Введение, Основы учения о минералах - Основы учения о минералах
Минеральные образования и состоящие из них массы горных пород, включая минеральные полезные ископаемые, являются продуктами развития Земли, т. е. таких геодинамических процессов, как магнетизм, вулканизм, горообразование, физическое и химическое разрушение пород под действием льда, воды и ветра. В ходе развития Земли многократно происходило преобразование всей ее верхней оболочки и как следствие переотложение многих минералов и минеральных масс на структурных этажах земной коры.
Основы учения о минералах
Минерал -- однородное природное твердое тело, находящееся или бывшее в кристаллическом состоянии. Минералы являются составной частью горных пород, руд, метеоритов.
Термин минерал используют для обозначения минеральных индивида, вида и разновидности. Минерал как минеральный вид -- это природное химическое соединение, имеющее определенный химический состав и кристаллическую структуру. минерал земной кора кристаллохимический
Физические свойства минералов обусловлены кристаллической структурой и химическим составом. В природных минералах всегда есть различные неоднородности, дефекты, разупорядоченности, т. п., поэтому и их свойства не являются абсолютно постоянными. Различают скалярные физические свойства минералов и векторные, величина которых зависит от кристаллографического направления. Примером скалярного свойства может служить плотность, векторными являются твердость, кристаллооптические свойства и др. Физические свойства подразделяют на механические, оптические, люминесцентные, магнитные, электрические, термические свойства, радиоактивность.
К механическим свойствам относятся твердость, хрупкость, ковкость, спайность, отдельность, излом, гибкость (сопротивление излому), упругость.
- - Габитус кристаллов. Выясняется при визуальном осмотре, для рассматривания мелких образцов используется лупа - Твердость. Определяется по шкале Мооса. По этой шкале, самым твердым эталонным минералом является алмаз (10 по шкале Мооса, с абсолютной твердостью 1600, может резать стекло), а самым мягким является тальк (1 по шкале Мооса, с абсолютной твердостью 1, царапается ногтем). Твердость минерала не всегда постоянна для каждой из его сторон, что является производным от кристаллической структуры минерала -- в некоторый направлениях срезать слой кристаллической решетки легче, чем в других. Примером такого минерала является кианит имеющий твердость 5.5 по шкале Мооса в одном направлении и твердость 7 в другом. - Спайность -- способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям. - Излом -- специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе. - Побежалость -- тонкая цветная или разноцветная пленка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счет окисления. - Хрупкость -- прочность минеральных зерен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твердостью, что неверно. Иные очень твердые минералы могут с легкостью раскалываться, то есть быть хрупкими (например, алмаз) - Удельная плотность это термин, используемый для определения единичной массы минерала, представляет собой отношение плотности (массы на единицу объема) минерала к плотности воды. Удельная плотность это скалярная величина. Для большинства минералов эта характеристика не является диагностической. Камнеобразующие минералы, силикаты и некоторые карбонаты имеют удельную плотность в диапазоне 2.5-3.5, что объясняет почему камни тонут в воде. Тем не менее высокая удельная плотность может служить диагностической характеристикой для некоторых классов минералов. Среди часто встречающихся минералов более высокую удельную плотность имеют оксиды и сульфиды, поскольку они включают в себя элементы с высокой атомной массой. В общем случае, минералы с металлическим блеском имеют тенденцию к более высокой удельной плотности, чем тусклые минералы. Для примера, гематит, Fe2O3, имеет удельную плотность 5.26, в то время как Галенит, PbS, имеет удельную плотность 7.2-7.6, что является следствием высокой концентрации в них железа и свинца соответственно. Исключительно высокая удельная плотность проявляется в самородных металлах. Камацит, Железо-никелевый сплав распространенный в железных метеоритах имеет удельную плотность 7.9, а наблюдаемая удельная плотность самородного золота достигает 19.3.
Оптические свойства:
- - Блеск -- световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала. - Цвет -- признак, с определенностью характеризующий одни минералы (зеленый малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины). - Цвет черты -- цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита. - Преломление, Дисперсия и Поляризация характеризуют их оптические константы: показатель преломления, угол между оптическими осями, оптический знак кристалла, ориентация оптической индикатрисы и др.
Распространенность минералов на Земле является прямым следствием их химического состава, который, в свою очередь, зависит от распространенности различных химических элементов. Большинство наблюдаемых минералов добываются из земной коры. Большинство минералов имеют в своем основном составе всего 8 элементов, наиболее распространенных в земной коре: кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий и калий (по степени убывания). Вместе эти восемь элементов составляют до 98 % от веса земной коры. Из этих восьми особое значение имеют кислород, составляющий 46,6 % от веса земной коры, и кремний, составляющий 27,7 %.
Химический состав минералов, как правило, близок по своему составу той породе, из которой они сформировались. Так из магмы, богатой железом и магнием, сформируется оливин, а магма, богатая силикатами, кристаллизуется в богатый силикатами минерал -- как, например, кварц. В известняке, богатом кальцием и карбонатами, формируются кальциты.
Химический состав может изменяться между членами ряда минералов. Например, плагиоклазы, входящие в группу каркасных алюмосиликатов -- полевых шпатов, по химическому составу представляют собой непрерывный изоморфный ряд натриево-кальциевых алюмосиликатов -- альбита и анортита с неограниченной смесимостью. Имеются 4 опознанные разновидности между богатым натрием альбитом и богатым кальцием анортитом -- олигоклаз, андезин, лабрадор ибитовнит. Другие примеры подобных рядов включают в себя оливиновый ряд от богатого магнием форстерита до богатого железом фаялита ивольфрамитовый ряд от богатого марганцом гюбнерита до богатого железом ферберита.
Наличие минеральных рядов объясняется химической субституцией. В природе минералы не являются чистыми материалами. В них присутствуют примеси, состоящие из любых элементов, находящихся в данной химической системе. В результате иногда определенный элемент подменяется другим. Такая подмена обычно происходит между ионами похожих размеров и одинаковых зарядов. Например, K+ не может подменить Si4+ из-за химической и структурной несовместимости, вызванной большим различием в размерах и в заряде, а подмена Si4+ на Al3+ происходит достаточно часто, так как они близки по размеру, заряду и распространенности в земной коре, что мы и наблюдаем на примере плагиоклазов.
Изменения температуры, давления и химического состава влияют на минералогический состав данной породы. Изменения химического состава могут быть вызваны такими процессами, как эрозия почвы и выветривание, а также метасоматизмом. Изменения температуры и давления происходят, когда материнская порода проходит тектонический или магматический сдвиг в иной физический режим. Изменения в термодинамических условиях благоприятно влияют на возможность реакции между уже сформировавшимися минералами с получением новых минералов.
В настоящее время в природе известно более 2500 минералов. Однако существенную роль в сложении горных пород имеют лишь несколько десятков минералов, которые называются породообразующими.
Похожие статьи
-
Введение - Строение земной коры
Земная кора является наиболее хорошо изученной твердой оболочкой Земли. Название "кора" исторически связано с представлением о твердой оболочке,...
-
Актуальность исследования заключается в том, что нечерноземная зона в настоящий момент испытывает серьезные проблемы в развитии сельского хозяйства....
-
Введение - Основы добычи нефти и газа
Нефть пластовый нижневартовский обсадной В настоящее время в Российской Федерации разрабатываются тысячи нефтяных и газовых месторождений. Развитие...
-
Цель выполнения курсовой работы - научиться самостоятельно анализировать геологическую карту, которая является основой для поисков и разведки...
-
Исходные данные для выполнения курсовой работы принимаются в соответствии с "Методическими Указаниями" [ 4 ]. В Разделе № 1 производится обработка...
-
Литература - Основы инженерной геологии
1. Дружинин. М. К. Основы инженерной геологии. М.: Недра, 2005. С. 7-9, 10-11. 2. Швецов Г. И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и...
-
Введение - Тектонические движения
Тектонические движения - это механическое перемещение земного вещества, вызывающее образование геологических структур или изменение их строения. Основной...
-
Введение - Основы землеустроительных и геодезических работ
Целью производственной практики по землеустроительным и геодезическим работам является закрепление теоретических знаний, полученных за 5 лет обучения в...
-
Введение, Формы и размеры Земли - Основы геодезии
Современная геодезия - это наука об определении формы и размеров Земли, об изменениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах и для...
-
Введение - Основы инженерной геологии
Миссия дисциплины в общей системе профессиональной подготовки выпускников: формирование знаний о минералах и горных породах и инженерно-геологических...
-
МИНЕРАЛОГИЯ (от минерал и греч. льгпт - логос, слово, учение / англ. Mineralogy; нем. Mineralogie; фр. Minйralogie; ит. Mineralogнe) - наука о минералах....
-
Введение - Коры выветривания и полезные ископаемые
Внешняя часть литосферы, сложенная продуктами выветривания, называется корой выветривания. За нижнюю границу выветривания следует принимать уровень...
-
А) азота; Б) магния; В) меди. Р = 3 Выберите из перечисленных элементов металлы: Ca, Fe, P, Аl, Br, O. А) Ca, P, O; Б) Fe, Al; В) Fe, Al, Br; Г) Ca, Al,...
-
Введение - Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства
Оценка гидрогеологических условий является важной составной частью инженерно-геологических изысканий, на основе которых ведется проектирование оснований...
-
Введение - Геологический разрез
Инженерно-геологическая практика со всей очевидностью свидетельствует о том, что эффективность защитных мероприятий тем выше, чем больше они отвечают...
-
ВВЕДЕНИЕ - География мировых природных ресурсов
Под природными (естественными) ресурсами понимают компоненты окружающей природной среды, используемые в процессе общественного производства для...
-
В горных породах обычно содержится некоторое, хотя бы самое ничтожное, количество радиоактивных элементов, таких как уран, торий, радий, калий или их...
-
СОСТАВ И СТРУКТУРА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ - Основы географии
1 . Литосфера - внешняя оболочка твердой части Земли, мощностью от нескольких до 200 км, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. К собственно ГО...
-
Работы многих исследователей и опыт разработки нефтяных месторождений свидетельствуют о существенном влиянии геолого-физических условий залегания нефти и...
-
Основы разработки нефтяных месторождений, Объект и система разработки - Основы добычи нефти и газа
Объект и система разработки Объект разработки -- это искусственно выделенное в пределах месторождения геологическое образование (пласт, массив,...
-
Модели пластов и процесса вытеснения нефти [2,7,12,14] - Основы добычи нефти и газа
Под моделью в широком научном смысле этого слова понимают реально или мысленно созданную структуру, воспроизводящую или отражающую изучаемый объект....
-
Физико-химические методы - Основы добычи нефти и газа
Физико-химические методы обеспечивают увеличение коэффициентов вытеснения и охвата одновременно или одного из них. Среди них выделяют две подгруппы:...
-
На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под...
-
Введение - Размещение и развитие нефтяной промышленности
Нефть отрасль размещение добыча XX в. насыщен многими событиями, которые будоражили и потрясали земную цивилизацию. Шла борьба за передел мира, за сферы...
-
ВВЕДЕНИЕ - Использование гидравлического разрыва пласта при добыче нефти
Методы увеличения нефтеотдачи пластов считают основным резервом для добычи нефти. За счет проведения геолого-технических мероприятий, в том числе с...
-
Введение - Кора выветривания: формирование и практическое значение
На земной поверхности горные породы находятся в условиях тесного взаимоотношения с атмосферой, гидросферой и биосферой и под их воздействием начинают...
-
Введение - Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин
Под осложнением в скважине следует понимать затруднение ее углубления, вызванное нарушением состояния ее ствола. Наиболее распространенные виды...
-
В работе создана специализированная карта достоверной оценки и прогноза состояния природно-хозяйственных систем, промышленных агломераций,...
-
Введение - Гидросфера как среда обитания
Вода -- составная часть всех элементов биосферы, не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Это самое распространенное на планете природное...
-
Конструкция обсадных труб и колонн - Основы добычи нефти и газа
В процессе бурения и эксплуатации скважин нефтяники сталкиваются с множеством негативных явлений. В первую очередь это обвалы стенок скважины. Ведь даже...
-
Введение В 80-х, в начале 90-х годов комбинат "Оренбургасбест" (ныне ОАО "Оренебургские минералы" испытывал большие трудности в связи с сокращением...
-
Разнообразие горно-геологических условий рудных месторождений вызывает настолько большое разнообразие систем разработки и их вариантов и модификаций, что...
-
Бразилия - это великая, самобытная страна, не похожая ни на одну другую. Она имеет свою богатую историю, интересное настоящее и, я уверена, будет иметь...
-
Тантамл -- химический элемент с атомным номером 73 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Ta (лат. Tantalum...
-
Введение - Полезные ископаемые Курской области
Территория Курской области богата полезными ископаемыми. В частности, именно Курская область занимает центральную часть железорудной провинции Курской...
-
Введение - Гидраты природных газов
Углеводороды представляют собой особые соединения широко распространенных элементов -- водорода и углерода. Эти природные соединения добывают и...
-
Биогеохимические круговороты - Основы географии
Основной химический элемент живой субстанции - Углерод ( С). Источником углерода на поверхности Земли является дегазация магмы - значительная его часть...
-
Коэффициент фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Коэффициент фильтрации равен скорости фильтрации при =1. Он зависит от свойств пористой среды (формы, размеров, взаимного расположения шероховатости...
-
Барьеры в ГО - Основы географии
Барьерами называют участки ГО, которые оказывают существенное влияние на поля и потоки вещества и энергии, задерживая, трансформируя, усиливая или...
-
Введение - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки
Марганец принадлежит к распространенным элементам, составляя 0,03 % от общего числа атомов земной коры. Небольшие количества Мn содержат многие горные...
Введение, Основы учения о минералах - Основы учения о минералах