Гірські породи та мінерали

Дуже часто в землі знаходять камені різноманітної форми, ніби їх вирізали, відшліфували і відполірували. Ці багатогранники володіють правильною формою; вона вражає бездоганно гладкими площинами, блискучими гранями. Ці камені з природного багатогранної формою називаються кристалами.

Кристали досить різноманітні за формою і розмірами. Вони можуть бути маленькими, гострими і вузькими, а інші – метрової величини і товщини. Майже всі мінерали мають кристалічною будовою. Більшість гірських порід складається з кристалів різних мінералів.

Не тільки мінерали складені з кристалів, але і такі речовини, як глина, каучук, сажа, кістки, шовк, целюлоза і багато інших, наприклад твій простий грифельний олівець є далеким родичем алмазу. Ми живемо в світі кристалів: будинки, літаки, мости, верстати, інструменти і т. П. Вживаємо в їжу ми теж кристали: цукор, сіль і т. П. Деякі живі організми самі виробляють кристали, наприклад корали. Однак не тільки на Землі є кристали, вони були виявлені при дослідженні небесних тіл, які прилітали до нас на планету з космосу.

Всі гірські породи складаються з мінералів, більшість з яких являють собою тверді тіла. Але в природі можна зустріти мінерали і в рідкому стані: вода, ртуть. Також зустрічаються мінерали і в газоподібному стані: вуглекислий і сірчані гази, метан, гелій.

Мінералом прийнято називати природна хімічна сполука, що є складовою частиною земної кори. Кожен мінерал має своєю хімічною формулою, однак склад мінералу досить мінливий. Мінерал являє собою грати, в якій атоми одних елементів займають строго певне положення щодо інших. Будь-якому кристалу і мінералу властива своя кристалічна решітка. Кожен мінерал має певні фізичні властивості, такі як твердість, блиск, питома вага, колір і т. Д. Мінерали утворюються скрізь: у надрах землі, в болотах, в пустелях, в озерах. Більшість мінералів утворюється з магми.

Гірські породи – це складова земної поверхні. Утворилися гірські породи близько 4600000000 років тому з природних кристалічних речовин – мінералів. Породи мають різноманітними квітами і будовою, але всі вони діляться на три типи: осадові, магматичні і метаморфічні. Причому земні породи повільно вивітрюються і постійно перетворюються один в одного.

Залізо і сплави його з вуглецем – чавун і сталь, марганець, хром і деякі інші метали, що додаються до сталі для поліпшення її якості, відносяться до чорних металів. Використання їх досить різноманітно: каркас багатоповерхової будівлі, океанський корабель, трактор, паровоз, молоток, ніж, пила та ін.

Особливе місце серед різноманітних багатств надр Землі займають розсіяні метали. Завдяки властивостям цих металів їх можна використовувати в дуже важливих галузях промисловості, науки і техніки.

До шляхетних металів відносять золото, платину і срібло. Вони є дуже стійкими металами, які не розчиняються в більшості кислот і лугів і не з’єднуються з киснем повітря. Саме тому предмети, зроблені з цих металів залишаються протягом тисячоліть раніше красивими.

До кольоровим металам відносять мідь, свинець, олово, цинк, нікель, алюміній і магній. Ця група металів зустрічається в природі у вигляді різноманітних мінералів – природних хімічних сполук із сіркою, киснем та іншими елементами, що утворюють руди.

Земля багата різноманітністю порід, але незважаючи на це хімічно вони разюче схожі. Кислотність – це їх основний хімічний показник. Основні (темні) породи мають низькою кислотністю і не містять кварцу. У них міститься менше 50% силікатів, але в них багато міститься польового шпату, заліза і магнію. І навпаки, кислотні породи складаються з кварцу і щонайменше 65% силікатів. Проміжні породи складаються на 50-65% з силікатів.

Породи складаються з різних кристалів, або мінералів, причому деякі породи складаються з одного мінералу, а інші – з шести-семи або більше. Відомо більше 1000 видів мінералів, але найпоширенішими є тільки близько 30. Вони розрізняються по твердості і розділяються на силікатні, в яких містяться кремній і кисень, і несилікатного.

При зростанні кристалів – кристалізації – утворюються мінерали. Чим повільніше формуються кристали, тим вони більше. Для утворення ідеальних форм необхідні постійні умови, а це буває досить рідко, тому більшість природно залягають кристалів маленькі і недосконалі.

Кристалізація здійснюється чотирма головними шляхами:
1) з розплавлених порід;
2) з води, багатої мінеральними речовинами;
3) внаслідок хімічних реакцій;
4) під впливом тепла і тиску (метаморізм).

Розплавлені породи охолоджуються і застигають повільно, а коли вони проникають в щілини навколишніх порід, то окаменевают. При цьому вони утворюють прошарку породи, які багаті різними мінералами. Ці прошарку називають пегматитами. Гранітні пегматити є основними джерелами дорогоцінних каменів: аквамарина, турмаліну, хризоберилу, топазу, граната, смарагду і багатьох інших, а також промислових матеріалів: польового шпату, кварцу і слюди.

У результаті впливу дощу і вітру породи весь час розпадаються на крихітні шматочки. При цьому залишки тварин і рослин теж руйнуються. У результаті вимивання водою і Осідання цих частинок на дно річок та океанів на протязі мільйонів років шар осаду накопичується, ущільнюється і утворює породи, які і носять називання осадових. Особливістю осадових порід є расепленіе на окремі шари, утворені відкладеннями, повільно падають на дно моєї і річок. У тих випадках, коли їх осідання деінде порушувалося, то в породі залишався слід у вигляді лінії. Деякі з них мають товщину всього лише кілька міліметрів. Міні-лінії ці були створені брижами води при осіданні відкладень. За перехресної шаруватості можна визначити зміну напрямків потоку води. При швидкій шаруватості більші, важкі частинки осідають швидше дрібних. У результаті цього вони так і розподіляються: грубі – на дні, а дрібні – на поверхні.

При надмірному нагріванні або тиску породи змінюються, перетворюючись на нові. Такі породи називаються метаморфічними. Таке може статися, якщо камінь «звариться» в рідкій магмі, а у великих масштабах це трапляється всередині шару породи, придавленого новими горами.

У кожному виді метаморфічної породи видно сила дії тепла і тиску на первинну, незмінену породу. Контактуючи з розплавленої вулканічної магмою, аргиллит і глинистий сланець стають новими міцними породами, які називаються роговики. Після інтрузії аргиллит перетворюється на плямисту породу.

Коли глинистий сланець і аргиллит вступають в регіональний метаморфізм, по краях, де температура низька, а тиск високий, ці породи стають сланцем. У середньозернисті породу – аспідні сланці – вони перетворюються в більш глибоких місцях, де температура трохи вище. Там, де й тепло, і високий тиск (біля підніжжя гір), з них утворюються гнейси – грубозернисті породи.

Метали являють собою блискучі мінерали, які, як правило, при кімнатній температурі знаходяться в твердому стані. Зі збільшенням температури їх форма легко змінюється. У більшості випадків метали залягають в суміші з іншими мінералами, такими, як руда.

Зазвичай метали знаходяться в різних видах руд. Залізо найчастіше зустрічається в гематит, свинець – в галеніті, ртуть – у кіноварі, а мідь – в халькопірит. Вулканічні породи є кращими джерелами руди. Наприклад, цинк, мідь і нікель непогано змішуються з сіркою в гарячій магмі. Основними рудами для цих металів є кристали сульфідів, які утворюються при застиганні магми.

Берилій, калій, уран і олово дуже добре вступають в реакцію з силікатами. При охолодженні гранітної магми їх кристали починають утворюватися з силікатної води.

У осадових породах можна теж знайти руди металів. Руйнуються вулканічні породи в результаті ерозії. У їх залишки знаходяться метали, які були накопичені у відкладеннях. Таким чином сформувалося багате родовище міді в Замбійському мідному поясі.

Ha земну поверхню через вулкани вириваються гарячі розплавлені породи, при охолодженні яких з’являються кристали. Після цього формуються тверді – магматичні породи. Часом магма, не виходячи назовні, розтікається під землею. У цьому випадку вона утворює інтрузивні магматичні породи, такі, як граніт.

Магматичні породи бувають базальтовими, гранітними або проміжними. Базальтові породи мають нізкоезначеніе силікатів і кислотності. Високе значення силікатів і кислотності мають гранітні породи. Проміжні ж породи містять середнє значення силікатів і кислотності. Магматичні породи розрізняються і за розміром зерен. Розмір їх залежить від швидкості охолодження і застигання розплавлених порід, іншими словами, чим повільніше буде остигати порода, тим крупніше будуть зерна.

На поверхні лава досить швидко застигає, формуючи тонкозернисті породи. Середньо-зернисті породи виходять при формуванні інтрузивних порід під поверхнею. Грубозернисті – це інтрузивні породи (глибинні), які залягають глибоко під землею.

Зазвичай в кожному типі порід, будь то базальтові, гранітні і проміжні породи, існують тонкозернисті (лавові), среднезер-ність (гіпабіссальних) і грубозернисті (глибинні) породи. Так, наприклад, габро є крупнозернистою породою, долеріт – це середньозернистий еквівалент базальту, граніт – крупнозернистий, а кварцовий порфір – середньозернистий еквівалент ріолітсм, діорит – крупнозернистий еквівалент тонкозернистого андезиту.

Коштовні камені – це чисті і виблискуючі багатобарвні кристали, що складаються з звичайних мінералів. Геологічні умови освіти дорогоцінних каменів настільки унікальні, що вони дуже рідкісні і цінні. Наприклад, такі дорогоцінні камені, як жовтий і чорний бурштин і перли, не є мінералами, вони утворені рослинами або тваринами.

Більшість дорогоцінних каменів є варіації одного мінерального кристала, наприклад, корунд стає червоним рубіном завдяки невеликим домішкам хрому. Блакитні, зелені та жовті сапфіри модифіковані добавками титану і заліза, кварц перетворюється в аметист за рахунок наявності титану та заліза, а халцедон може стати сердоліком, яшмою або оніксом.

Посилання на основну публікацію