Лекция ©7 Минералы и горные породы

            Горные породы. К ним относятся природные сочетания минералов, относительно постоянного химического состава, которые образуют самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Изучением горных пород занимается наук петрография (петро - скала, графо - описание). По происхождению горные породы подразделяются на: осадочные, магматические и метаморфические. Магматические и метаморфические составляют более 90 % массы земной коры, остальные 10% приходится на долю осадочных пород. Вместе с тем осадочные горные породы покрывают 75% площади земной поверхности.

        Магматические горные породы образуются в результате внедрения магмы по разломам из мантии. Из магматических пород наиболее распространенными являются гранит и базальт. Гранит - кристаллическая интрузивная горная порода. Состоит из полевых шпатов, кварца, слюды, и других минералов. Используется как строительный и декоративный материал. Базальт - эффузивная порода, черного цвета. Базальт слагает ложе океанов и значительные площади на континентах. Его используют как строительный материал. Что такое батолиты, штоки, жилы, потоки, габбро? (задание для СРС)

         Осадочные горные породы образуются в поверхностной части земной коры в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадков из воды, жизнедеятельности организмов. В зависимости от способа образования различают обломочные, химические (хемогенные), органогенные (биогенные), глинистые породы. Обломочные породы бывают рыхлыми и сцементированными, по величине выделяют мелкообломочные, среднеобломочные, грубообломочные. Хемогенные породы образуются в результате осаждения из воды морей, лагун, озер растворенных в ней химических соединений. Органогенные породы образуются в результате накопления остатков растений и животных и продуктов их жизнедеятельности. Глинистые породы - наиболее широко распространенные осадочные породы. Они состоят из продуктов механического и химического разрушения различных пород.

      Задание для СРС. Выписать характерные для каждой группы горные породы и дать их краткую характеристику.

     Метаморфические горные породы возникают в результате глубокого изменения различных осадочных и магматических горных пород, оказавшихся на глубине, под влиянием высокой температуры, давления, горячих водных растворов и газов. Наиболее распространенными являются гнейсы. Они образуются в результате метаморфизма гранитов и многих осадочных пород. Базальты  в результате метаморфизма образуют амфиболы, песок превращается в кварциты, глина в глинистый сланец. Известняки и доломиты в результате перекристаллизации превращаются в мрамор, каменный уголь в графит.

       Задание для СРС. Выписать характерные для каждой группы горные породы и дать их краткую характеристику по учебнику Никоновой и Данилова (твердость, плотность, цвет, цвет черты, блеск, спайность, излом, прозрачность).

      Минералы - химические соединения, образовавшиеся в результате природных процессов и обладающие определенным химическим составом и физическими свойствами. Минералами занимается наука минералогия. Минералы обычно твердые тела, но могут быть и жидкими, например нефть, вода, ртуть и газообразными (метан, диоксид углерода, сероводород). Свойства минералов на семинарском занятии.                       

      Самородные элементы. В этот класс входят минералы, состоящие из одного химического элемента. Известно около 80 самородных элементов, включая и газы: азот, кислород, водород, инертные газы.

Золото. Встречается главным образом в самородном состоянии. Обычно золото распространено в виде мельчайших зерен. Иногда встречаются самородки в несколько грамм, и даже килограмм. Так в Австралии был найден самородок весом 93, 5 кг. Цвет золотисто-желтый, блеск металлический. Чистое золото довольно мягкий металл, с твердостью 2,5-3. Характерным признаком является также большая плотность. Минерал обычно содержит примесь в виде твердого раствора серебра, реже меди. С увеличением доли серебра появляется белый оттенок.  Ценность золота обусловлена не только его редкостью, но и малой химической активностью. На воздухе оно абсолютно не изменяется, не действуют на него и большинство кислот. Его растворяет только <царская водка> - смесь соляной и азотной кислоты.  Происхождение золота - гидротермальное - оно выделилось из горячих водных растворов, связанных с кислой и средней магмой. Золото ковкий, тягучий металл с высокой электропроводностью. На воздухе не окисляется. Широко используется в технике, медицине, ювелирном деле. Наиболее крупные месторождения: в Бурятии - Окинский район  (Зуун-Холба), Баунтовский район (Ирокинда), Хоринский район (верховья реки Курбы); в России - Восточная Сибирь, Урал, Алтай; в мире - Южная Африка, США, Канада, Австралия.

Платина. В чистом виде встречается редко. Известны твердые растворы в платине железа, палладия, меди, никеля иридия. Платина встречается в виде зернистых масс, иногда образующих самородки массой в несколько грамм. Самородки более килограмма встречаются очень редко. Цвет платины серебрянно-белый, твердость 4 - 4,5. Встречается в коренных месторождениях и россыпях.  Платина обладает высокой электропроводностью, химической стойкостью и тугоплавкостью. Она имеет очень большое значение для современной промышленности. Ее используют для изготовления химических катализаторов, электрических контактов, измерительных эталонов, химической посуды, в ювелирном деле. Крупнейшие месторождения: в России - Средняя Сибирь (Норильск), Урал, Алданское нагорье; в мире - ЮАР, Канада, США.

Графит. Название происходит от греческого графо - <пишу>. Встречается виде тонкочешуйчатых, землистых агрегатов, пластинок. Цвет темно-серый, железисто-черный. Цвет четы - свинцово- черный. Блеск полуметаллический. Твердость 1. Огнеупорен, Спайность совершенная. Происхождение магматическое и метаморфическое. Может образовываться из угля при высокой температуре или при повышенном давлении.  Применяется в металлургии, в электронике, атомной промышленности, полиграфии, производстве карандашей, как смазочный материал. Основные месторождения: в Бурятии - Боярск, Улур - (Курумканский район), Бурлаковское (Прибайкальский район); в России - Красноярский край; в мире - Шри-Ланка, Чехия, США.

Алмаз. Алмаз - ценнейший драгоценный камень. Имеет мощную кристаллическую решетку. Минерал прозрачный, иногда бесцветный. Под влиянием примесей может быть желтоватым, бурым, зеленым, черным, розовым. Блеск - алмазный. Спайность весьма совершенная. При температуре 1500 градусов Цельсия переходит в графит. При нагревании сгорает с образованием углекислого газа. Происхождение алмаза - магматическое. Основные месторождения: в России - Урал, Якутия, Архангельская область; в мире  -  Конго, ЮАР. Ботсвана, Намибия, Индия. Алмаз широко используется в ювелирном ремесле. Искусственно ограненный алмаз называется - бриллиантом. Алмаз также используется в строительной промышленности, металло- и камнеобработке. Широко используют при бурении скважин, резки стекла.

Сера. Самородная сера представляет собой ярко-желтые кристаллы или их сростки. Кристаллы серы обычно прозрачны, они имеют жирный и алмазный блеск, низкую твердость (2). Черта бесцветная, спайность совершенная, излом неровный, горит с выделением сернистого газа. Самородная сера содержится в осадочных породах, где возникает в результате жизнедеятельности некоторых видов бактерий. Сера нередко встречается в вулканических районах.  На заре человеческой цивилизации серу использовали в медицинских и косметологических целей. Позднее из нее стали изготавливать серную кислоту, удобрения, порох. В настоящее время используется в бумажной, резиновой, лакокрасочной отраслях химической промышленности.   Основные крупные месторождения: США, Туркмения, Украина,  Италия, Польша, в России - Урал, Поволжье, Камчатка, Курильские острова.   

Медь. Это метал красноватого цвета, по физическим свойствам очень похожий на золото. Но медь не так устойчива к внешним воздействиям и обычно покрыта черными или зелеными корочками (оксидами солей). Встречается медь в виде руды, может образовывать самородки.  Обладает высокой электропроводностью, благодаря чему является хорошим материалом для производства электрических проводов и некоторых электроприборов. Основные месторождения (Урал, Кипр, Центральный Китай, Испания, США, Чили, Заир, Перу).    

Серебро. Подобно золоту отличается высокой пластичностью, ковкостью, электропроводностью. В природе серебро встречается в самородном состоянии и в сплаве с золотом или серой. Основными его источниками служат руды, образовавшиеся при извержениях наземных и подводных вулканов, а также при застывании гранитной магмы на глубине. Основным потребителем серебра является кино и фото индустрия.     

          Сульфиды (сернистые соединения).

Галенит (свинцовый блеск). Свинцово - серый минерал с металлическим блеском, совершенной спайностью, черта серовато-серая, твердость (2-3). Происхождение гидротермальное. Галенит - основная свинцовая руда, используется в изготовлении электродов, аккумуляторов, кабелей, при производстве хрусталя, красок, в военной и атомной  промышленности. Основные месторождения: Алтай, Приморский край, Австралия, Канада, США.      

Сфалерит. (цинковая обманка). Он отличается алмазным блеском, совершенной спайностью. Цвет в зависимости от примеси железа  - от светло-желтого до черного.  Черта белая, может быть бурой и коричневой. Твердость (3-4), происхождение гидроминеральное, выделяются из горячих водных растворов. Цинк используют для предохранения железа от коррозии, применяют также в электротехнике, машино - и приборостроении, в химической, медицинской, строительной промышленности.     

Пирит (серный колчедан). Самый распространенный из класса сульфидов. Этот минерал имеет соломенно-желтый цвет, металлический блеск, цвет черты - зеленовато-черный, отличается довольно высокой твердостью (6,5). Пирит встречается в горных породах разного происхождения, образует большие залежи в гидроминеральных жилах.  Добывается в Испании, Японии, ЮАР, Норвегия, в России - Урал, Башкотарстан. 

Халькопирит (медный колчедан). Это главная медная руда, минерал латунно-желтого цвета с металлическим блеском. Твердость (3,5-4).  Спайность несовершенная, излом неровный. Основные месторождения: Германия, Канада, Испания, у нас - Урал, Алтай.

          Галоидные соединения. Получили свое название из-за того, что в состав этих минералов входят фтор, хлор, бром, йод.   

Галит (каменная соль) В очищенном виде это не что иное, как поваренная соль. Галит - прозрачный или полупрозрачный минерал со стеклянным блеском, обычно бесцветный, но примеси могут окрашивать его в серый, красный или коричневый цвет. Обладает совершенной спайностью. Используют как пищевой продукт, сырье для производства серной кислоты, соды. В природе он часто образует большие залежи - слои толщиной в сотни метров. Основные месторождения галита возникли при отступлении, высыхании древних морей. Много кристаллов галита можно обнаружить  в водах и на берегу соленых озер. Основные районы добычи: Пермская область (Соликамск), Астраханская область (Баскунчак), Белоруссия, Германия, Польша.  

Флюорит Окраска этого минерала разнообразна. Он бывает зеленым, фиолетовым, черным, желтым, розовым, коричневым, красным. Порой смена цветов происходит в пределах одного минерала. Имеет стеклянный блеск и совершенную спайность.     

Сильвин. Цвет либо красный, либо синий. Используется при производстве калийных удобрений, в стекольной и лакокрасочной промышленности, мыловарении, медицине. 

         Карбонаты. Соли угольной кислоты.

Кальцит (известковый шпат). Он обычно бывает белым, серым, бурым, зеленым, желтым, розовым и даже черным. Блеск стеклянный. Его кристаллы обладают совершенной спайностью. Основная часть кальцита в природе содержится в многокилометровых толщах осадочных пород - известняков, в метаморфизированных известняках - мраморах. Все они почти целиком сложены из карбонатных останков обитателей древних морей - морских лилий, ежей, раковин моллюсков. Используется в оптической промышленности для производства микроскопов и призм. Добыча ведется в Якутии, на Северном Кавказе, в Исландии, Германии. 

Доломит. Цвет светло-серый, может быть желтым, зеленым. Блеск стеклянный, твердость (3,5-4), спайность совершенная, имеет осадочное происхождение. Применяется в металлургии, как огнеупорный  материал, в строительной индустрии, при производстве цемента. Месторождения: Урал, Поволжье, Подмосковье.   

Малахит.  Малахит образуется при растворении медных руд и отложении получившихся соединений в трещинах и пустотах горных пород.   Минерал, содержащий углекислую соль меди, которая придает ему сочный зеленый цвет разных оттенков. Его игольчатые кристаллы и почковидные массы с концентрическими рисунками из волнистых полос используются для производства украшений, сувениров, мебели, и в строительстве. Основное месторождение малахита в России - Центральный Урал.  Также малахит добывают в Иране,  Заире, Израиле. 

          Сульфаты.

Гипс.  Минерал белого, серого, желтоватого цвета, иногда он прозрачен или полупрозрачен. Имеет стеклянный блеск, весьма совершенную спайность, твердость (2). Черта бесцветная. Образуется осадочным путем в высыхающих соленых водоемах.  В качестве поделочных камней известны алебастр (волокнистая разновидность гипса) и селенит - порода, состоящая из мелкокристаллического гипса. В большинстве случаев входит в состав осадочных пород. Гипс используют в строительстве, медицине, бумажной отрасли, и как удобрение.  

Ангидрит. Цвет белый, серый, красный. Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость 3-3,5, спайность совершенная, в присутствии воды переходит в гипс, при этом увеличивается в объеме. Крупнейшие месторождения: Приамурье, Урал, Индия, Германия. 

         Фосфаты. Соли фосфорной кислоты

Апатит. Это очень изменчивый по цвету минерал: он бывает и желтым и зеленым, и синим и фиолетовым и красным. Его можно найти во многих магматических породах. Цвет черты бесцветный, блеск стеклянный жирный, твердость 5, спайность не совершенная, излом неровный. Происхождение осадочное и магматическое. Апатит используют для получения фосфорных удобрений, фосфора и его соединений, в химической промышленности. Крупное месторождение - район Хибинских гор (Кольский полуостров)   

            Оксиды и гидрооксиды.

Кварц. Наиболее известная разновидность кварца - горный хрусталь. Это бесцветный или прозрачный камень. Самый известный из кварцев это аметист. Он может быть от кроваво-красного до голубовато-сиреневого. Его добывают на острове Мадагаскар, В Бразилии, Урале, Кольском полуострове.     

Халцедон. Слоистый камень. Среди его разновидностей  выделяются: оранжевый сердолик, яблочно-зеленый хризопраз и другие. Халцедон неоднородный по окраске в виде слоев или полос называется агатом. Он относится к самым популярным поделочным камням. Из него делали наконечники копий, черенки ножей, украшения и талисманы.     

Гематит (красный железняк).   Цвет минерала варьируется от темно-красного до черного. Цвет черты - вишнево-красный. Имеет полуметаллический или алмазный блеск.  

Магнетит (магнитный железняк). Обладает черным цветом и сильной магнитной способностью. Встречается в магматических и метаморфических породах.

       Силикаты.

Топаз. Он бывает желтоватым (винный топаз), розовым, синим и бесцветным. Это твердый минерал (8) имеет большую плотность, обладает совершенной спайностью. 

Слюда.  Всем видам слюды свойственны небольшая твердость и весьма совершенная спайность: даже пальцами их кристаллы можно расщепить на зеркально-гладкие пластинки. Слюды обычно встречаются в виде мелких чешуек в разнообразных горных породах и их легко заметить на сколе любого гранитного булыжника. Мусковит и биотит разновидности слюды распространены в магматических и метаморфических породах.    

Мусковит. Имеет серовато- белую окраску. Когда еще не научились делать стекло, его роль часто выполняли пластинки слюды-мусковита. В Европу этот минерал везли из России, поэтому его так и назвали (мусковит - московский).   

Биотит. Минерал темно-бурого или зеленовато-черного цвета.

Тальк. Этот минерал отличается крайне низкой твердостью, из-за этого кажется жирным на ощупь. В природе он обычно встречается в виде плотных масс серого, желто-зеленого цвета.  

Полевой шпат.  Более чем наполовину горные породы земной коры сложены из минералов относящихся к полевым шпатам. Они преобладают в гранитах, их мельчайшие пластинки пронизывают базальтовые породы.

        Органические соединения.

Янтарь. Или окаменевшая смола хвойных деревьев. В Греции его называют - электрон, в Италии - амбра, в России вначале называли - алатырь, а затем за этим минералом закрепилось название янтарь. Химический состав янтаря: углерод, водород, кислород.  В виде примесей в нем встречаются кремний, алюминий, сера, азот, железо. Он является аморфным минералом, без кристаллической решетки. При нагревании до + 180 градусов янтарь размягчается, а при температуре + 340 градусов плавится. Основные месторождения: в России - Калининградская область, в мире - Литва, Латвия, Польша, Бирма, Великобритания. Румыния, Италия, США. Золотистые бусы из янтаря в старину семейские одевали на счастье невестам перед свадьбой. Янтарные ожерелья или янтарины носили и кормящие женщины, чтобы ничего дурного не перешло от них к маленькому ребенку, а также использовали как лекарственное средство от заболевания щитовидной железы и дифтерии или <горлянки>.

 

 

 

         Задание для СРС. Заполните таблицу используя материал учебника и дополнительную литературу. 

 

Класс

Название

Формула

Генезис, происхождение

Месторождения, страна

Использование в народном хозяйстве

Самородные элементы

Золото

 

 

 

 

Платина

 

 

 

 

Серебро

 

 

 

 

Медь

 

 

 

 

Графит

 

 

 

 

Алмаз

 

 

 

 

Сера

 

 

 

 

Сульфиды

Галенит

 

 

 

 

Сфалерит

 

 

 

 

Пирит

 

 

 

 

Халькопирит

 

 

 

 

Галлоидные соединения

Галит

 

 

 

 

Сильвин

 

 

 

 

Карбонаты

Кальцит

 

 

 

 

Доломит

 

 

 

 

Малахит

 

 

 

 

Сульфаты

Гипс

 

 

 

 

Ангидрит

 

 

 

 

Фосфаты

Апатит

 

 

 

 

Фосфорит

 

 

 

 

Оксиды

Кварц

 

 

 

 

Халцедон

 

 

 

 

Гематит

 

 

 

 

Магнетит

 

 

 

 

Силикаты

Топаз

 

 

 

 

Слюды (Мусковит)

 

 

 

 

Биотит

 

 

 

 

Тальк

 

 

 

 

Каолин

 

 

 

 

Полевой шпат

 

 

 

 

Органические соединения

Янтарь