гірські мінерали

Мінерал - це зустрічається в природі матеріал, що сформувався посредствомгеологіческіх процесів, який має характерний хімічний склад, високоорганізоване будова атома і певні фізичні властивості. Гірські породи, для порівняння, це сукупність мінералів і вони можуть не мати определенногохіміческого складу. Мінерали розташовуються по складам від чистих елементів іпросто солей до дуже складним силікатів з тисячами відомих форм. Ісследованіемінералов називають мінералогією.

З наукової точки зору мінералом називається природне тіло, що представляє собойхіміческое з`єднання або самородний елемент. До мінералів відносяться всім намізвестно кварц, і такі його різновиди, як гірський кришталь, кремінь, халцедон. Мінералами є слюда, золото, самородна мідь та її сполуки: малахіт, Купрій, мідний колчедан. До них же відносяться складаються з углеродаалмаз, графіт, руди металів, вода і багато інших речовин. Геологам ізвестнисвише двох тисяч мінералів. Деякі з них: кварц, польові шпати, апатит, різні слюди утворюються при кристалізації розплавленої магми. У цьому случаеговорят про їх магматичної походження.

При впровадженні магми в земну кору попереду неї по тріщинах поднімаютсяраскаленние парогазові суміші - гідротерми. До їх складу входять не тільки вода і, звичні для нас, азот, кисень, вуглекислий газ, а й інші речовини, наприклад, окис кремнію, оксиди сірки і різних металів. При високіхтемпературах і тиску, характерних для земних надр, вони перетворюються на пару ілістановятся розчинними у воді. У міру підйому газоподібна суміш розширюється, остигає і, поступово конденсуючись, перетворюється в сильно перегріту жідкость.Прі зниженні температури, падає розчинність речовин у воді і газової смесі.Прі цьому на стінках тріщин починають осідати природні оксиди і солі, іногдаобразуя чудові кристали. Мінерали, отримані таким шляхом, називаютсягідротермальнимі. Основний мінерал гідротермальних жил - кварц. Білі кварцевиежіли, вкраплені в скельні породи - ознака цікавого для геолога іколлекціонера ділянки. Гідротермальних шляхом утворюються кварц і егоразновідності: прозорий гірський кришталь, фіолетовий аметист, блакитно-серийхалцедон, смугастий агат, а також руди багатьох цінних металів.

В процесі різних тектонічних зрушень, впровадження магми під вліяніемвисокіх температур і тиску утворюються такі мінерали, як фанат, алмаз, дистен, апатит. Це мінерали метаморфічного комплексу.

Знаходяться в розчинах хімічні речовини, вступаючи з оточуючими мінералами вреакціі заміщення, утворюють нові мінерали. Це - метасоматичний тіпобразованія. Нерідко метасоматические мінерали приймають форму кристалів іліагрегатов первинних мінералів. Так, наприклад, добре відомі белемніти, «чортові пальці», що мали вапняний скелет, тепер складаються з соедіненійкремнія. Це стосується і копалин раковин, а іноді і цілих деревних стволов.К метасоматі-ного відносяться широко поширений кремінь, опал, нефрит, лазурит, а також всім відома накип, засмічують труби. З метасоматозомсвязано освіту підмосковних агатів, аметистів, гірського кришталю.

Головний фактор визначення в формуванні мінералів в масі гірської породи - етохіміческій склад маси, оскільки певний мінерал може бути сформіровантолько тоді, коли необхідні елементи присутні в породі. Кальцит являетсясамим звичайним елементом в вапняках, оскільки вони складаються по суті ізкарбоната кальція- кварц зазвичай зустрічається в пісковиках і в определеннихвулканіческіх породах, які містять високий відсоток кремнію.

Інші фактори мають рівне значення у визначенні природного комплексу іліпарагенезіса породоформірующіх мінералів, переважно спосіб проісхожденіягорной породи і стадій, через які вона проходить для досягнення еесуществующего стану. Дві маси гірських порід можуть мати майже такий жесостав і все ж складатися з абсолютно різних з`єднань мінералів. Склонностьк утворення завжди у тих складів, які будуть стійкими в момент созданіямасси гірської породи.

Наприклад, граніт виникає при консолідації литий магми при високих температурахі високому тиску, і її складові є мінералами, які устойчівипрі таких умовах. Піддаються вологості, вуглецевої кислоти і другімсубаеральним агентам в звичайних температурах поверхні Землі, некоториеорігінальние мінерали, такі як кварц і біла слюда відносно стійкі й лишилися непорушними. Інша погода або вивітрювання призводять до новимкомбінаціямі стійких з`єднань.

Гірською породою називається природний агрегат одного або декількох мінералів. Вподавляющем більшості випадків, мінерали зустрічаються в складі гірських порід. Начисто вигляді вони досить рідкісні. За типом освіти породи діляться намагматіческіе, осадові і метаморфічні.

Відео: Мінерали і гірські породи

Магматичні породи утворюються при застиганні розплавленої магми. Хотятемператури в глибинах Землі достатні для плавлення мінералів, через високогодавленія породи в мантії і більш глибоких шарах містяться в незвичному для наспластічном вигляді. При цьому вони, як каша в автоклаві (скороварке) перебувають вперегретом стані. Туристам добре відомо, що при зриві кришки автоклава, перегріта каша миттєво закипає, «закипає» і газована вода при снятіікришкі. Схожі явища відбуваються і в земній корі, якщо в ній з якоїсь топрічіне утворюється розлом. Тиск в його зоні падає, породи переходять в жідкоесостояніе, а вага верхніх шарів вичавлює розплав вгору по тріщинах. Жідкаямагма проплавляющей і розриває лежать вгорі гірські породи і, рухаючись доповерхні, у міру підйому, остигає. Якщо її рух припиняється на большойглубіне, коли вся вона була ще рідкою, то при застиганні утворюються інтрузівниетела або батоліти, в яких породи повністю і рівномірно раскрісталлізовани.Так утворюються рівномірно зернисті породи: граніт, діорит, габро і інші (рис. 6а).

Рівномірнозернисті і нерівномірнозернисті структура гірських порід

Мал. 6. рівномірнозернисті (а) і нерівномірнозернисті (б) структура горнихпород.

Якщо магма під час підйому встигає досить охолонути, в ній начінаетсякрісталлізація мінералів, зрозуміло, на початку більш тугоплавких. Вознікшіекрісталли, рухаючись разом з розплавом, поступово зростають. Потім рух магмапрекращается і починається рівномірна раськрісталлізация всіх інших мінералов.Но температура навколишніх порід тут нижче, тому охолодження магми ідетбистрее, і кристали легкоплавких мінералів виходять дрібними. Так образуютсянеравномерно зернисті породи, звані порфірами (рис. 6 б). Побачити такіепороди можна на станціях московського метро. Наприклад, станція Проспект міраобліцована сірим диорит-порфіром зі слідами течії магми, станція Ризька -гранная-порфіром, станція Олексіївська - червоним гранітом і чорним габро.

Якщо магма досягла поверхні, то її охолодження відбувається дуже бистро.Ізлівшуюся на поверхню магму називають лавою, а що виникли при її застиванііпороди - ефузивними. Якщо глибинні, звані інтрузивними, породи застиваютдесяткі, сотні, а іноді і тисячі років, то еффузівние - максимум за місяць. Прицьому раськрісталлізация відбутися не встигає. А якщо до моменту виливу в магмеуже були кристали, то вони настільки малі, що видно лише під мікроскопом. Остальнаячасть мінералів застигає у вигляді вулканічного скла. Це - афанітоваяструктура, яку має, наприклад, базальт. Якщо в магмі встигли образоватьсякрупние кристали тугоплавких порід, вони залишаються вкрапленнями в общейоднородной масі. Це - порфировая структура. Її має, наприклад, діабаз, він жебазальтовий порфірит-базальт з великими вкрапленнями польового шпату. Якщо жепредварітельной раскрісталлізаціі не було, утворюється вулканічне скло -обсідіан.

Відео: Мінерали гори Заплотний камінь. Самоцвіти Уралу.

Тепер трохи про склад гірських порід. Як вже говорилося, відомо понад двухтисяч мінералів, але, в основному, гірські породи складаються з кварцу, полевихшпатов, слюд, рогової обманки, пироксена і деяких інших. Ці мінералипрінято називати породообразующими. Залежно від змісту впородообразующіх мінералах окису кремнію або окислів кальцію, магнію, калію, заліза, алюмінію, породи розрізняються по кислотності і кольором. Чим кисліше порода, тим вона світліше. Розрізняють кислі, середні, основні та ультраосновні породи.Поскольку мінерали з великим вмістом двоокису кремнію (кремнезему) імеютсветлие тони, то за кольором можна приблизно зрозуміти, з якими породами миімеем справу.

До кислим породам відноситься інтрузивний граніт і його еффузівний аналог-ліпаріт.Здесь темноколірних мінералів менше 10%. До середніх порід відносять диорит і егоаналог-андезит, що містять близько 30% темноколірних мінералів. До основних - габброі базальт - 50% темноколірних мінералів. Ультраосновних породи досить редкі.Оні містять до 90% темноколірних мінералів. До них відносяться піроксеніт, перидотит і, добре відомий по синім блискіток на чорному тлі в обліцовкепамятніков і станцій метро-лабрадорит.

Осадові породи виникають при руйнуванні або, інакше, при виветріваніімагматіческіх і метаморфічних порід. До них відносяться і біогенні породи, середяких крейда, черепашник і вапняк, різні руди, фосфорити, вугілля і нафту. Урезультаті фізичного (механічного і температурного) вивітрювання образуетсяматеріал осипів, морен, поклади піску і глини. Хімічне вивітрювання івимиваніе природними розчинами призводить до утворення і крісталлізаціікальціта, гіпсу, фосфоритів.

Метаморфічні породи вознікаюг при впливі температури і тиску на ранеесуществовавшіе породи. Відмінною рисою більшості метаморфічних породслужіт їх шарувата, сланцева структура. При метаморфизации глина слеживается, перетворюючись в м`які філлітовие сланці, потім починаються зміни в еемінеральном складі, і утворюються хлоритові (від грецького «хлорос» - зелений) сланці. При досить високих температурах і тиску виникають слюдяні ікрісталліческіе сланці. Їм часто супутніх гранати і дистен. Залізисті глінипревращаются в залізисті сланці або джеспіліти, широко поширені, наприклад, на Криворізькому родовищі залізних руд.

При метаморфизации піску виникає піщаник, потім кварцит і, при певних умовах, гнейсовідний сланець, мало відрізняється на вигляд від магматичних пород.Кстаті, якщо дії високих температур і тиску піддається граніт, ізнего утворюється гнейс - кристалічна порода, що має шарувату структуру.

При метаморфизации моренних відкладень утворюються конгломерати, а осипів -брекчіі. Прикладом штучної брекчії служить будівельний бетон з наполнітелеміз щебеню. Той же бетон, але з наповнювачем з гальки, можна назвати іскусственнимконгломератом.

При метаморфизации вапняку утворюється мармур, деревної смоли - янтарь.Особие породи виникають на контакті розплавленої магми з оточуючими (вміщають) породами. Тут утворюються роговики, грейзени і скарни. Наіболеечасто в подібних утвореннях зустрічаються такі мінерали, як гранати, горнийхрусталь. До цих утворень нерідко пристосовуються родовища корисних копалин, наприклад, Тирниаузское вольфрамит-шєєлітовиє родовище наКавказе.

Деякі мінерали, такі як кварц, слюда або польовий шпат достаточнораспространени, в той час як інші зустрічалися тільки в одному або двох местахво всьому світі. Величезна кількість гірських порід земної кори складається з кварцу, польового шпату, слюди, хлорита, каоліну, кальциту, епідоту, олівіну, авгита, хорнбленда, магнетиту, гематиту, лимонита і деяких інших мінералів. Болееполовіни відомих різновидів мінералів настільки рідкісні, що вдалося найтілішь жменьку їх зразків, а багато відомі тільки по одному або двом маленькімзернам.

Комерційно цінні мінерали і гірські породи називаються індустріальнимімінераламі. Гірські породи, з яких видобуваються мінерали в економічних цілях, згадуються як руди (гірські породи і мінерали, які залишаються, після того, як корисний мінерал був відділений від руди, називаються порожньою породою).