические и органические минералы.

Первые включают следующие классы:

  • самородные элементы и интерметаллические соединения;
  • нитриды, карбиды, фосфиды;
  • сульфиды, сульфосоли и подобные;
  • галоидные соединения и галогеносоли;
  • окислы;
  • кислородные соли.

По распространенности минералы подразделяют на четыре типа:

  • 1. Породообразующие. Составляют большинство горных пород.
  • 2. Акцессорные. Часто присутствуют в них, но обычно составляют до 5%.
  • 3. Рудные. Образуют значительные скопления в виде рудных месторождений и содержат промышленно ценные компоненты.
  • 4. Редкие. Немногочисленны или единичны.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertise

Существует три формы нахождения в природе:

  1. Минеральные индивиды. Это составные части агрегатов, представленные кристаллами, зернами и прочими выделениями, обособленные поверхностями раздела.
  2. Минеральные агрегаты. Срастания индивидов одного или различных минералов, не имеющие четких признаков симметричных фигур. Бывают одно- и многоэтапными.
  3. Минеральные тела — скопления агрегатов с естественными границами. По размерам могут быть от микроскопических до сопоставимых с геологическими объектами.

Минерал карьеристов

Кроме того, используется генетическая классификация, рассмотренная выше.

Как очистить кристаллы?

в этом случае головки кристаллов будут выглядеть совсем неприглядно. Часто при взгляде на них можно судить лишь о приблизительном размере кристаллов, но не о цвете, степени сохранности и совершенстве огранки. Если достоверно известно, что это только кварц и легко растворимого кальцита в образце нет (либо он не образует кристаллов, а лишь корки, которые неплохо бы и снять), есть очень дешевый, быстрый и эффективный способ очистки.

Самое дешевое средство для чистки сантехники с содержанием щавелевой кислоты (большие бутыли продаются во многих супермаркетах) разбавить теплой водой в соотношении 1:3 – 1:4 и поместить туда друзу, щетку или жеоду на несколько часов (лучше на ночь). Для ускорения процесса смесь можно иногда слегка побалтывать.

Друза горного хрусталя. р. Дёржа, Тверская область. Максимальный размер кристаллов — 1,5 см. Образец был извлечен из реки и очищен от черного налета, целиком покрывавшего кристаллы.

Минералы вторичные

Так называются минералы, образовавшиеся при метасоматизме, при выветривании других минералов и горных пород, то есть при процессах, преобразующих уже сформировавшиеся породы. Эскаля (финляндский петрограф) называл эти минералы постериорными (по-латыни — последующими).

К ним в изверженных породах относятся минералы: эпидот, цоизит, змеевик, мусковит, турмалин, тальк, кальцит… Другими словами, все гидрокислые и карбонатные соединения, которые не могут выделиться из огненно-жидкой магмы. Но многие минералы, вообще образующиеся непосредственно при застывании магмы, могут присутствовать в той или иной породе и как вторичный минерал (например, кварц, рудные минералы и другие).

Предлагаем ознакомиться  Самоцветы для девы

Разграничение вторичных от первичных образований имеет существенное значение в петрографии. Первичные составные части освещают условия генезиса горной породы, а вторичные минералы дают возможность проследить ход тех или иных изменений и превращений, которые претерпела горная порода.

Наконец, минералы подразделяют по практическому значению, что приведено далее.

Где копать?

Минерал карьеристов

Во всяком случае, не в местах, являющихся неповторимыми природными ландшафтами. Разбирать в поисках кристаллов живописную естественную стенку или каменное ложе небольшого водопадика — все равно, что сдавать античную бронзовую скульптуру на цветмет. Заброшенные и рекультивируемые известняковые карьеры (равно как и действующие со свободным доступом) принесут материала куда больше, причем без угрызений для вашей совести.

Сюда же следует отнести и свежие обвалы в подземных каменоломнях — с поправкой на то, что работать там нужно с максимальной осторожностью, довольствуясь лишь подъемным материалом с поверхности, а не выкапывая собственную штольню. Да и в русле иной подмосковной речки можно за час насобирать больше потенциально интересных жеод, чем будет извлечено за день тяжелой работы из коренного слоя.

Свойства

Свойства делят на химические, физические, оптические, магнитные.

Химические свойства определяются элементами, входящими в состав: химической формулой минерала. Так же именно эти свойстваопределяют растворимость минералов и кислотах.

Физические свойства определяются химическим составом и их кристаллической структурой. Некоторые из них проявляются в зависимости от кристаллографического направления. На основе этого параметра их подразделяют на скалярные и векторные (первые зависят, вторые — нет). К скалярным свойствам относится плотность, к векторным — твердость, и кристаллографические особенности.

Также физические свойства классифицируют на механические, оптические, магнитные, люминесцентные, термические, электрические, радиоактивность.

Многие параметры используют для определения минералов в полевых условиях (диагностические свойства). Помимо основных внешних характеристик, таких как форма и цвет, для этого применяют твердость, отдельность, спайность, хрупкость, блеск, излом. Некоторые минералы диагностируют по гибкости, ковкости и упругости.

По механическим свойствам можно встретить:

  • хрупкие (основная часть);
  • ковкие;
  • негибкие (среди листоватых и чешуйчатых);
  • ломкие и гибкие (волокнистые минералы).

Хрупкость — прочность минеральных зерен, проявляющаяся при механическом раскалывании.

Среди физических свойств очень важным показателем минералов является твердость. На ее основе создана 10-значная шкала Мооса. В ней каждому значению соответствует минерал (от талька до алмаза). При этом нужно учитывать, что для некоторых минеральных видов данный параметр отличается для разных сторон (например, для кианита 5,5 и 7). Это объясняется неодинаковой плотностью кристаллической решетки.

Спайность это способность раскалываться по кристаллографическим направлениям.

Побежалость — наличие тонкой цветной или разноцветной пленки на выветрелой поверхности. Является результатом окисления.

Излом это это важнное диагностическое свойство. Благодаря ему характеризуется поверхность обломков, образующихся при ударе, образуя особенности поверхности на неспайном свежем сколе.

Плотность минерала напрямую зависит от его состава, типа структуры, количества микровключений и их характера, а также от таких явлений, как метамиктность и гидратация.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Удельная плотность это отношение плотности минерала к плотности воды. Применяется для определения единичной массы и служит диагностическим признаком для некоторых классов. Так, наибольшим значением данного параметра обладают самородные металлы и интерметаллиды (так, для золота она составляет 19,3 г/см3), среди распространенных минералов — оксиды и сульфиды, благодаря наличию в составе элементов с высокой атомной массой.

Оптические свойства

Цвет. У одних минералов он определен, у других весьма изменчив. Последнее может объясняться наличием множества модификаций или полихроизмом. В первом случае, благодаря включению примесей в химический состав, минерал получает другой цвет. Во втором кристаллы меняют окраску в зависимости от направления попадания света.

Цвет черты. Проявляется при царапанье. То же, что цвет минерала в порошке. Блеск — световой эффект, создаваемый отражением части светового потока. Определяется отражательной способностью.

Преломление, поляризация, дисперсия характеризуют оптические константы.

Магнитные свойства определяются содержанием двухвалентного железа.

Месторождения

Большие скопления минеральных веществ называют месторождениями. Существует несколько их классификаций.

  • По агрегатному состоянию минеральных веществ их подразделяют на газовые, жидкие, твердые.
  • По промышленному использованию: рудные, горючие, нерудные, гидроминеральные.
  • По сложности геологического строения: простого (1 группа), сложного (2 группа), очень сложного (3 группа), с мелкими телами, нарушенным залеганием, изменчивостью мощности и строения или неравномерным качеством (4 группа).
  • По нахождению относительно земной поверхности: открытые, погребенные.
  • По условиям образования: магматогенные, метаморфические, экзогенные.

Более подробно о полезных ископаемых Вы можете узнать в разделе Месторождения полезных ископаемых. У нас есть описания более чем 40 000 локаций по всму миру.

Применение

Около 15 процентов известных сегодня минералов используется в промышленности. Некоторые минералы используются для изготовления различных видов металлов и некоторых иных химических элементов.

Предлагаем ознакомиться  Свойства камней и натуральных минералов

Применение некоторых видов минералов для технических целей основаных на их физических свойствах:

  • такие твёрдые минералы, как алмаз, гранат или агат применяются для изготовления абразивных и антиабразивных материалов;
  • такие камни, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, как кварц используются в радиоэлектронной промышленности;
  • мусковит или флогопит, относящиеся к слюдам, по причине наличия электроизоляционных свойств, применяются в радио и электротехнике;
  • кварц или пирофиллит – при изготовлении керамической продукции;
  • тальк – для производства смазок и в медицинской промышленности;
  • асбест используется в качестве теплоизолятора;
  • исландский шпат или флюорит применяется при производстве оптики.

Минерал карьеристов

Минеральное сырье используют во всех отраслях промышленности. По возможности применения минералы подразделяют на рудные и нерудные. Из первых добывают металлические элементы, а из вторых — неметаллическое сырье для производства строительной, медицинской, химической и др. продукции.

Отдельно следует отметить эстетическое значение минералов. Общеизвестны камни, используемые в ювелирных изделиях. Еще больше их применяют как поделочное сырье и в изначальном виде в качестве экспонатов музеев и коллекций.

Существуют классификации на основе ценности. В соответствии с одной из них (ВНИИ Ювелирпрома) их подразделяют на ювелирные (алмаз, пирит, жемчуг и др.), ювелирно-поделочные (фибролит, авантюрин, азурит и др.) и поделочные (обсидианы, оникс, алебастр и др.).

Более известна аналогичная классификация, по которой минералы подразделены на драгоценные, полудрагоценные и поделочные.

Такие классификации весьма условны, так как в них используется прежде всего эстетические нормы и несколько параметров (твердость, химический состав, цвет и т. д.) и ни по одному из них нет четких пределов.

Популярные минералы

https://www.youtube.com/watch?v=ytpress

Алмаз представляет собой кубическую модификацию углерода. В чистом (прозрачном) виде представлен только данным элементом. Окрашенные варианты включают различные примеси. Синтезируется несколькими способами из углерода. Это наиболее твердый минерал (10 по шкале Мооса). Применяется в стеклорезах, бурильном оборудовании, ювелирных изделиях.

Изумруд — модификация берилла с примесью Cr3 или оксидов V и Fe. Отличается от него зеленой окраской и прозрачностью. Встречается в кристаллах и сростках. Имеет метаморфическое происхождение. Обладает высокой твердостью (7,5 — 8) и кислотоустойчивостью. Искусственные изумруды отличаются меньшими плотностью и показателем преломления. Применяется в основном в ювелирной промышленности.

Рубин представлен модификацией корунда с примесью Cr3 , Fe3 , V3 . Отличается от него красным цветом (пурпурным, бурым). Синтетические камни получают путем выращивания из расплава корунда. Характеризуются равномерной окраской в отличие от естественных. Второй по твердости минерал после алмаза (9). Используется в приборостроении, производстве часов и лазерных технологиях, ювелирной промышленности.

Сапфир — разновидность корунда, включающая примеси Fe3 , Fe2 , Ti. С минералогической точки зрения сапфиром считают исключительно варианты синего цвета, с ювелирной — любых окрасок, кроме красной. Синтетические разновидности бывают как чистыми (бесцветными), так и с примесями (различных цветов). Используется в офтальмологии, стоматологии, производстве стекол и защитных экранов, ювелирной промышленности.

Минерал карьеристов

Александрит — разновидность хризоберилла с примесью Cr. Отличается сильным плеохроизмом (меняет окраску от темных сине-зеленых оттенков до пурпурной), встречаются прозрачные варианты. Твердость — 8,5. Имеет магматическое происхождение. Искусственные кристаллы получают двумя методами. Применяется в основном в ювелирной промышленности.

Жемчуг — биогенное образование. Формируется в раковинах моллюсков. Не относится к минералам, однако включает в состав арагонит. Представлен телами округлой или неправильной формы твердостью 3 — 4.  Бывает различных цветов (белый, черный, голубой, желтоватый, зеленый, розовый и др.). Существуют имитации из стекла и пластмассы. Используется в основном в ювелирной промышленности.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreators

Янтарь — биогенное образование, представленное ископаемой окаменевшей смолой палеогенового и верхнемелового периодов. Встречается в виде аморфных образований твердостью 2 — 2,5. Цвет — от светло-желтого до коричневого, бесцветный, красный, зеленоватый, белый. Существуют имитации из натуральных смол и пластмасс. В основном применяется в ювелирной промышленности, меньше в фармацевтике, электронной, химической, пищевой промышленности, парфюмерии.