Давление внутри Земли. Горные породы, находящиеся в центре Земли, испытывают огромное давление со стороны вышележащих слоев.

Химический состав Земли. В Земле можно найти все химические элементы таблицы Менделеева. Однако количество их неодинаково, распределены они неравномерно. Например, в земной коре кислород составляет более 50 %, железо (Fе) – менее 5 % ее массы.

В составе З. преобладают железо, кислород, кремний и магний. В сумме они составляют более 90% массы З. Земная кора почти наполовину состоит из кислорода и более чем на 1/4 из кремния. Значительная доля принадлежит также алюминию, магнию, кальцию, натрию и калию.

Мантия состоит преимущественно из тяжёлых минералов, богатых магнием и железом. Они образуют соединения с SiO₂ (силикаты). Предполагается, что в нижней мантии под влиянием очень высокого давления эти минералы разложились на окислы (SiO₂, MgO, FeO).

Агрегатное состояние вещества земных недр обусловлено наличием высоких температур и давлений. Полагают, что часть вещества мантии находится либо в аморфном, либо частично в расплавленном состоянии из-за действия давления вышелижащих слоев Земли.

Внешнее ядро, находится в жидком (расплавленном) состоянии, поскольку поперечные сейсмические волны, не способные распространяться в жидкости, через него не проходят. С существованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного поля Вопрос 5. Понятие о минералах. Минералы первичные и вторич­ные, их образование и значение в формировании почвообразующих пород и почв

Минералы — это природные тела, самородные элименты или природные химические соединения, образующиеся в результате физико-химических процессов, протикающих в земной каре, в гидросфере или атмосфере без вмеша­тельства человека в эти процессы. В этом отличие минералов от искусственных продуктов, получаемых в лабораториях, на фабри­ках и заводах.

В зависимости от происхождения различают минералы первич­ные и вторичные.К первичным относятся минералы, образовавшиеся впервые в земной коре или на ее поверхности в процессе кристаллизации магмы. К первичным наиболее распространенным минералам относятся кварц, слюда.Вторичные минералы образовались при обычных условиях из продуктов разрушения первичных минералов вследствие вывет­ривания, при осаждении и кристаллизации солей из водных рас­творов или в результате жизнедеятельности живых организмов. Это — соль, гипс, бурый железняк.

Процессов, в результате которых образуются минералы, в при­роде наблюдается много. Различают следующие процессы: магма­тические, гидротермальные,гипергенные и метаморфические.

Основным процессом является магматический. Он связан с охлаждением и кристаллизацией расплавлен­ной магмы при различных давлении и температуре. Из минералов магматического происхождения образуются все пер­вичные кристаллические породы. Минералы, происхождение ко­торых связано с магмой и внутренним теплом Земли, называют первичными. К ним относятся ортоклаз, альбит и другие.

Пневматолитовый процесс – процесс образования минералов из газовой фазы. Минералы образуются из охлаждающихся горячих газов на поверхности извержений вулконов и в трещинах земной кары. Наиболее распространены из них пегматиты, апатит, биотит и другие.

Гидротермальный. Минералы образуются из восходящих горящих вод(жидкая фаза магмы) выделяющихся из магмы при ее остывании и кристаллизации на глубине. Образуются гидро­термальные минералы — пирит, золото, серебро и другие.

Гипергенные процессы происходят на поверхности Земли при обычных условиях под влиянием воды, температуры и других факторов. В результате этого растворяются и перемещаются раз­ные химические соединения, появляются новые (вторичные) ми­нералы, например сильвин, кварц, кальцит, бурый железняк. Преобразование одного и того же минерала при разных условиях может проходить неоди­наково.

Экзогенные процессы образования минералов происходят как на поверхности Земли, так и в коре выветривания. Для образования минералов экзогенного происхождения важное значение имеют процессы физического, химического и биологического выветри­вания.

В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов. Это происходит под влиянием колебаний температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в трещинах, вымывания частичек водой и т.п. Химическое выветривание заключается в частичном или полном разложении минералов под влиянием кислорода, атмосферных и грунтовых вод.

При метаморфическом процессе минералы образуются на боль­ших глубинах от поверхности Земли при изменении физико-хими­ческих условий (температуры, давления, концентрации химически активных компонентов). В этих условиях происходит преобразо­вание ранее образованных многих первичных и вторичных мине­ралов. Образуются разнообразные минералы.

Значение минераловв формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Минералы выступают как фактор плодородия почв, так как содержащиеся в них минеральные вещества оказывают влияние на питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.Минеральный, химический составы почвообразующих пород так же оказывают влияние на географию почв.

Вопрос 6. Физические свойства минералов и их значение для диагностики, формы нахождения минералов в природе.

Минералы — это природные тела, самородные элименты или природные химические соединения, образующиеся в результате физико-химических процессов, протикающих в земной каре, в гидросфере или атмосфере без вмеша­тельства человека в эти процессы.

Главными физическими свойствами являются цвет, блеск, плотность, твердость, спайность и т. д.
Цвет – способность минерала отражать или пропускать через себя ту или иную часть видимого спектра.Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски

Цвет черты – цвет минерала в порошке на белом фоне. Для определения цвета черты используют неглазурованную поверхность фарфора. По сравнению с окраской минералов цвет черты является более постоянным и имеет важное диагностическое значение. Минералы с металлическим блеском, как правило, имеют черную черту с разными оттенками, минералы со стеклянным блеском. Цвет минерала часто не совпадает с цветом его черты (Пример: пирит – цвет минерала соломенно-желтый, черта черная).
Блеск – способность минерала отражать свет. Интенсивность и характер блеска зависит от показателя преломления, отражательной способности и характера поверхности, от которой отражается свет. При условии, что свет отражается от ровной гладкой поверхности выделяют следующие типы блеска по возрастанию яркости: стеклянный,алмазный,полуметалл-й,металл-й
Кроме основных типов блеска выделяют: жирный, восковый, матовый.

Спайность — это способность минерала расщепляться или раскалываться в определенном направлении, давая при этом гладкие блестящие поверхности. Спайность обусловлена внутренней структурой минерала и не зависит от внешней формы. Чтобы охарактеризовать спайность определяют: степень ее совершенства; форму, по которой кристалл раскалывается; в некоторых случаях указывают угол между плоскостями спайности.

Степень совершенства спайности определяют по следующей условной шкале:

· весьма совершенная – минерал легко раскалывается на тонкие пластинки или листы

· совершенная – кристаллы раскалываются на более толстые пластинки

· средняя – поверхность раскола не всегда ровная

· несовершенная – поверхность скола неровная

Твердость – степень сопротивления минерала механическому воздействию (давлению, царапанию, шлифованию). В обычно на практике определяют относительную твердость путем царапанья одного минерала другим. Для этого используют шкалу Мооса, в которой имеется 10 эталонных минералов, пронумерованных в порядке увеличения твердости.

Минералы обладают и другими свойствами, такими как магнитность, ковкость, хрупкость, упругость, радиоактивность, растворимость и др.

Формы нахождения минералов в природе разнообразны и зависят от их химического состава, внутреннего строения и, главным образом, от условий образования.Многие из них служат важными диагностическими признаками при определении минералов.Отражая условия образования, они позволяют судить о происхождении минералов.В природе минералы встречаются либо в виде отдельных кристаллов или сростков минералов, либо в виде скоплений минеральных зерен. Форма кристаллов разнообразна и отражает как состав и внутреннюю структуру минерала, так и условия образования. В наиболее общем виде форма или внешний облик кристаллов характеризуется степенью изометричности, соотношении их длины, ширины, толщины. В зависимости от этого выделяется три группы кристаллов:

1) изометричные кристаллы – равномерно развитые во всех трех направлениях;

2) удлиненные (длина значительно преобладает над шириной). Среди них выделяют столбчатые, игольчатые, лучистые, волокнистые и другие разновидности;

3) уплощенные (толщина меньше ширины) - листовые,чешуйчатые и т.п.

Чаще всего встречаются следующие формы нахождения минералов:

Друзы, представляющие скопления кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию.

Секреции – результат постепенного заполнения пустот в горных породах минеральным веществом, отлагающимся на их стенках

Конкреции – округлые образования, возникшие путем осаждения минерального вещества вокруг какого-нибудь центра кристаллизации

Оолиты- мелкие округлые образования обычно концентрического строения

Жеоды представляют собой пустоты разной величины в горной породе, заполненные минеральным веществом.

Сталактиты – минеральные образования свисающие со сводов пещер в виде сосулек

Сталагмиты - минеральные образования растущие вверх со дна пещер

Вопрос 7. Принципы современной классификации минералов, ос­новные классы минералов (назвать представителей минера­лов каждого класса).

Сегодня большинство из классификаций минералов построено по структурно-химическому принципу. Также существует много вариантов других классификаций.

Наиболее широко используется классификация по химическому составу и кристаллической структуре. Вещества одного химического типа часто имеют близкую структуру, поэтому минералы сначала делятся на классы по химическому составу, а затем на подклассы по структурным признакам.

Общепринятая в настоящее время кристаллохимическая классификация минералов выглядит следующим образом:

Класс 1. Самородные элементы.
Класс 2. Сульфиды и их аналоги (арсениды, теллуриды); сульфосоли.
Простые сульфиды: галенит, сфалерит, халькопирит, халькозин, борнит, пирротин, пентландит, антимонит, киноварь.
Сложные сульфиды: молибденит, аурипигмент, реальгар и нек. др.
Дисульфиды: пирит, марказит, арсенопирит.
Сульфосоли: блеклые руды.
Класс 3. Оксиды и гидроксиды: шпинель, магнетит, хромит, корунд, гематит, ильменит, рутил, касситерит
Класс 4. Галогениды: флюорит, галит, сильвин, бишовит, карналлит.
Класс 5. Карбонаты: кальцит, магнезит, сидерит, доломит, арагонит, смитсонит, родохрозит, церрусит, малахит,
Класс 6. Сульфаты: барит, целестин, ангидрит, тенардит, гипс, мирабиллит, гр. алунита, водные сульфаты.
Класс 7. Фосфаты, арсенаты, ванадаты: монацит, апатит, вивианит, эритрин, аннанбергит, скородит, бирюза,
Класс 8. Силикаты
Класс 9. Органические соединения

Классы подразделяются на подклассы. В большинстве классов выделяются подклассы минералов с цепочечной, слоистой и каркасной структурами.

Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.

Самородные эллименты.В эту группу входят около 20 минералов, встречающихся в природе в чистом виде, или по меньшей мере, в свободной форме. Все они делятся на : металлы, полуметаллы и металлоиды.

Основные самородные металлы – это золото, серебро, медь, платина, иридосмин и очень редко железо и никель. К полуметаллам относятся сурьма, мышьяк и висмут. К металлоидам – сера и углерод в форме алмаза и графита

Поиск по сайту: