Камень и минерал – это одно и то же?

В составе магматических пород выделяют породообразующие и акцессорныеминералы. Породообразующие минералы представлены различными алюмосиликатами и силикатами. Среди них выделяют светлоокрашенные (син. лейкократовые) и темноцветные (син. меланократовые, цветные) разновидности. Светлоокрашенные не содержат (или содержат только примесные) магний и железо, тогда как для темноцветных характерно вхождение этих элементов в состав кристаллических решеток. Соответственно, выделяют салические (от Si, Al) и мафические (от Mg, Fe) минералы.

Акцессорные минералы слагают менее 1-5 % объёма породы, однако их присутствие отмечается повсеместно. Среди акцессорий часто встречаются: циркон, апатит, рутил, монацит, ильменит, хромит, титанит, ортит, магнетит, хромит, пирит, пирротин и мн.др.

Для пород нормального ряда характерно присутствие полевых шпатов и кварца и «…отсутствие фоидов (фельдшпатоидов) и щелочных темноцветных минералов, а также пироксенов и амфиболов с высоким содержанием титана»,[8] типичных в щелочных магматитах. Кислотность (кремнезёмистость), в первую очередь, отражается на содержании кварца (чем кислее — тем его больше), а также составе плагиоклаза: базиты содержат богатые кальцием, тогда как кислые магматиты — богатые натрием его разновидности.

Mg2SiO4 SiO2 = Mg2Si2O6Форстерит………Энстатит

NaAlSiO4 2SiO2 = NaAlSi3O8Нефелин………………Альбит

Ультрабазиты. Главные минералы — оливины и пироксены. Содержащие их в сравнимых количествах, породы называются перидотитами. Существенно оливиновые называются в зависимости от акцессориев: оливинит, если присутствует магнетит; дунит, если есть хромит. Кроме того, весьма характерны ортопироксены (энстатит, бронзит или гиперстен).

Базиты. Главные минералы — оливины, пироксены, основные плагиоклазы. В подчиненном количестве может быть роговая обманка. В зависимости от того, какой пироксен преобладает различают: габбро, если доминирует клинопироксен (авгит или диопсид); нориты, если ортопироксен; габбронориты, если и тот и другой представлены в равной мере.

Средние. Главные минералы — средние плагиоклазы, амфиболы (роговая обманка). Характерными акцессориями являются биотит и кварц. Широко распространенными породами этого семейства являются диориты (андезиты), а также субщелочные аналоги — сиениты, состоящие из калиевого полевого шпата с темноцветными (роговой обманкой и/или биотитом, диопсидом, эгирин-авгитом).

Кислые. Главные минералы — кварц, калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы. В подчиненных количествах обычно биотит и/или роговая обманка. Широко распространенными породами этого семейства являются граниты (риолиты), а также переходные к средним — гранодиориты (дациты), — характеризующиеся увеличением содержаний темноцветных минералов.

Для пород нормального и умеренно-щелочного рядов характерны светлые окраски при относительно высоких содержаниях кремнезёма и тёмные до черных при низких. Количество темноцветных минералов, подсчитанное в объемных процентах, называют цветным числом. Ультрабазиты обычно имеют чёрный цвет (95-100 % тёмноокрашенных минералов), базиты — темно-серый до чёрного (~50 %).

Породы среднего состава характеризуются серыми окрасками (~30 %). Кислые и ультракислые магматиты отличаются светло-серым цветом ({amp}lt;10 %). Очень часто наблюдаются отклонения от указанных значений, в связи с локальными особенностями магматизма, эпигенетическими изменениями и прочими факторами, влияющими на окраску породы.

Типично замещение породообразующих минералов новообразованными при выветривании. Плагиоклазы, чаще всего, замещаются серицитоми цеолитами; пироксены и амфиболы — хлоритом и эпидотом. Визуальный осмотр с подсчетом цветного числа, а также определением текстуры (порфировой или афировой) и структуры (полно- или неполнокристаллической) позволяет делать обоснованное предположение о составе породы не только специалистам, но также и любителям.

Предлагаем ознакомиться  Камень кремень и его свойства.

Часто в обыденной жизни мы употребляем как синонимы слова: камень, минерал, самоцвет, а на самом деле, давайте разберемся — синонимы ли это?

Минерал – это химическое вещество одного вида, имеющее кристаллическую структуру. Если состав по химическим веществам незначительно различается, а структура схожая, то по цвету или другим особенностям, выделяют разновидности. Например, кварц, в зависимости от особенностей состава имеет виды: горный хрусталь, аметист, халцедон, цитрин.

Камень – более широкое понятие. По определению Википедии, это минерал или твердая горная порода природного происхождения, кроме песка и металлов.

Основы систематики магматических пород

По относительной глубине застывания расплава выделяют 3 класса магматических пород:[3]

Вулканические породы обладают неполнокристаллической, либо стекловатой структурой. Реже встречаются скрытокристаллические разности. Для вулканитов, субвулканитов и гипабиссальных образований характерны порфировые текстуры, образованные крупными вростками кристаллов (порфиров) в однородной массе породы.

Основой более глубокой систематики служит ряд петрохимических и минералогических признаков. При этом выделяют отряды, семейства, виды и разновидности горных пород. Для определения верхних рангов используют отношения весовых содержаний кремнезёма (SiO2) и «щелочей» (Na2O K2O) в породах.

Отряды (ряды) выделяют по содержанию в породах кремнезёма (по «кислотности», по «кремнезёмистости»). Всего определено 6 отрядов. В отдельных случаях выделяют также отряд редких некремнезёмистых пород.

Подотряды магматических пород выделяют по содержанию суммы щелочей (Na2O K2O). По «щелочности» определены 3 подотряда (нормальный, субщелочной и щелочной). Иногда выделяют также низкощелочной подотряд.

Семейства магматических пород занимают, таким образом, определённые поля на диаграмме «сумма щелочей — кремнезём» (Total Alkali Silica, TAS), границы между которыми установлены подкомиссией по систематике магматических пород Международного союза геологических наук (МСГН). Имена всех семейств магматических пород нормальнощелочного и щелочного рядов приведены в классификационной таблице.

Происхождение драгоценных камней и минералов

Виды магматических пород определяются их модальным минеральным составом. Для пород, не содержащих более 90 % темноцветных минералов и обладающих хорошей кристалличностью (то есть в основном для абиссальных и гипабиссальных), видовая принадлежность устанавливается на диаграмме QAPF (англ. Quartz — Alkali feldspar — Plagioclase — Feldspathoid (Foid)). В противном случае используется диаграмма TAS.

Разновидности магматических пород не регламентируются и выделяются геологами по необходимости.

Согласные (конкордантные) интрузивные тела, внедрившиеся между отдельными слоями толщи вмещающих пород. Форма таких тел зависит от структуры вмещающей толщи (лакколиты, лополиты, факолиты, этмолиты, бисмалиты, силлы).

Несогласные (дискордантные) интрузивные тела, прорывающие слои толщи вмещающих пород и не зависящие от их структуры (батолиты, штоки, дайки, апофизы, хонолиты).

Излившаяся на поверхность лава образует эффузивные тела, среди которых выделяются: лавовый покров, лавовый поток, некк (жерловина), вулканический (экструзивный) купол (пик, игла) и диатрема (трубка взрыва), вулканический конус, стратовулкан, щитовидный вулкан. По выражению в рельефе формы залегания эффузивных пород могут быть как положительными (покровы, потоки, жерловины, вулканические купола, диатремы, вулканические конусы, стратовулканы, щитовидные вулканы), так и отрицательными (кратеры, маары, лавовые колодцы, кальдеры).

Магматическое происхождение

Магма (от греческого «месиво», «огненно-жидкий расплав») — имеет температуру около 1500 градусов Цельсия. В процессе остывания магмы образуются породы и минералы. Если остывание происходит на глубине, то говорят о плутонических (от Плутона – Бога земных недр), а если на поверхности земной коры – о вулканитах (от Вулкана – Бога огня и кузнечного искусства).

Предлагаем ознакомиться  Пирит: формула, свойства, магия камня

Лавы и магмы могут быть различными по химическому составу и вязкости, что также влияет на создание (кристаллизацию) минералов и их классификацию в дальнейшем – по времени образования, по глубине, по «кислоте» магмы и т.д.

Происхождение драгоценных камней и минералов

Кристаллы различных минералов образуются не в самом процессе остывания (разные минералы «мешали» бы друг другу), а в ходе так называемых постмагматических процессов. В пустотах пород растут кристаллы и тогда образуются изумруды, сапфиры, топазы, кварцы, рубины, александриты – типичные представители постмагматического процесса минерализации.

Если у поверхности температуры низкие, то образуются не прозрачные, а «узорчатые» минералы, такие, как опал, агат, малахит, например.

Халцедон (на фото представлена его разновидность – агат) формируется в приповерхностных условиях.

Особняком от всех стоит «царь» алмаз. Он может быть ровесником Земли. У него особые условия образования – в мантии на глубине более 100 км при высочайших давлении и температуре. На поверхность земли он «доставляется» кимберлитовыми трубками.

Осадочное происхождение – это другой длительный процесс образования горных пород и минералов. В его основе – внешние воздействия атмосферы и вод. Осадками или реками породы переносятся с поверхности, при этом происходит их выветривание и вымывание. Непосредственно осадочное происхождение имеют янтарь, гагаты, коралл и жемчуг.

Аммолит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец, янтарь – все это камни, причина возникновения которых – окаменелости различных видов органики: смолы деревьев, моллюсков, морских беспозвоночных.

Аммолит – часть окаменелости слоя раковины (в отличие от аммонита – окаменевшего моллюска).

Гагат – разновидность твердого черного угля, из частей древних растений.

Жемчуг – образуется в раковине как перламутровые слои, покрывающие инородные тела, попавшие в моллюск.

Коралл – древовидные образования, имеющие известковую структуру, обитают в теплых морях.

Окаменелое дерево.

Перламутр – радужный слой некоторых видов моллюсков, название означает «мать  жемчуга» в переводе с немецкого.

Чертов палец – это раковины древних головоногих моллюсков белемнитов, которые существовали примерно 185 миллионов лет назад.

Фото камня чертов палец необработанный

Чертов палец

Янтарь – окаменелая смола деревьев, росших более 40 млн. лет назад.

Метаморфическое образование камней

Метаморфоза означает полное изменение или преображение (от древнегреческого «превращение»).

Горные породы магматического и осадочного происхождения в зависимости от физико-химических условий, таких как: температура, давление, газы, химическое влияние магмы и катализирующих веществ, полностью изменяются.

Ученые выделяют следующие виды метаморфизма: погружения (увеличение давления и циркуляции водных растворов); нагревания; гидратации (горные породы взаимодействуют с водными растворами); дислокационный метаморфизм (тектонические сдвиги); импактный (падение метеоритов, взрывы).

Предлагаем ознакомиться  Авантюрин синего цвета

Примеры камней метаморфического происхождения: гранаты, мрамор, кварциты, полевой шпат.

Минеральный состав

Химический и минералогический состав горных пород

В химическом составе магматитов выделяют петрогенные и редкие химические элементы. Петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав породы, в то время как редкие входят в эти фазы в виде примесей. Состав магматитов, чаще всего, отражают концентрациями ряда элементов в форме их оксидов (петрогенных окислов).

«Главными оксидами магматических образований являются: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O и K2O, H2O»[9] . Процентное содержание кремнезёма в породе служит определённым критерием её кислотности, в связи с чем термином «кислая порода» стали обозначать породы, богатые, а «основная порода» — бедные кремнезёмом, но обогащенные основаниями — СаО, MgO и FeO. Обратная зависимость между концентрациями этих оснований и кремнезёма весьма ярка выражена в ряду кислотности пород.

LIP на карте геологических провинций

LIP на карте геологических провинций

Подведем итоги

Таким образом, все камни (и не только драгоценные, т.к. классификация камней и минералов до сих пор продолжает совершенствоваться), могут быть минерального или органического происхождения.

Минеральное происхождение  — это три вида процессов, в результате которых образовывались горные породы и минералы:

  • магматическое;
  • осадочное и
  • метаморфическое.

Органическое происхождение имеют: аммолит, буранит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец и янтарь.

Распространение

Магматические породы, совместно с метаморфическими и переходными ультраметаморфическими преобладают в составе земной коры. На современной поверхности они широко представлены в областях длительного воздымания (кристаллических щитах и н.др.), подвижных поясах, больших магматических провинциях, областях активного вулканизма.

Наибольшим распространением пользуются породы нормального и субщелочного рядов. Причем базиты и ультрабазиты преобладают, слагая низы континентальной коры и почти целиком формируя кору океанического типа: базиты слагают, соответственно, «базальтовый» слой и верхи нижнего, а ультрабазиты — низы нижнего слоя, где представлены полнокристаллическими разностями.

Гранитоиды широко развиты в составе массивной континентальной коры и формируют её верхний «гранито-гнейсовый» слой. Нижний слой континентальной коры по В. В. Белоусову имеет «гранулит-базитовый» состав[10] , тогда как её средний модальный состав по Гольдшмидту — «андезитовый» (средний по содержанию кремнезема и нормальный по щелочам).

Кроме того, имеют место участки земной коры, в пределах которых магматизм проявился экстремально быстро и широко. Такие области получили название «больших магматических провинций» (large igneous province, LIP). С 11-ю такими провинциями связывают массовые вымирания живых организмов в истории Земли.

Генезис

Основная статья: Магматизм

Магматические породы являются конечными продуктами магматической деятельности, обусловленной глобальным и неравномерным тепломассапереносом из мантии к поверхности планеты. Магматические расплавы зарождаются в нижней коре и мантии вследствие уменьшения давления и/или повышения температуры. Являясь менее плотными по отношению к вмещающим образованиям, они стремятся «всплыть» на поверхность.

Выделяются несколько генетических серий магматических пород, состав которых эволюционирует от родоначальной глубинной магмы, отделяющейся от твердой фазы мантии и глубокой коры.

Дополнительные материалы

Эта страница в последний раз была отредактирована 21 марта 2020 в 20:09.