Тема 1. 3. Минералы и горные породы

1. Минералы и их группы в зависимости от условий образования.

Элементы, слагающие земную кору, находятся в различных соединениях между собой. Эти природные соединения называются минералами. Они возникли в результате разнообразных физико-химических процессов, протекающих в Земле и её географической оболочке.

Минералы – это вещества литосферы, однородные по составу и строению, которые состоят из отдельных химических элементов.

Количество минералов в составе земной коры превышает 2 500 видов, однако лишь несколько десятков их встречается в значительных количествах в составе горных пород. Эти минералы называют породообразующими. Большинство минералов представлено твёрдыми кристаллическими телами, реже твёрдыми аморфными телами, совсем редко жидкими и даже газообразными телами.

В зависимости от условий образования минералы делятся на три группы:

Эндогенные минералы образуются при остывании магмы под поверхностью литосферы в условиях высоких температур и давления, а также при выпадении твёрдого вещества в осадок.

Экзогенные минералы образуются на поверхности литосферы в условиях низких температур

и давления путём разрушения пород, деятельности живых организмов и выпадения в осадок солей.

Метаморфогенные минералы образуются при перемещении эндогенных и экзогенных минералов на глубину где они, оказавшись в новых условиях, превращаются в другие минералы.

2. Физические свойства минералов.

Минералы различаются по их физическим свойствам, к числу важнейшим из которых относятся блеск, спайность и излом.

Блеск – это способность минералов отражать свет. Он бывает металлическим, стеклянным, алмазным, перламутровым, смоляным, жирным и матовым.

Спайность – это способность минералов колоться по плоскостям в определённых направлениях.  Спайность  бывает:   1)   весьма  совершенная   –   когда  минералы  раскалываются  на

листочки и пластинки; 2) совершенная – когда минералы раскалываются на обломки с плоскими поверхностями, а неровные поверхности обнаруживаются с трудом; 3) средняя – когда минералы при раскалывании на обломки имеют как плоские поверхности, так и неровные поверхности;                   4) несовершенная – когда минералы раскалываются на неровные поверхности, а плоские поверхности обнаруживаются с трудом; 5) весьма несовершенная – когда минералы при раскалывании вообще не образуют плоских поверхностей.

Излом – это вид поверхности, получающийся при разбивании минералов. Излом бывает:       1) раковистый – представляет собой углубления, напоминающие раковину; 2) зернистый – создаёт впечатление зернистой поверхности с мелкими выступами и впадинами; 3) занозистый – характеризуется поверхностью, покрытой заострёнными неровностями; 4) крючковатый – характеризуется неровностями, похожими на крючки; 5) землистый – имеет матовую поверхность.

 

3. Горные породы и их группы по происхождению.

Изучением горных пород занимается наука петрография. В земной коре минералы распределены не беспорядочно. Они объединяются в некоторые естественные агрегаты, называемые горными породами.

Горные породы – это вещества литосферы, которые состоят из различных механических соединений минералов.

По происхождению выделяют три группы горных пород:

Магматические горные породы образуются из расплавленной магмы при её застывании. По происхождению они бывают интрузивные (возникшие при медленном застывании магмы в литосфере на глубине) и эффузивные (образующиеся при излиянии магмы на поверхность в виде лавы с её быстрым остыванием).

Осадочные горные породы образуются на земной поверхности в результате разрушения и отложения  горных  пород,   выпадения   минерального  вещества  из  водных  растворов  и  остатков

жизнедеятельности живых организмов. По происхождению они подразделяются на обломочные (образуются путём механического дробления и накопления разрушенных горных пород), химические (образуются в результате различных химических реакций и выпадения в осадок растворённых веществ из воды) и органические (образуются в результате жизнедеятельности животных и растительных организмов).

Метаморфические горные породы образуются при перемещении магматических и осадочных горных пород, которые опускаясь в недра литосферы, под воздействием высоких температур и давления, изменяют свой минеральный и химический состав.

 

4. Физические свойства горных пород.

Земная кора состоит из весьма разнообразных горных пород, состоящих из не менее разнообразных минералов. При изучении горной породы прежде всего исследуют её химический и минеральный состав. Но этого недостаточно для полного познания горной породы. Одинаковый химический и минеральный состав могут иметь горные породы различного происхождения, а следовательно, и различных условий залегания и распространения. Поэтому, для того чтобы дать полную характеристику горной породы, надо изучить не только её химический и минеральный состав, но и другие особенности, а именно структуру и текстуру.

Структура горных пород определяется взаимным пространственным расположением частиц минералов. Структуры бывают: 1) зернистые – свойственны горным породам, образующихся на глубине, которые медленно остывая, успевают кристаллизоваться полностью; 2) порфировые – характерны для горных пород, которые частично кристаллизуются на глубине а затем,  излившись на

поверхность, быстро остывают, образуя плотную основную массу; 3) стекловатые – характерны для горных пород, которые образуются при излиянии магмы в виде лавы на поверхность, которая остывает настолько быстро, что кристаллы не успевают вырасти, и она превращается в однообразную стекловатую массу.

Текстура определяется характером расположения минералов в горных породах. Текстуры бывают: 1) однородные – в них минералы располагаются без определённой ориентировки и называются массивными; 2) неоднородные – бывают пористые, слоистые и сланцеватые.

5. Выветривание, его главные факторы и виды.

Выветривание – это процесс разрушения и химического преобразования горных пород и минералов.

Главными факторами выветриванияявляются колебание температур, работа ветра, воды, ледников и живых организмов, под воздействием солнечной энергии.

Виды выветривания:

Физическое выветривание приводит к механическому раздроблению горных пород и минералов на обломки различных размеров, под воздействием перепада температур, в результате чего в породах образуются трещины, по которым и происходит разрыв монолитных масс на части, а трения, удары, вода и ветер ещё больше размельчают обломки пород.

Химическое выветривание заключается в коренном преобразовании горных пород и минералов,  изменении  их  химического  состава  под  воздействием  воды,  с  растворёнными  в ней

веществами, а так же кислорода и углекислого газа атмосферы.

Органическое выветривание приводит к механическому дроблению горных пород и минералов, и их химическому преобразованию в результате жизнедеятельности живых организмов.

Образование горных пород, их выветривание, являются звеньями цепи круговорота веществ в литосфере.

Схема круговорота веществ в литосфере многократно повторяется. Эти процессы имеют определённое поступательное движение, так как при цикличных изменениях в природе не происходит полного повторения пройденных этапов развития. В каждом цикле имеются изменения в количестве и составе веществ, участвующих в круговороте.