9364

Минералы и горные породы - строительные материалы природы

Научная статья

Государство и право, юриспруденция и процессуальное право

Минералы и горные породы - строительные материалы природы. Минералы - природные тела, однородные по химическому составу и природным свойствам, образующиеся в глубинах и на поверхности Земли. Известно около 3000 видов минералов. Наиболее распрос...

Русский

2013-03-04

101.5 KB

3 чел.

Минералы и горные породы – строительные материалы природы.

Минералы - природные тела, однородные по химическому составу и природным свойствам, образующиеся в глубинах и на поверхности Земли. Известно около 3000 видов минералов. Наиболее распространены силикаты, оксиды и гидрооксиды, сульфиды, фосфаты, карбонаты. Природные агрегаты минералов относительно постоянного минералогического состава называются горными породами. В земной коре они образуют самостоятельное геологическое тело. По происхождению различают магматические, метаморфические и осадочные породы. Магматические горные породы образуются в результате внедрения и застывания магмы на глубине (интрузивные - гранит, сиенит) или на поверхности (эффузивные - базальт вулканическое стекло, пемза). Основными породообразующими минералами для них служат кварц, полевые шпаты, слюды. Магматические породы занимают около 60 % земной коры, с ними связаны месторождения металлических полезных ископаемых, апатитов, алмазов.

Осадочные породы образуются при осаждении и отложении различного обломочного материала. В зависимости от исходного материала различают терригенные (обломочные - их классифицируют по величине слагающих частиц, сцементированности и окатанности: алеврит, песок, песчаник, щебень, галька и т. п.), хемогенные (осажденные из химических растворов: соли, гипсы, доломиты) и биогенные (образованные при скоплении продуктов жизнедеятельности организмов: известняки, ископаемые угли, гуано, представляющее собой разложившийся помет птиц). С осадочными горными породами связаны месторождения угля, нефти, газа, строительных материалов, чилийской селитры).

Метаморфические породы образуются из магматических или осадочных при существенном изменении их минерального состава и структуры под воздействием высоких температур, большого давления и высокотемпературных водных растворов. Этот процесс называется метаморфизмом. Так, при перекристаллизации гранитов образуются гнейсы, песчаников - кварциты, известняка или доломита - мрамор.

С метаморфическими горными породами связаны месторождения золота, руд цветных и редких металлов, урановых руд, графита, строительных и поделочных материалов, драгоценных камней.

В первой главе мы выяснили как образуются горы. Теперь кратко остановимся на том, из чего они сложены. Геологи называют природные материалы, составляющие земную кору, минералами и горными породами.

Минералом называется природное тело, представляющее собой химическое соединение или самородный элемент. К минералам относятся всем нам известный кварц и такие его разновидности, как горный хрусталь, кремень, халцедон. Минералами являются слюда, золото, самородная медь и ее соединения: малахит, куприт, медный колчедан. К ним же относятся состоящие из углерода алмаз, графит, руды металлов, вода и многие другие вещества. Геологам известны свыше двух тысяч минералов. Некоторые из них: кварц, полевые шпаты, апатит, различные слюды образуются при кристаллизации расплавленной магмы. В этом случае говорят об их магматическом происхождении.

При внедрении магмы в земную кору впереди нее по трещинам поднимаются раскаленные парогазовые смеси – гидротермы. В их состав входят не только вода и, привычные для нас, азот, кислород, углекислый газ, но и другие вещества, например, окись кремния, окислы серы и различных металлов. При высоких температурах и давлении, характерных для земных недр, они превращаются в пар или становятся растворимыми в воде. По мере подъема газообразная смесь расширяется, остывает и, постепенно конденсируясь, превращается в сильно перегретую жидкость. При понижении температуры, падает растворимость веществ в оде и газовой смеси. При этом на стенках трещин начинают осаждаться природные окислы и соли, иногда образуя великолепные кристаллы. Минералы, получившиеся таким путем, называются гидротермальными. Основной минерал гидротермальных жил – кварц. Белые кварцевые жилы, вкрапленные в скальные породы – признак интересного для геолога и коллекционера участка. Гидротермальным путем образуются кварц и его разновидности: прозрачный горный хрусталь, фиолетовый аметист, голубовато-серый халцедон, полосатый агат, а также руды многих ценных металлов.

В процессе различных тектонических подвижек, внедрения магмы под влиянием высоких температур и давления образуются такие минералы, как гранат, алмаз, дистен, апатит. Это минералы метаморфического комплекса.

Находящиеся в растворах химические вещества, вступая с окружающими минералами в реакции замещения, образуют новые минералы. Это – метасоматический тип образования. Нередко метасоматические минералы принимают форму кристаллов или агрегатов первичных материалов. Так, например, хорошо известные белемниты, "чертовы пальцы", имевшие известковый скелет, теперь состоят из соединения кремния. Это касается и ископаемых раковин, а иногда и целых древесных стволов. К метасоматическим относятся широко распространенный кремень, опал, нефрит, лазурит, а также всем известная накипь, засоряющая трубы. С метасоматозом связано образование подмосковных агатов, аметистов, горного хрусталя.

Горной породой называется природный агрегат одного или нескольких минералов. В подавляющем большинстве случаев, минералы встречаются в составе горных пород. В чистом виде они довольно редки. По типу образования породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы образуются при застывании расплавленной магмы. Хотя температуры в глубинах Земли достаточны для плавления минералов, из-за высокого давления породы в мантии и более глубоких слоях содержатся в непривычном для нас пластичном виде. При этом они, как каша в автоклаве (скороварке) пребывают в перегретом состоянии. Туристам хорошо известно, что при срыве крышки автоклава, перегретая каша мгновенно вскипает, "вскипает" и газированная вода при снятии крышки. Похожие явления происходят и в земной коре, если в ней по какой-то причине образуется разлом. Давление в зоне падает, породы переходят в жидкое состояние, а вес вышележащих слоев выжимает расплав вверх по трещинам. Жидкая магма проплавляет и разрывает лежащие вверху горные породы и, двигаясь к поверхности, по мере подъема, остывает. Если ее движение прекращается на большой глубине, когда вся она была еще жидко, то при застывании образуются интрузивные тела или батолиты, в которых породы полностью и равномерно раскристаллизованы. Так образуются равномерно зернистые породы: гранит, диорит, габбро и другие (рис. 6а).

Если магма во время подъема успевает достаточно остыть, в ней начинается кристаллизация минералов, разумеется, в начале более тугоплавких. Возникшие кристаллы, двигаясь вместе с расплавом, постепенно растут. Затем движение магмы прекращается и начинается равномерная раскристаллизация всех прочих материалов. Но температура окружающих пород здесь ниже, поэтому остывание магмы идет быстрее, и кристаллы легкоплавких материалов получаются мелкими. Так образуются неравномерно зернистые породы, называемые порфирами (рис. 6б). Увидеть такие породы можно на станциях московского метро. Например, станция Проспект мира облицована серым диорит-порфиром со следами течения магмы, станция Рижская – гранит-порфиром, станция Алексеевская – красным гранитом и черным габбро.

Если магма достигла поверхности, то ее остывание происходит очень быстро. Излившуюся на поверхность магму называют лавой, а возникшие при ее застывании породы – эффузивными. Если глубинные, называемые интрузивными, породы застывают десятки, сотни, а иногда и тысячи лет, то эффузивные – максимум за месяц. При этом раскристаллизация произойти не успевает. А если до момента излива в магме уже были кристаллы, то они так малы, что видны лишь под микроскопом. Остальная часть минералов застывает в виде вулканического стекла. Это – афанитовая структура, которую имеет, например, базальт. Если в магме успели образоваться крупные кристаллы тугоплавких пород, они остаются вкраплениями в однородной массе. Это – порфировая стурктура. Ее имеет, например, диабаз, он же базальтовый порфирит – базальт с крупными вкраплениями полевого шпата. Если же предварительной раскристаллизации не было, образуется вулканическое стекло – обсидиан.

Теперь немного о составе горных пород. Как уже говорилось, известно свыше двух тысяч минералов, но, в основном, горные породы состоят из кварца, полевых шпатов, слюд, роговой обманки, пироксена и некоторых других. Эти минералы принято называть породообразующими. В зависимости от содержания в породообразующих минералах окиси кремния или окислов кальция, магния, калия, железа, алюминия, породы различаются по кислотности и цвету. Чем кислее порода, тем она светлее. Различают кислые, средние, основные и ультраосновные породы. Поскольку минералы с большим содержанием двуокиси кремния (кремнезема) имеют светлые тона, то по цвету можно приблизительно понять, с какими породами мы имеем дело.

К кислым породам относится интрузивный гранит и его эффузивный аналог – липарит. Здесь темноцветных минералов менее 10%. К средним порода относят диорит и его аналог – андезит, содержащие около 30% темноцветных материалов. К основным – габбро и базальт – 50% темноцветных минералов. Ультраосновные породы достаточно редки. Они содержать до 90% темноцветных материалов. К ним относятся пироксенит, перидотит и, хорошо известный по синим блесткам на черном фоне в облицовке памятников и станций метро – лабрадорит.

Осадочные породы возникают при разрушении или, иначе, при выветривании магматических и метаморфических пород. К ним относятся и биогенные породы, среди которых мел, ракушечник и известняк, различные руды, фосфориты, уголь и нефть. В результате физического (механического и температурного) выветривания образуется материал осыпей, морен, залежи песка и глины. Химическое выветривание и вымывание природными растворами приводит к образованию и кристаллизации кальцита, гипса, фосфоритов.

Метаморфические породы возникают при воздействии температуры и давления на ранее существовавшие породы. Отличительной чертой большинства метаморфических пород служит их слоистая, сланцеватая структура. При метаморфизации глина слеживается, превращаясь в мягкие филлитовые сланцы, затем начинаются изменения в ее минеральном составе, и образуются хлоритовые (от греческого "хлорос" – зеленый) сланцы. При достаточно высоких температурах и давлении возникают слюдяные и кристаллические сланцы. Им часто сопутствуют гранаты и дистен. Железистые глины превращаются в железистые сланцы или джеспилиты, широко распространенные, например, на Криворожском месторождении железных руд.

При метаморфизации песка возникает песчаник, затем кварцит и, при определенных условиях, гнейсовидный сланец, мало отличающийся на вид от магматических пород. Кстати, если воздействию высоких температур и давления подвергается гранит, из него образуется гнейс – кристаллическая порода, имеющая слоистую структуру.

При метаморфизации моренных отложении образуются конгломераты, а осыпей – брекчии. Примером искусственной брекчии служит строительный бетон с наполнителем из щебня. Тот же бетон, но с наполнителем из гальки, можно назвать искусственным конгломератом.

При метаморфизации известняка образуется мрамор, древесной смолы – янтарь. Особые породы возникают на контакте расплавленной магмы с окружающими (вмещающими) породами. Здесь образуются роговики, грейзены и скарны. Наиболее часто в подобных образованиях встречаются такие минералы, как гранаты, горный хрусталь. К этим образованиям нередко приурочиваются месторождения полезных ископаемых, например, Тырныаузское вольфрамит-шеелитовое месторождение на Кавказе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50830. Создание web-сайта средствами Flash 154 KB
  Научитесь управлять проигрыванием фильма останавливать и возобновлять его переходить на другие кадры загружать wеbстраницы другие фильмы и графические изображения выполнив последовательно пять заданий согласно инструкциям ниже. вы уже создали публикацию фильма. Управление проигрыванием фильма Пользуясь языком ctionScript можно останавливать фильм снова его запускать а также переходить к заданному кадру. Операторы перехода используются для повторного просмотра или для того чтобы пропустить часть фильма или клипа.
50831. Создание одного однотабличного отчета (для 1-ой таблицы) с помощью мастера и редактирование его в режиме конструктора 154 KB
  Создание одного однотабличного отчета для 1ой таблицы с помощью мастера и редактирование его в режиме конструктора. Создание одного отчета по запросу для 1го запроса с помощью мастера и редактирование его в режиме конструктора. Создание одного многотабличного отчета по двум таблицам связанным связью одинкомногим с группировкой по полям главной таблицы. Создание отчета с помощью мастера и редактирование его в режиме конструктора.
50832. Создание однотабличной ленточной формы для таблиц, которые не являются подчиненными в связях 717.5 KB
  Создание однотабличной ленточной формы для таблиц которые не являются подчиненными в связях т. Создание однотабличной формы в один столбец для подчиненных таблиц т. Создание одной многотабличной формы в табличном виде с помощью мастера. Многотабличные формы создавать по двум таблицам связанным связью одинкомногим.
50833. Создать главную кнопочную форму, позволяющую открыть из нее по нажатию на кнопки 599.5 KB
  Создать главную кнопочную форму позволяющую открыть из нее по нажатию на кнопки следующие кнопочные формы: Список форм Список отчетов Список таблиц Список запросов и последний пункт Выход Каждая кнопочная форма должна содержать список кнопок для открытия ВСЕХ соответствующих объектов базы данных. Формы должны содержать осмысленный заголовок фоновый рисунок список кнопок с подписями. Создание Главной кнопочной формы Для создания главной кнопочной формы в ccess существует специальная служебная программа Диспетчер кнопочных форм....
50834. Создание однотабличной формы (для 2-х таблиц) с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора 187.5 KB
  Создание однотабличной формы для 2х таблиц с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора. Создание многотабличной формы с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора. Обязательно использовать в каждой форме рисунки надписи элементы навигации кнопки заголовок формы. Изучить свойства формы в целом и каждого из ее элементов.
50835. Создание запросо 181 KB
  Создание запросов минимум 1 на создание таблицы запрос должен быть актуален для выбранной темы; Создание запросов минимум 1 на изменение запрос должен быть актуален для выбранной темы. Создание запросов минимум 1 на удаление запрос должен быть актуален для выбранной темы. Краткая теория Кроме запросов на выборку в ccess существует большая группа запросов которые называют запросамидействиями. Эти запросы позволяют быстро изменить создать удалить или же добавить набор данных в некоторую таблицу базы.
50836. Создание однотабличного отчета (для 1-ой таблицы) с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора 153.5 KB
  Создание однотабличного отчета для 1ой таблицы с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора. Создание многотабличного отчета с помощью мастера и редактирование ее в режиме конструктора. Отчеты созданные только с использованием мастера не принимаются Краткая теория Понятие отчета Отчет специальный объект предназначенный для вывода информации из базы данных на принтер. В отчетах данные формируют так чтобы их было удобно размещать на отдельных страницах.
50837. ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ LOGO! ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИКИ 400 KB
  Подать сигнал запуска ЛОГ. Через параметризуемое время наблюдать появление высокого уровня ЛОГ. Подать сигнал высокого уровня ЛОГ. 1 на вход I1 сигнал сброса на входе I2 равен ЛОГ.