Минералы - это составные части горных пород, характеризующиеся тем или иным химическим составом и структурой. Горная порода обычно представляет собой смесь различных минералов.
Наша планета и все, что нас окружает, практически полностью состоит из минералов. 
Несмотря на такое разнообразие, далеко не все способны различать их с первого взгляда, более того, многие путают понятия минерал и горная порода. Поэтому для начала отметим, что горная порода обычно формируется двумя или более минералами .
Кварц. Представлен в граните в виде небольших прозрачных или полупрозрачных кристаллов. Кварц - самый распространенный минерал земной коры. На фотографии запечатлен молочный кварц.
Слюда. Обычно имеет темный блестящий цвет. На снимке показана разновидность слюды биотит.
Полевой шпат. Часто встречающийся в горной породе минерал. Разновидность на фотографии называется ортоклаз и характеризуется светлым цветом, варьирующимся от белого до бледно-розового.
СОСТАВ И СТРУКТУРА
Подавляющее большинство минералов - твердые тела, однако встречаются и жидкие. Обычно минералы характеризуются особым химическим составом и упорядоченной атомной структурой.
ПОХОЖИЕ И РАЗНЫЕ
Алмаз и графит хорошо иллюстрируют разницу между составом и структурой. Оба они состоят из чистого углерода. Но если алмаз - самый твердый из известных минералов и его невозможно поцарапать другим минералом, то графит настолько мягок, что идет на изготовление карандашных грифелей. Несмотря на одинаковый химический состав, они имеют различную структуру, то есть атомы углерода группируются по-разному и образуют различные минералы.
Самые распространенные минералы земли
Сегодня науке известно свыше 3500 видов минералов, однако широко представлены в земной коре чуть более двухсот.
Некоторые из минералов когда-то были органическим веществом. Так, например, янтарь - это окаменелая смола древних хвойных деревьев.
Ежегодно геологи и ученые открывают новые минералы, правда, иные из них столь редки, что находятся лишь в нескольких экземплярах. До настоящего момента обнаружено более 3500 минералов, из которых только несколько десятков, во главе с кварцем, широко распространены на поверхности земли.
ГРУППА СИЛИКАТОВ
Это класс минералов солей кремниевой кислоты. На долю силикатов приходится свыше 75% массы земной коры и около 28% минералов. Всего в природе известно более 700 видов силикатов, включая важнейшие породообразующие - кварц, полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды и другие.
Большая часть минералов состоит из двух и более элементов. Тем не менее существует группа одноэлементных минералов, так называемых самородных элементов , которых насчитывается около 20 видов. Многие из этих минералов - металлы, такие как золото, серебро, платина, медь, железо и другие. Кроме того, к одноэлементным минералам относятся алмаз, графит, сера и теллур.
Минералами являются вещества, которые имеют неорганическую основу, они, как правило, входят в состав земной коры, а большая часть всех существующих минералов добывается именно там. Этим понятием обозначает твердое неорганическое кристаллическое вещество, иногда под ним еще подразумевают органические, аморфные и некоторые другие продукты такие, как, например, горные породы, которые, строго говоря, не могут быть отнесены к минералам.
Кроме того, иногда так называют природные вещества, которые в природном состоянии представляют из себя жидкость, например, самородная ртуть, которая превращается в кристаллическое вещество только при достаточно низких температурах. Кстати, лед тоже относят к минералам, расплавом которого является вода. А вот нефть, асфальты и битумы не следует сюда относить, хотя часто их выделяют в особый класс - органические минералы.
В настоящее время науке известно пять тысяч минералов и их разновидностей. Все существующие минералы обычно делят на две группы - металлические и неметаллические. Металлические и неметаллические минералы отличаются друг от друга по характерному блеску. Так, металлические имеют, соответственно, металлический блеск, а неметаллические лишены его.
К металлическим минерам можно отнести бокситы, медную руду, красный железняк, свинцовый блеск, серный колчедан. К неметаллическим относятся: горный хрусталь, каменная соль, алмаз, сфалерит, кальцит, кварц, асбест. Таким образом, мы видим, что драгоценные камни - это тоже минералы. Кстати, раз уж мы уже стали говорить о металлическом и неметаллическом блеске, давайте выясним, как именно эти блески отличают один от другого. Среди металлического блеска выделяют два основных типа - 1) тот, который напоминает поверхность излома металла 2) и тот, который отличается большей тусклостью и напоминает потускневшие от времени металлы. Виды неметаллических блесков более разнообразны. Это и (1) стеклянный блеск, и (2) алмазный блеск, и (3) шелковистый блеск, и даже так называемые (4) жирный и (5) восковой блески.
Интересным фактом является то, что пять тысяч существующих минералов образовались именно на Земле уже непосредственно после того, как образовалась Солнечной системы. В изначальной пыли, из которой она образовалась, содержалось около десятка минералов, остальные же появились в результате движения тектонических плит. Наша планета отличается от всех остальных именно тем, что она имеет мозаику тектонических плит, которые постоянно перемещаются и сталкиваются друг с другом. По одной из гипотез, когда Земля только зародилась, плиты, из которых она состояла, двигались и толкались, генерируя огромное тепло и давление. Таким образом, на планете образовалась тысяча минералов. Затем на планете стали зарождаться первые формы жизни. Микроскопические водоросли стали вырабатывать углекислый газ. Именно благодаря этому большая часть атмосферы превратилась в пригодные для еды углеводы. В результате этого получился кислород. Он начал образовывать химические соединения практически со всем, с чем только можно. Может быть, в это трудно поверить, но почти половина скальных пород Земли состоят именно из углевода.
В то время, как кислород всасывался в атмосферу Земли, углевод всасывался в моря. Так, углевод стал основой миллионов органических соединений - углеводы, кислоты, белки, жиры. Стали появляться новые живые существа и по мере усложнения жизненных форм, стали появляться и новые формы жизни. Морские существа проживали свою жизнь и, в конце концов, умирали и опускались на дно моря. Толстые слои раковин и скелетов превратились в известняк, мел и мрамор. Ил гниющих растений создавал ингредиенты для залежей угля и нефти, которую, как мы говорили, не всегда относят к минералам. Таким образом, две трети минералов - это в прошлом живые существа, а эволюция на Земле происходила по двум фронтам - среди живых существ и среди минералов.
Природа дает человеку возможность пользоваться производимыми ею благами. Поэтому люди живут вполне комфортно и имеют все необходимое. Ведь вода, соль, металлы, топливо, электричество и много другое - все создается естественным путем и в дальнейшем преобразуется в нужную для человека форму.
То же самое касается и таких продуктов природы, как минералы. Эти многочисленные разнообразные кристаллические структуры являются важным сырьем для огромного количества самых разнообразных промышленных процессов в хозяйственной деятельности людей. Поэтому рассмотрим, какие бывают виды минералов и что вообще представляют собой эти соединения.
Минералы: общая характеристика
В общепринятом в минералогии смысле под термином "минерал" понимается твердое тело, состоящее из химических элементов и обладающее рядом индивидуальных физико-химических свойств. Кроме того, образовано оно должно быть только естественным путем, под влиянием тех или иных природных процессов.
Минералы могут быть образованы как простыми веществами (самородные), так и сложными. Пути их формирования также различны. Существуют такие процессы, способствующие их образованию:
Крупные агрегаты минералов, собранные в единые системы, называются горными породами. Поэтому путать эти два понятия не следует. Горные минералы добываются именно путем дробления и обработки целых кусков пород.
Химический состав рассматриваемых соединений может быть разным и содержать большое количество разных веществ-примесей. Однако всегда есть одно главное, которое доминирует в составе. Поэтому именно оно и является определяющим, а примеси не учитываются.
Строение минералов
Структура минералов - кристаллическая. Существуют несколько вариантов решеток, которыми она может быть представлена:
- кубическая;
- гексагональная;
- ромбическая;
- тетрагональная;
- моноклинная;
- тригональная;
- триклинная.
Классифицируют эти соединения по химическому составу определяющего вещества.
Виды минералов
Можно привести следующую классификацию, которая отражает основную часть состава минерала.
Помимо выше обозначенных групп, встречаются также органические соединения, формирующие целые природные залежи. Например, торф, уголь, уркит, оксолаты кальция, железа и прочие. А также несколько карбидов, силицидов, фосфидов, нитридов.
Самородные элементы
Это такие минералы (фото можно увидеть ниже), которые образованы простыми веществами. Например:
Часто эти вещества встречаются в виде крупных агрегаций с другими минералами, кусками горных пород и рудами. Добыча и их использование в промышленности имеют важное значение для человека. Они - основа, сырье для получения материалов, из которых впоследствии изготавливают самые разные предметы быта, конструкции, украшения, приборы и прочее.
Фосфаты, арсенаты, ванадаты
В эту группу входят породы и минералы, которые имеют преимущественно экзогенное происхождение, то есть встречаются в наружных слоях земной коры. Внутри формируются только фосфаты. Солей фосфорной, мышьяковой и ванадиевой кислот на самом деле достаточно много. Однако, если рассматривать общую картину, то в целом процентное их содержание в коре небольшое.
Можно выделить несколько самых распространенных кристаллов, которые относятся к этой группе:
- апатит;
- вивианит;
- линдакерит;
- розенит;
- карнотит;
- паскоит.
Как уже отмечалось, данные минералы формируют горные породы достаточно внушительной величины.
Оксиды и гидроксиды
В данную группу минералов входят все оксиды, и простые, и сложные, которые образованы металлами, неметаллами, интерметаллидами и переходными элементами. Общее процентное содержание данных веществ в земной коре - 5%. Единственное исключение, которое относится к силикатам, а не к рассматриваемой группе, - это оксид кремния SiO 2 со всеми его разновидностями.
Можно привести огромное количество примеров подобных минералов, однако обозначим самые распространенные:
- Гранит.
- Магнетит.
- Гематит.
- Ильменит.
- Колумбит.
- Шпинель.
- Известь.
- Гиббсит.
- Романешит.
- Холфертит.
- Корунд (рубин, сапфир).
- Боксит.
Карбонаты
Данный класс минералов включает в свой состав достаточно большое разнообразие представителей, которые также имеют важное практическое значение для человека. Так, существуют следующие подклассы или группы:
- кальцит;
- доломит;
- арагонит;
- малахит;
- содовые минералы;
- бастнезит.
Каждый подкласс включает в свой состав от нескольких единиц до десятков представителей. Всего насчитывается около ста разнообразных минеральных карбонатов. Самые распространенные из них:
- мрамор;
- известняк;
- малахит;
- апатит;
- сидерит;
- смитсонит;
- магнезит;
- карбонатит и прочие.
Некоторые ценятся как очень распространенный и важный строительный материал, другие используются для создания ювелирных изделий, третьи находят применение в технике. Однако все являются важными, и добыча их ведется очень активно.
Силикаты
Самая многообразная по внешним формам и количеству представителей группа минералов. Такое варьирование обусловлено тем, что атомы кремния, лежащие в основе их химического строения, способны соединяться в разного вида структуры, координируя вокруг себя несколько атомов кислорода. Так, могут формироваться следующие типы конструкций:
- островные;
- цепочечные;
- ленточные;
- листовые.
Данные минералы, фото которых можно видеть в статье, известны каждому. По крайней мере некоторые из них. Ведь к ним относятся такие как:
- топаз;
- гранат;
- хризопраз;
- горный хрусталь;
- опал;
- халцедон и прочие.
Они находят применение в ювелирном деле, ценятся как прочные конструкции для использования в технике.
Можно также привести в пример минералы, названия которых не так известны для простых людей, не связанных с минералогией, но тем не менее они очень важны в промышленности:
- Датонит.
- Оливин.
- Мурманит.
- Хризокол.
- Эвдиалит.
- Берилл.
|
В состав минералов входит большинство химических элементов периодической системы. Различают видообразующие элементы – Si, O, H, Al, Ca, Na, Mg, Cu, Pb, S, и др. Минералы представлены следующими основными типами химических соединений: простыми веществами или самородными элементами – самородная сера, графит, самородная медь, золото, платина и др.; оксидами и гидрооксидами: корунд Al2O3, рутил TiO2, куприт Cu2O и др.; солями различных кислородсодержащих и бескислородных кислот: галит NaCl, пирит FeS2, кальцит CaCO3, барит BaSO4 и др. Для многих солей характерны комплексные анионы (радикалы): в силикатах 4+, в карбонатах [СО3]2-, в фосфатах [РО4]3- и др. Способность минералов к образованию соединений переменного состава называется изоморфизмом (греч. «изоа» – одинаковый; «морфо» – форма), который состоит во взаимном замещении атомов и ионов в кристаллических решетках минералов без нарушения их строения. Изоморфизм обусловлен близостью свойств атомов и ионов, а также воздействием температуры, давления, концентрацией компонентов. Пример. Изоморфный ряд группы плагиоклазов (кл. силикаты и п / кл. полевые шпаты), крайние члены которых альбит Na и анортит Ca . |
11.Физические свойства минералов.
1. Цвет – окраска минералов м. б. нескольких видов:
- идиохроматическая – свойственна минералу (малахит, бирюза);
- аллохроматическая – привнесенная примесями других минералов или газовыми включениями (сердолик, розовый кварц);
-псевдохроматическая – ложная окраска, вызванная интерферен-й световых лучей, (иризация, побежалость);
Иризация – псевдоокраска, к-ая возникает внутри кр-ла. Иризация (от греч. íris - радуга), оптическое явление, заключающееся в появлении радужной игры цветов на гранях и плоскостях спайности некоторых минералов (например, кальцита, лабрадора, опала и др.) при прохождении света.
Побежалость – тонкая радужная пленка на поверхностности минерала, резко отличающаяся от окраски остальной его массы. Причиной П. является наличие на поверхности зёрен минерала тонких плёнок, образовавшихся в результате его изменения (например, под воздействием кислорода) и вызывающих радужный световой эффект (см. Иризация). Характерна для борнита, халькопирита, лимонита и др. На свежей поверхности излома минералов П. не наблюдается.
2. Цвет черты – окраска тонкого порошка минерала, оставляемого им при царапании о не глазурованную фарфоровую пластинку (бисквит). Тв-ть по шкале Маоса (5-6) 6-7. Черта не совпадает: пирит – латунно-желтая окраска, цвет черты черный; гематит – черная окраска, цвет черты красно-коричневый.
3. Прозрачность . Способность минерала пропускать через себя свет. Оценивается на качественном уровне путем просмотра минерала на просвет. По этому признаку:
Прозрачные (кварц, исландский шпат, хрусталь);
Полупрозрачные (гипс);
Просвечивающие в краях (опал);
Не прозрачные (пирит, гематит).
4.Блеск – способность минералов отражать падающий свет, зависит от показателя преломления минерала. Блеск минерала обусловлен отражением от поверхности граней кристалла или излома. Различают Ме и неМе
1. Минералы с металлическим и металловидным блеском (более 3.0). ме-напоминает блеск свежего металла (пирит, галенит), а металловидный(2.6 – 3.0), - потускневшей поверхности металла(графит, сфалерит). Эти блески присущи непрозрачным самородным металлам (золото, серебро, медь и др.), многим сернистым соединениям (галенит, халькопирит и др.) и окислам металлов (магнетит, пиролюзит и др.).
2.немее- блеск. характерен для свелоокрашенных, зачастую прозрачных минералов. Неметаллический блеск различается:
Алмазный . (1.9 – 2.6)Самый сильный блеск, характерен для минералов - с высоким показателем преломления (алмаз, киноварь).
Стеклянный . (1.3 – 1.9) Напоминает блеск от поверхности стекла. Неметаллический блеск присущ прозрачным минералам. Характерен для минералов с невысоким показателем преломления (кальцит, кварц).
Жирный . Блеск, как от поверхности покрытой пленкой жира. Такой блеск обусловлен взаимным гашением отраженных лучей света от неровной поверхности минерала (нефелин, самородная сера).
Перламутровый . Напоминает радужные переливы перламутровой поверхности морской раковины. Характерен для минералов с весьма совершенной и совершенной спайностью (слюда, гипс).
Шелковистый. Присущ минералам с волокнистым строением. (асбест).
Матовый или тусклый . Наблюдается и минералов с очень тонкошероховатой поверхностью излома (кремень, глина).
Блеск зависит от:
Состояния пов-ти мин-ла: если поверхность не гладкая, то наблюд-ся жирный блеск (кварц), восковой блеск;
Формы кристалла: волокнистая форма, то для минерала характерен шелковистый блеск.
У некоторых минералов блеск на гранях кристаллов и на изломе различный. Так, например, у кварца на гранях блеск стеклянный, а на изломе - жирный. Тонкие плёнки на несвежей поверхности и налёты посторонних веществ также резко изменяют блеск минерала.
5. Тв-ть – способ-ть минерала сопротивляться внешним механическим воздействиям, царапанию, шлифованию. является важным диагностическим признаком.
Существует несколько методов определения твердости. В минералогии действует шкала Мооса. Построенная на основе эталонных образцов, расположенных в порядке увеличения твердости:
1 Тальк Mg3(OH)2
2 Гипс Ca*2H2O
3 Кальцит Ca
4 Флюорит CaF2
5 Апатит Ca53(F, Cl)
6 Ортоклаз K
7 Кварц SiO2
8 Топаз Al2(F, OH)2
9 Корунд Al2O3
Значение шкалы Мооса являются относительными и определены условно, методом царапания. Т.е. кварц оставляет царапину на полевых шпатах (ортоклаз), но не может поцарапать топаз. Процесс определения твердости минерала по шкале Мооса происходит так: если, например апатит (тв. = 5) царапает исследуемый минерал, а при этом сам образец может царапать флюорит (тв. = 4), то твердость образца определяем = 4,5.
Эталоны шкалы Мооса могут заменить следующие предметы: лезвие стального ножа - твердость около 5,5, напильник - около 7, простое стекло - 5
6. Спайность – способ-ть мин-лов раскалываться или расщепляться по определенным плоскостям с образованием зеркально-гладкой поверхности.
Спайность связана со структурой кристалла и характером атомных связей. Вдоль плоскостей спайности силы связи оказываются более слабыми, чем вдоль других направлений. Плоскости спайности всегда обладают высокой плотностью атомов и во всех случаях параллельны возможным граням кристалла. Так, спайность пироксенов и амфиболов также непосредственно связана с их структурой, которая содержит цепочки кремнекислородных тетраэдров.
Спайность выявляют, прослеживая регулярные системы трещин в прозрачных минералах, таких как флюорит или кальцит, либо ровные отражающие плоскости, образующиеся при раскалывании кристаллов, что наблюдается у полевых шпатов, пироксенов и слюд. Следы плоскостей спайности играют важную роль определяющих направлений при оптическом изучении ксеноморфных зерен под микроскопом, не имеющих хорошо выраженных граней.
Степень совершенства проявления спайности исследуемого минерала определяется путем ее сопоставления с данными следующей 5-ступенчатой шкалы:
весьма совершенная – минерал расщепляется легко расщепляется на чешуйки, пластинки, листочки (слюда, молибденит).
совершенная - при ударе молотком - выколы, представляющих собой уменьшенное подобие разбиваемого кристалла. Так, при разбивании галита получают мелкие правильные кубики, при дроблении кальцита – правильные ромбоэдры (топаз, хромдиопсид, флюорит, барит). Образуются обломки с ровными гладкими гранями
средняя характеризуется тем, что на обломках кристаллов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (полевые шпаты, пироксены)
несовершенная гладкие поверхности обнаруживается с трудом при тщательном осмотре неровной поверхности скола минерала (апатит, касситерит).
Весьма несовершенная - нет гладких поверхностей.
При раскалывании минералов, лишенных спайности или обладающих плохой спайностью, возникают незакономерные поверхности излома, который по внешнему облику характеризуется как: раковистый (опал), неровный (пирит), ровный (вюртцит), занозистый (актинолит), крючковатый (самородное серебро), шероховатый (диопсид), землистый (лимонит).
При обработке камня наличие спайности облегчает получение плоских поверхностей вдоль ее плоскостей, но затрудняет шлифовку и полировку других плоскостей, поскольку при обработке могут возникать трещины спайности. Кроме того, спайность может стать причиной сколов минералов в процессе их использования.
12. Морфология монокристаллов и агрегатов .
Облик кристаллов (габитус);
Двойники;
Штрихованность граней.
В зависимости от условий образования одни и те же минералы м/кристаллизоваться в различных формах, но внутренняя (кристаллическая решетка) структура всегда одинакова. В природе минералы кристаллизуются в виде: отдельных монокристаллов, сростков двойников, агрегатов.
Габитус – внешний облик кристаллов, м/б:
Изометрический – формы одинаково развитые в трех пространственных направлениях: октаэдр, ромбоэдр, куб (октаэдр – алмаз, ромбоэдры – алмаз, кубы – барит, пирит).
Вытянутый - формы, вытянутые в одном пространственном направлении: призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волокнистые (турмалин – призматические кристаллы, волластанит – игольчатые кристаллы, асбест - волокнистые).
Плоский - формы, вытянутые в двух пространственных направлениях – таблитчатые, пластинчатые, чешуйчатые (слюда – чешуйчатые кристаллы).
Форма кристаллов м/б скелетная и дендрическая (древовидная разветвленная).
Двойники – закономерные сростки 2-х и более кристаллов часто являющиеся диагностическим признаком минералов.
Двойники: срастания (копьевидные –н-р, ласточкин хвост) и прорастания (ставролит – 2 гексагональные призмы прорастают др. в др.)
Полисинтетическое двойникование – срастание множества кристаллов (н-р, плагиоклазы –K-Na – полевые шпаты, карбонаты)
Агрегаты :
друзы – сростки, хорошо сформированных кристаллов, разных по высоте, различно-ориентированных, объединенных общим основанием;
щетки, корки – агрегаты, различные по высоте;
секреции – минеральные образования, заполняющие пустоты в горных породах. Заполнение происходит от периферии к центру. Если на поверхности пустот возникают щетки, то такие образования называют – жеоды (аметист, кварц);
конкреции – минеральные образования шаровидной формы, в которых заполнение вещества идет от центра к периферии (карбонаты);
оолиты – шаровидные образования, имеющие скорлуповатое строение;
сферолиты – шарообразные минеральные образования, имеющие радиально-лучистое строение (турмалин);
дендриты – кристаллы, имеющие сложное древообразное разветвленное строение (самородное серебро);
натечные агрегаты – когда минералы кристаллизуются из растворов (сталактиты, сталагмиты).
Агрегаты м/б натечные, землистые, древовидные.
Землистые агрегаты, в основном характерны для рыхлых, порошковатых минералов. К таким относятся и часть осадочных горных пород - глины (каолин), бокситы.
Штриховка на гранях - является характерным свойством того или иного минерала. Штриховки бывают:
Поперечная параллельная (у Кварца).
Продольная параллельная (турмалин, эпидот).
Пересекающаяся (магнетит).
13.Генезис горных пород и минералов – общая, классификация процессов .
Процессы минераллообразования:
1)Эндогенные
Магматические
Постмагматические
Пегматитовые
Пневматитовые
Гидротермальные
2)экзогенные
3)метаморфические
Эндогенные процессы происходят внутри Земли и связаны с магматической деят-тью. Для них хар-ны высокие t-ры и давление.
Экзогенные процессы происходят на пов-ти Земли и связаны с переносом, переотложением, выветриванием, механическим разрушением горных пород и минералов.
Метаморфические процессы – процессы глубокого преобразования ранее образовавшихся горных пород и минералов под действием высоких температур и давления.
Магматические процессы – наиболее высокоt-ная стадия эндогенных процессов, связанная с крист-цией мин-лов из магмы в виде агрегатов магматических горных пород (t ≈700˚С).
Магма – многокомпонентная силикатная система, сод-щая 5-10% газовой фазы.
Пегматитовый процесс – процесс крист-ции остаточного магматического расплава обогащенного летучими компонентами, приводящих к образованию специфических горных пород крупнокристаллического строения, которые называют пегматитами. Хар-ны для образования: кварца полевого шпата, образуются пегматитовые жилы.
Пневматитовые процессы образования мин-лов из газовой фазы. На некоторых стадиях крист-ции магмы (возможны выделения P, Cl, F, S). Поднимаясь в верхние слоя → кристаллизация (при резком охлаждении) образуются минералы (сера, нашатырь).
Гидротермальные процессы – горячие горные растворы, выделяющиеся из магмы, проникая по трещинам в более холодные участки Земной коры, пары воды конденсируются вз-ют с боковыми горными породами и образуют гидротермальные жилы. Характерно для образования кварца, кальцита, барита.
Чем минералы отличаются от горных пород и как они используются человеком? В нашей статье вы найдете ответы на все эти вопросы.
Минерал и горная порода: в чем разница?
Внешняя оболочка нашей планеты (земная кора) состоит из множества пород и минералов. Каждый из них - предмет детальнейшего изучения для особой касты ученых - геологов, минерологов и петрографов. Что представляют собой эти природные образования? И чем отличаются минералы от горных пород? Попробуем ответить на эти вопросы максимально просто.
Минералы и горные породы отличаются друг от друга настолько, насколько продукты питания различны с уже готовыми блюдами. Если у вас есть яйца, молоко, сахар и мука, то вы сможете приготовить из этих ингредиентов либо блины, либо ароматные пампушки к супу. Все будет зависеть от пропорций и технологии приготовления.
Какой бы грубой не была эта аналогия, но практически то же самое происходит с минералами и горными породами. Пример - кварц, один из самых распространенных минералов на нашей планете. В сочетании с одними веществами он образует гранит, а в сочетании с другими - базальт.
Однако вернемся к главному вопросу: чем минералы отличаются от горных пород? Ключевое различие состоит в следующем: горные породы состоят из различных минералов. Те, в свою очередь, являются более однородными по своему составу химическими соединениями. Интересно отметить, что вплоть до начала XIX века ученые еще не делали различий между минералами и горными породами. Это разделение появилось в науке относительно недавно.
Минерал и горная порода: определение понятий
Минерал - это природное химическое соединение с определенным составом, имеющее, как правило, кристаллическую структуру. Термин происходит от позднелатинского слова minerale, что значит «руда». Минералы в земной коре чаще всего представлены в твердом агрегатном состоянии. Тем не менее встречаются жидкие (самородная ртуть) и газообразные минералы (например, сероводород).
В природе минералы образуются в результате самых разных геологических процессов. Их изучением занимается отдельная научная дисциплина - минералогия. К основным физико-оптическим свойствам минералов относят твердость, хрупкость, плотность, спайность, излом, цвет и блеск.
Горная порода - это природный агрегат, состоящий из одного или нескольких минералов. Она может быть твердой или же мягкой, рыхлой. Каждая из существующих горных пород отличается определенным составом, текстурой, окрасом и прочими характеристиками. Их комплексным изучением занимается наука петрография. Впервые термин «горная порода» был употреблен еще в 1798 году русским геологом Василием Севергиным.
Теперь вы знаете, чем отличаются минералы от горных пород. А вот какие их виды известны современной науке? Об этом - далее.
Типы и примеры горных пород и минералов
Что такое кварц? Полевой шпат - это минерал или горная порода? А как насчет гранита и базальта? Попробуем разобраться в этом вопросе.
Минералов в природе - огромное множество! В настоящее время человечеству известно о 6 тысячах минералов. Но лишь 150 из них широко распространены в природе. Существует несколько разных классификаций минералов. Так, по степени распространенности в земной коре выделяют:
- Градообразующие (те, которые составляют основу большей части горных пород).
- Акцессорные (присутствующие в составе пород, но составляющие не более 5 % от их общей массы).
- Редкие минералы (их проявления в природе крайне малочисленны).
Генетическая классификация делит все минералы на ряд классов (карбиды, сульфиды, силикаты, селениды, фториды, хроматы и прочие).
Все горные породы Земли принято делить на три большие группы (исходя из их генезиса):
- Магматические (образуются из расплавленной магмы в результате ее остывания и дальнейшего затвердевания).
- Осадочные (формируются вследствие переотложения продуктов выветривания на поверхности земной коры).
- Метаморфические (породы, сформировавшиеся в толще земной коры под воздействием очень высокого давления и температуры).
Известные примеры минералов: кварц, полевой шпат, слюда, оливин, пироксен, плагиоклаз, кальцит.
Самые распространенные горные породы: гранит, базальт, глина, каменная соль, мел, лабрадорит.
Кварц
Кварц - самый распространенный минерал в природе. Он входит в состав многих горных пород. Доля кварца в общей массе земной коры составляет около 60 %. Химическая формула минерала: SiO 2 .
Название «кварц» произошло от немецкого слова и переводится как «твердый». В чистом виде это достаточно твердый, бесцветный (или белесый) минерал. Примеси других веществ могут придавать ему самую разнообразную окраску. Существует несколько десятков разновидностей кварца (кремень, аметист, халцедон, оникс и другие).
Полевые шпаты
Полевой шпат - это минерал или горная порода? Многие уверены, что второе. На самом деле, это минерал, причем один из самых распространенных. Принадлежит он к классу силикатов.
Полевые шпаты - главные градообразующие минералы многих пород магматического происхождения (например, гранитов). Сегодня они достаточно широко применяются человеком: в стекольной, керамической, химической промышленности. Их также используют в качестве флюсов в металлургии и как наполнители в зубных пастах.
Гранит
Гранит - горная порода магматического происхождения. В ее минеральный состав входит кварц, полевой шпат и слюда. Граниты чрезвычайно распространены в земной коре континентального типа. В природе чаще всего встречаются красные, розовые и серые граниты.
Данная порода, благодаря своей исключительной плотности, прочности и морозоустойчивости, широко применяется в строительстве. Ее нередко можно встретить в отделке стен, облицовке лестниц, каминов и уличных фонтанов. Из гранита также изготовлена большая часть городских памятников, монументов и стел.
Сферы применения горных пород и минералов
Сегодня почти все минералы и горные породы Земли используются человеком в большей или меньшей степени. Более того, тысячи геологов ежедневно работают над тем, чтобы открывать все новые и новые месторождения различных полезных ископаемых по всему миру. Итак, как человек использует минералы и горные породы, добытые из недр планеты?
Начнем, пожалуй, с топливных минеральных ресурсов. Природный газ, торф и каменный уголь широко применяется для отопления жилых домов, работы тепловых электростанций, котельных и прочих промышленных предприятий. Однако самой востребованной осадочной породой в современном мире является нефть. Из так называемого «черного золота» получают не только бензин, но и пластмассы, полиэтилен и прочие полезные материалы.
Нельзя не упомянуть и о железистых кварцитах, которые после обогащения рудной массы используются в производстве чугуна и стали. Золото, серебро, платина - ценнейшие металлы, применяемые в ювелирном деле, точном машиностроении и электронике.
Целый ряд минералов и горных пород используется в строительной индустрии. Это известняк, песок, глина, мел, гипс, мрамор и прочие. Многие из них также применяются в медицине и косметологии. Из некоторых минералов получают красители. Помимо всего прочего, различные минералы нашли свое применение в радиоэлектронике, оптике, химической промышленности и даже в космической отрасли.