Минерали техният произход класификация химичен състав структура. Класификация на минералите по произход. Условия за образуване на магмени скали

В зависимост от химичния състав всички минерали се разделят на няколко класа, най-важните от които са: самородни елементи, сулфиди, халогениди, оксиди и хидроксиди, карбонати, фосфати, сулфати, силикати, както и естествени органични съединения.

родни елементи. Това е клас минерали, състоящ се от всеки един елемент. Те не са широко разпространени в земната кора. Те включват злато, сребро, мед, платина, диаманти, графит, сяра и др.

сяра - S. Среща се като кристали и пръстени агрегати, нодули, плаки; цвят сламеножълт до кафяв; линията е безцветна; гланцът е мазен; твърдост 1,5-2,5; несъвършено разцепване; относителна плътност 2; Образува се при химическо разлагане на гипсови и серни съединения, по време на вулканични изригвания.

Сулфиди (серни съединения). Класът на сулфидите включва над 250 минерала. Химически сулфидите са съединения на различни елементи със сяра (производни на H 2 S). Най-разпространени са галенит, сфалерит, халкопирит, пирит, борнит, цинобър, молибденит и др.

Галена(оловен гланц) - PbS. Кубични кристали; цвят оловно сив; жилка сиво-черна, блестяща; непрозрачен; метален блясък; твърдост 2,5; идеално разцепване в куб; относителна плътност 7,5; често се среща с пирит и сфалерит; често съдържа примеси от сребро; хидротермален произход. Използва се като руда за олово и сребро.

сфалерит(цинкова бленда) - ZnS. Среща се като тетраедрични кристали; цвят кафяв, кафяв, черен, рядко жълт, зеленикав; червено, понякога безцветно-64

ny; тире жълто; мазнина за гланц, диамант; прозрачен или полупрозрачен; изотропен; твърдост 3-4; деколтето е много перфектно; относителна плътност 3,5-4,2; образувани при хидротермални процеси. Използва се като цинкова руда.

Халкопирит(меден пирит) - CuFeS 2. Среща се като неправилни зърна и твърди маси; тетраедрични и октаедрични кристали; цветът е месингово-жълт, често с пъстър нагар; признакът е черен със зеленикав оттенък; метален блясък; твърдост 3-4; несъвършено разцепване; относителна плътност 4,1-4,3; непрозрачен; слабо анизотропен; произходът е различен. Използва се като медна руда.

Пирит(сярен пирит) - FeS 2. Най-често срещаният сулфид; среща се под формата на кубични кристали, твърди маси, конкременти и др.; цветът е светложълт, често с оттенък на месингово жълто, кафяво и пъстро; непрозрачен; изотропен; твърдост 6,65; разцепването е много несъвършено; относителна плътност 4,9-5,2; произходът е различен. Използва се като суровина за производството на сярна киселина.

Халогениди. Минералите от този клас са соли на халогеноводородни киселини: НС1, HF, HBr, HI. Най-често срещаните соли на солната киселина са халит и силвин.

Халит(каменни соли) - NaCl. Среща се под формата на кристални агрегати, по-рядко - отделни кубични кристали; безцветен или бял цвят, има разлики в червени, сиви, сини, жълти цветове; прозрачен и полупрозрачен; твърдост 2; идеално деколте в три посоки; относителна плътност 2,15; чуплив; свободно разтворим във вода; солен вкус; Образува се в процеса на утаяване, отлага се на дъното на солени езера и се среща под формата на пластове.

оксиди и хидроксиди. Минералите от този клас съставляват около 17% от масата на литосферата. Класът е разделен на две групи: 1) оксиди и хидроксиди на силиций (кварц, халцедон, опал и др.), 2) оксиди и хидроксиди на метали (хематит, магнетит, лимонит, каситерит, корунд и др.).

Кварц - SiO2. Един от най-често срещаните минерали в природата, той представлява повече от 12% от масата на литосферата; среща се под формата на гранулирани агрегати, добре образува кристали под формата на шестоъгълна призма, завършваща от едната или двете страни с шестоъгълна пирамида; лицата често са покрити с тънко напречно засенчване; цветът на кварца е различен; неговата безцветна прозрачна разновидност - планински кристал, сивкава - опушен кварц, лилава - аметист, черна - марион; блясъкът по краищата е стъклен, на счупването - мазен; твърдост 7; разцепването е много несъвършено; фрактурата е конхоидална, неравна; относителна плътност 2,7; Произходът на кварца е различен.

Криптокристалната разновидност на кварца се нарича халцедон.Образува плътни маси, синтрови образувания,

3 Абрикосов И. Х. и др. 65

възли млечно-цепоро, жълти и други цветове; лентовата разновидност на халцедона се нарича ахат, а замърсеният с пясък и глина се нарича кремък.

опал - SiO 2 -nH 2 O. Аморфен минерал, намиращ се под формата на плътни синтрови маси; цвят жълтеникав, оранжев, червеникав, черен; блясъкът е леко стъклен, с ниско съдържание на мазнини; фрактурата е конхоидална, неравна; твърдост 5,5; относителна плътност 1,9-2,3; Когато парчета опал се нагреят в епруветка, се отделя вода; това е, което отличава опала от халцедона.

Хематит(железен блясък) - Fe 2 O 3. Среща се като листни, люспести, гранулирани и пръстени агрегати, рядко като ромбоедрични кристали; цветът в кристалите е сиво-стоманен до черен, в люспите блести през тъмночервено, земните агрегати са червени; тире черешово червено; метален блясък; твърдост 5-6; несъвършено разцепване; конхоидална фрактура; непрозрачен; относителна плътност 5,2; има магнитни свойства; образувани при метаморфни и хидротермални процеси. Хематитът е най-важната желязна руда.

Магнетит(магнитна желязна руда) - FeO-Fe 2 O 3. Среща се под формата на гранулирани маси, включвания, кристали; цвят желязо-черен със синкав оттенък; таблото е черно; метален блясък; непрозрачен; твърдост 5,5-6,5; несъвършено разцепване; относителна плътност 4,9-5,2; има силни магнитни свойства; най-големите находища са с метаморфен произход.

Карбонати. Класът на карбонатите обединява минерали, които са соли на въглеродната киселина H 2 CO 3. Всички карбонати се характеризират със способността да реагират със солна киселина НС1. Те представляват около 2% от масата на земната кора. Някои карбонати са руди на метали: желязо, манган, мед, цинк, олово и др.

Калцит(варов шпат) - CaCO 3. Най-разпространеният минерал от този клас, той изцяло се състои от такива скали като варовик, креда и мрамор; безцветен, бял, поради примеси понякога има жълти, розови, сивкави и синкави тонове; тире бяло; стъклен блясък, понякога седеф; прозрачни или полупрозрачни, прозрачни калцитни кристали се наричат ​​​​исландски шпат; твърдост 3; деколтето е перфектно; относителна плътност 2,6; реагира бурно със солна киселина; седиментен, хидротермален, биогенен произход, може също да е продукт на метаморфизъм. Използва се в строителството, химическата, металургичната, оптичната и други индустрии.

Доломит- MgCa(CO 3) 2. Среща се под формата на зърнесто-кристални маси, почвени, сферични и други агрегати; цвят бял, сивкав, червеникав, зеленикав; стъклен блясък; твърдост 3,5-4, перфектна цепителност; относителен сюжет-

ност 2,8-2,9; реагира с НС1 на прах или при нагряване; хидротермален и седиментен произход. Прилага се в строителството, металургията и други отрасли.

Фосфати. Фосфатите са относително редки. Тяхната маса не надвишава 0,1% от масата на литосферата. От многобройните минерали от този клас, главно соли на ортофосфорна киселина, най-големият практическа стойностимат апатит и фосфорит.

апатит- Ca 5 (F или C1) (PO 4) 3 . Среща се под формата на дребнозърнести маси, по-рядко под формата на отделни кристали под формата на шестоъгълна призма, достигащи огромни размери; цвят бял, зелен, лилав, кафяв; линията е лека; стъклен блясък, мазен на счупване; твърдост 5; несъвършено разцепване; счупването е неравномерно; относителна плътност 3,2; Образува се по-често от магма чрез проникване на алкални магми. Служи като суровина за производството на фосфорни и фосфатни торове.

Фосфоритиимат същия състав като апатитите, но се образуват в резултат на екзогенни процеси; генезисът е седиментен, химичен и биогенен; лесно се разтварят при нагряване в солна и азотна киселина. Използват се за получаване на суперфосфат.

сулфати. Минералите от този клас са соли на сярна киселина. Те се образуват главно в резултат на утаяването на соли на сярна киселина в лагуни и езера и по време на окисляването на сулфидите. Най-разпространени са гипсът и анхидритът.

Гипс-CaSO 4 -2H 2 O. Среща се под формата на дебели и тънки пластинчати кристали; цвят бял, безцветен, примесите причиняват различни цветови тонове; тире бяло; стъклен блясък; твърдост 2; деколтето е много перфектно; относителна плътност 2.3. При дехидратация гипсът се превръща в анхидрит.

Анхидрит- CaSO4. Среща се под формата на плътни дребнозърнести маси; Бял цвят; стъклен блясък; прозира; твърдост 3-3,5; деколтето е перфектно; относителна плътност 3.

силикати. Най-многобройният клас минерали. Те представляват до 33% от всички минерали. Силикатите съставляват до 75% от масата на земната кора (без кварц, подобен на тях по вътрешна структура). Участват в образуването на скалите, някои са ценни минерали: скъпоценни камъни, слюда, керамични суровини, руди. Силикатите са соли на силициева и алумосилициева киселина. Най-разпространени са фелдшпатите. Те представляват до 50% от масата на земната кора. От своя страна фелдшпатите се делят на калиеви фелдшпати и плагиоклази.

От калиевите фелдшпати най-представителен е ортоклазът.

ортоклаз- KAlSi3O8. Той е неразделна част от седиментите
магмени и метаморфни скали; среща се като зърна
гнисти маси и таблични кристали; цвят бял, светъл
3* 67

сиво, розово, месно червено; стъклен блясък; твърдост 6; деколтето е перфектно; относителна плътност 2,6; разновидност на ортоклаза - микроклин.

Плагиоклазикомбинират група минерали, състояща се от смес от два крайни минерала от тази група: албит - NaAlSi 3 O 8 и анортит - CaAl. 2 Si 2 O 8 със същата кристална решетка. Такава смес от минерали се нарича изоморфна. Групата на плагиоклаза се състои от следните минерали: албит, олигоклаз, андезин, лабрадорит, байтаунит и анортит.

Албит.Среща се под формата на плътни гранулирани маси; образува кристали под формата на малки плочи, слети в четки; цветът обикновено е бял; линията е бяла или безцветна; блясъкът често е седефен; твърдост 5,5-6,0; идеално деколте в две посоки; относителна плътност 2.6.

Една от групите силикати са пироксените.

Аугита - Ca(Mg, Fe, Al) (Si, A1) 2 O 6 . Най-яркият представител на пироксеновата група; по-често под формата на гранулирани агрегати; кристалите имат формата на октаедрични колони; цвят зеленикаво черен и черен; стъклен блясък; твърдост 5-6; разцепването е средно; относителна плътност 3.5.

За разлика от пироксените, минералите от групата на амфибола имат различна кристална структура. Типичен минерал от тази група е роговата обманка.

Hornblende.Характеризира се с много сложен и нестабилен химичен състав; кристалите са удължени четири- и шестстранни призми; срещат се под формата на влакнести и плътни маси и отделни кристали; цвят тъмно зелен, черен; тире зелено; твърдост 5,5; разцепване перфектно в две посоки, в третата посока - раздробена фрактура; стъклен блясък; относителна плътност 3.1-3.3.

Образува се голяма група минерали листови силикати,които включват слюда (мусковит и биотит), талк, серпентин, каолинит, глауконит и др.

москвич(бяла слюда). Безцветен минерал; стъкло гланц, седеф; твърдост 2-3; разцепването е много перфектно, разделя се на много тънки пластини по равнините на разцепване; относителна плътност 2,7; образувани при магмени и метаморфни процеси. Използва се в електротехниката и радиотехниката и др.

Каолинит(китайска глина) - Al 2 (OH) 8. Среща се под формата на плътни прахообразни и землисти маси; цвят бял, сивобял, жълтеникав; твърдост 1; земна фрактура; полепва по езика относителна плътност 2,6; Образува се при изветряне главно от фелдшпати, слюди и скали, които ги съдържат. Използва се в строителството, в производството на керамика, сондажни кладенци, за получаване на алуминий.

естествени органични съединения. Сред естествените органични съединенияиграе специална роля 68

въглеводороди. Това са твърди, течни и газообразни химични съединения на въглерод (C) и водород (H), наречени битум и получени при разграждането на органични вещества.

Маслото принадлежи към течния битум. Маслото е описано подробно във втори раздел на учебника.

Твърдите битуми включват асфалти, керити, антраксолити и др. Всички твърди битуми (с изключение на озокерита) са продукти от промяна на тежки смолисти масла от нафтено-ароматен тип.

Асфалт(планински смоли). Това е крехък (понякога вискозен) смолист минерал с тъмнокафяв, почти черен цвят; е смес от окислени въглеводороди със съдържание на С от 67 до 88%, Н от 7 до 10% и О + N + S от 2 до 23%; твърдост 2; относителна плътност 1,0-1,2; е продукт от модификацията на масла с нафтенова основа; лесно разтворим в терпентин, хлороформ и въглероден дисулфид; често импрегнира пясъци и варовици, а също така се среща под формата на вени, запълва празнини, образувайки езера. Асфалтите се използват широко в промишлеността.

асфалтити.Това е името на група от твърди и по-чисти от асфалта изкопаеми битуми - алберит, гремит, грахемит. Елементният състав на асфалтите и асфалтитите е приблизително еднакъв; цветът на асфалтитите е черен; чуплив; повърхността на фрактурата е лъскава; относителна плътност 1,13-1,20; напълно разтворим в хлороформ; стопяват се без видимо разлагане.

Керита.Твърди, въглеводородни битуми, образувани в резултат на метаморфизма на масла; елементен състав: C (80-90%), H (4-10%), O + N + S (2,5-10%); твърди, много крехки черни минерали със силен блясък; не се разтварят напълно в органични разтворители; при нагряване те не се топят, а набъбват и се разлагат.

Антраксолити.За разлика от твърдия битум, обсъден по-горе, антраксолитите са продукт на по-висока степен на метаморфизъм на петрола. Това е черно, крехко, лъскаво вещество, неразтворимо в органични разтворители; не се топи при нагряване; елементен състав: C 90-99%, H 0,2-4%, O + N + S 0,5-5%; относителна плътност 1,3-2,0; лежи под формата на вени.

Озокерити(планински восък). Минерали от светложълт до черен, с конхоидален счупване; относителна плътност 0,85-0,97; точка на топене 52-82 °C. Твърдостта на озокерита се определя от дълбочината на проникване на иглата при натоварване (проникване), варира от 2-8 ° (надраскване с нокти) до 360 ° (подобно на мазнина); озокеритите горят с ярък пламък. Елементарен състав: С 84-86%, Н 13-15%, N 0-26%, S 0 - 0,2%. Съставът на озокеритите е доминиран от твърди парафинови въглеводороди от метановата серия (C l H. g „+ 2) -. Добре разтворим в бен-

цинк, керосин, масло, въглероден дисулфид, смоли, хлороформ. Намират широко приложение в електротехниката, парфюмерията, кожарската и текстилната промишленост, както и в медицината.

Газообразен битум.Те комбинират природни въглеводородни газове, сред които се разграничават сухи газове, свързани газове, газове от газов кондензат и газове от въглищни находища. Те са разгледани подробно във втори раздел на учебника.

Опити за систематизиране на минералите на различна основа са правени още в древния свят. Първоначално (от Аристотел до Ибн Сина и Бируни) минералите са систематизирани по външни признаци. От 2-рата половина на XIX век. получи изключително разпространение химични класификации, а през ХХ век. - кристалохимия. В момента най-често срещаната класификация на минералите, която се основава на химичния принцип ( химичен състав, вида на химичните съединения, естеството на химичната връзка). По-малките таксони в класовете се разграничават, като се вземат предвид структурните характеристики на минералите (Таблица 1.1).

Кратко описание на класовете минерали

родни елементи. Около 40 химически елемента са известни в естествено състояние в природата, но повечето от тях са много редки. Наличието на елементи в естествена форма е свързано със структурата на техните атоми, които имат стабилни електронни обвивки. Химически инертните елементи в естествени условия се наричат ​​благородни.

Au, Pt, Ag, Cu, Fe, Pb, Sn, Hg, Zn, Al се намират под формата на самородни метали, сплавите на няколко метала са типични в естествено състояние, например (Pt + Fe), (Pt + Fe + Ni), ( Au + Ag) и т.н. As, Sb, Se, Te са най-често срещаните сред самородните полуметали, а различни модификации на C (графит, диамант) и S са сред неметалите. Графитът и сярата често образуват големи отлагания.

Халкогениди (серни съединения) са съединения на катиони със сяра (сулфиди). В природата са известни около 200 серни съединения, но само 20 от тях се срещат в значителни количества. Най-често срещаните съединения с Fe, Cu, Pb, Zn, Sb, Hg.

Цветът на сулфидите е разнообразен (оловно-сив, черен, месингово-жълт, медно-жълт, оранжев, жълт, червен). Твърдостта варира от 1 до 6-6,5, плътността варира от средна до висока.

По-голямата част от сулфидите се образуват по хидротермален път, известни са и сулфиди от магматичен и метаморфен произход, някои са резултат от екзогенни процеси.

Сулфидите са важни рудни минерали, суровини за получаване на цветни, тежки и някои редки и разпръснати метали, техните сплави.

Таблица 1.1

Класификация на минералите

Основни видове минерали	Класове	Подкласове	Групи
I. Просто вещества	1. Родни елементи	1. Самородни метали 2. Самородни неметали 3. Самородни полуметали	Гр. платина, гр. мед Гр. сяра, гр. графит Гр. арсен
II. Халкогениди, серни съединения)	1.Сулфиди	1. Прости сулфиди 2. Комплексни сулфиди	Гр. пирит Гр. халкопирит
III Кислородни съединения	1.Оксиди и хидроксиди 1.Сулфати 2.Фосфати 3.Карбонати 4. Силикати	1. Прости оксиди и хидроксиди 2. Сложни оксиди 1. Остров 2. Верига 3. Лента 4. Чаршаф 5. Рамка	Гр. хематит, гр. корунд, гр. кварц Гр. магнетит Гр. мазилка, гр. анхидрит, гр. барит Гр. апатит Гр. калцит, гр. доломит Гр. оливин Гр. пироксени Гр. амфиболи Гр. слюда, гр. талк, гр. глина, гр. хлорит, гр. змиевиден Гр. фелдшпати, гр. фелдшпатоиди
IV Халогениди (халогенни съединения)	1.Хлориди 2. Флуориди		Гр. халит Гр. флуорит

кислородни съединения. Оксиди и хидроксиди - съединения на елементи с кислород; хидроксидите също съдържат вода. В земната кора тези минерали представляват около 17%, от които силициев диоксид (SiO 2) представлява 12,6%, оксиди и хидроксиди на Fe - 3,9%. Обичайните минерали също включват оксиди и хидроксиди на алуминиеви, манганови и титанови оксиди.

Физическите свойства на тези минерали са различни, повечето от тях се характеризират с висока твърдост. Произходът е магмен, пегматитов, хидротермален, но повечето от оксидите се образуват в резултат на екзогенни процеси в горните части на литосферата. Много ендогенни минерали се разрушават по време на изветряне и се превръщат в оксиди и хидроксиди, като съединения, които са по-стабилни при повърхностни условия. Тъй като са физически и химически стабилни, много оксиди се натрупват в разсипи.

сулфати - естествени соли на сярна киселина. В природата са известни около 190 минерални вида, които са прости безводни соли или сложни соли с конституционна и кристализационна вода. Основната структурна единица е анионен радикал 2, сред катионите Ca 2+, Ba 2+, Mg 2+ и др.

Цветът на сулфатите се дължи на примеси от хромофорни йони и наличие на структурни дефекти. Характеризира се с ниска твърдост (2-3,5), добра разтворимост във вода.

Сулфатите се образуват при окислителни условия в районите на разпространение на сулфидни отлагания, в кората на изветряне, а също и като хемогенни отлагания на сода, сулфат, солени езера и големи водни басейни. Ендогенните сулфати са типични за средно- и нискотемпературни хидротермални вени, по-рядко се отбелязват като продукти на вулканична дейност.

Фосфати - соли на фосфорната киселина. В природата са известни над 230 прости и сложни, водни и безводни съединения. Основната структурна единица е анионният радикал 3-; сред катионите Ca 2+, Fe 2+, Fe 3+, Mg 2+, TR 3+ и др. . Характерни свойства: безцветно или интензивно оцветено в синьо в различни нюанси; луминесценция; твърдост - 3-5, плътност - 1,6-7,0 g / cm 3. Произход: магмен, хидротермален, екзогенен.

Карбонати- соли на въглеродната киселина. Водещите катиони са Ca 2+ , Fe 2+ , Na + , Mg 2+ , Ba 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ и др.. Това е голяма група (около 120 вида минерали), от които много са широко разпространени. разпределени. Има карбонати под формата на добре фасетирани кристали със значителни размери; плътни, гранулирани маси, които изграждат мощни мономинерални слоеве; радиално-лъчисти, игловидни, синтрови, бъбрековидни агрегати и фини смеси с други минерали.

Повечето от карбонатите са бели или безцветни; Цветът на карбонатите се придава от хромофорни йони като Fe 2+, Mn 2+, TR 3+, Cu 2+ и фини механични примеси (хематит, битум и др.). Твърдостта е около 3-4,5, плътността е ниска, с изключение на Zn, Pb, Ba карбонатите.

Важен диагностичен признак е действието на киселини (HCl, HNO 3) върху карбонати, от които те кипят до известна степен с отделяне на въглероден диоксид.

По произход карбонатите са седиментни (биохимични или химични утайки), седиментно-метаморфни; повърхност, характерна за зоната на окисление; ниско и среднотемпературни хидротерми; метасоматичен. Понякога те кристализират от калцитни и содови магмени вулканични лави.

Карбонатите са най-важните неметални полезни изкопаеми, както и ценни руди за Zn, Pb, Fe, Cu и други метали. Варовиците, доломитите, мраморите са почти мономинерални скали, съставени от карбонати.

силикати - соли на силициева киселина. Делът на силикатите представлява до 75% от масата на земната кора и около 25% от минералните видове. В природата са известни над 700 естествени силикати, включително най-важните скалообразуващи минерали (фелдшпати, пироксени, амфиболи, слюди и др.).

Основната структурна единица е единични изолирани тетраедрични радикали 4-. Водещи катиони Na ​​+ , Mg 2+ , Al 3+ , Ca 2+ , Fe 2.3+ , K + , Mn 2+ .

Структурното разнообразие на силикатите се определя от структурата на силициево-кислородните радикали. Има силикати с островни, верижни, лентови, листови и рамкови радикали.

Островните силикати, т.е. силикати с изолирани тетраедри 4- и изолирани групи от тетраедри. В силикатите с изолирани 4-тетраедри всеки от четирите кислорода има една свободна валентност. Тетраедрите не са пряко свързани помежду си, връзката се осъществява чрез катионите на Mg, Fe, Al, Zr и др. Силикатите с островна структура имат изометричен вид и се характеризират с повишена твърдост и плътност (оливин).

Верижните силикати се характеризират със структура, в която тетраедрите са свързани под формата на непрекъснати изолирани вериги. Радикали 4-, 6-, катиони Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , Na + (пироксени).

Лентовите силикати имат тетраедри под формата на двойни вериги, панделки, колани. Радикал 6-, катиони Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , Na + , (амфиболи). Често съдържат йони (OH) ‾ 2.

Силикатите с верижна и лентова структура обикновено са удължени, характеризират се с призматични и колоновидни кристали, игловидни и влакнести агрегати.

Листовите силикати са силикати с непрекъснати слоеве силициево-кислородни тетраедри. Радикалът на такава структура е 2- . Слоевете тетраедри са изолирани един от друг и свързани чрез катиони Mg 2+, Fe 3+, Al 3+, Ni + и др. Те съдържат йони (OH) 2, (OH, F) 2 (талк, серпентин, глина минерали, слюда, хлорити).

Листовите силикати се характеризират с много перфектно разцепване и листов вид на минералите. Това се обяснява с факта, че самите слоеве силициево-кислородни тетраедри са много здрави, а връзката между тях чрез катиони е по-слаба.

Рамковите силикати са силикати с непрекъснати триизмерни рамки от алуминиеви и силициево-кислородни тетраедри. В този случай всички кислородни атоми на тетраедрите се споделят, техните валенции се използват за свързване с катиони и рамката е неутрална. Радикалът на такава рамка е 0 . Именно тази рамка съответства на структурата на кварца (по тази причина кварцът може да се нарече силикати с рамкова структура).

Алуминиево-кислородните радикали m- се образуват в резултат на заместването на четиривалентен силиций с тривалентен алуминий, което води до появата на една свободна валентност и води до необходимостта от навлизане на други катиони. Видообразуващи силикатни катиони са Na + , K + , Ca 2+ (фелдшпати, фелдшпати).

Повечето силикати са безцветни или бели. Силикатите на Fe, Mn, Ni, Zr и други елементи са боядисани в различни цветове. Блясък от стъкло до диамант. Цепителност перфектна в две или три посоки, много перфектна, плътност от 2,0 до 6,5 g/cm 3 , твърдост 1-8.

Силикатите са полигенни минерали. Те кристализират от магма, образуват се в процеса на метаморфизъм и са типични за окислителните зони на рудните находища.

Халогениди (халогенни съединения). хлориди - соли на солна киселина. Известни са около 100 вида минерали. Присъщият цвят на хлоридите е бял; чистите кристали са безцветни и прозрачни. Жълти, кафяви, сиви, червени и други цветове се дават на халогенните съединения от механични примеси: железни хидроксиди, органични вещества и др. Хлоридите имат ниска твърдост - 1,0-3,5; плътността варира от 1,5-2,5 до 6,5-8,3 g/cm 3, лесно разтворим във вода, хигроскопичен.

Хлоридите се образуват главно по хемогенно-седиментен път - при изпаряване на вода от солени и содови езера или морски басейни и лагуни.

Флуориди- природни съединения на елементи Na, K, Ca, Mg и други елементи с флуор. Известни са до 59 вида минерали, повечето отот които са с ограничено разпространение. Най-ценният минерал е флуоритът, който се среща в находища от хидротермален, пневматолитичен и грейзен тип.

Таблица 1.2 показва характеристиките на основните скалообразуващи минерали и минералите, които са най-разпространени в природата и имат практическа стойност.

Въпроси за самопроверка

Дефинирайте понятието минерал.

Какво състояние могат да имат минералите в природни условия?

Каква е разликата между кристалните и аморфните минерали?

Какво е минерален агрегат? Какви са агрегатите?

Избройте най-важните физични свойстваминерали.

Какво е разцепване? Нейните причини.

Какви методи съществуват за определяне на твърдостта?

Назовете минералите по скалата на Моос за твърдост.

Какво представлява фрактурата на минералите?

Какви са причините за оцветяването на минералите?

Какво е бягство? Към кои минерали принадлежи?

Как се различават минералите по блясък?

Как се определят магнитните свойства на минералите?

Как могат да се класифицират минералите? Кой признак за класификация на минералите е най-научно обоснован?

Кои процеси на минералообразуване са ендогенни и кои екзогенни?

Упражнение:

Използване на таблица. 1.2, бисквити, чаши, реактиви и др. идентифицирайте проби от колекцията, предоставена от учителя.

До края на 19 век списъкът на минералите достига 750 позиции. Сега в природата са известни повече от 4000 минерала и откриването на нови продължава. Но само малка част от тях, и това само 40-50 вида, относително често срещани: кварц, фелдшпати, слюда, оливин, пироксени, амфиболи. Тези минерали съставляват по-голямата част от много скали и затова се наричат ​​скалообразуващи минерали.

Разграничете минералите първичен (освободени директно от магмата по време на нейното втвърдяване или по време на кристализацията на водни разтвори или образувани в резултат на метаморфизъм - прекристализация в твърдо състояние) и втори (появяващи се в резултат на модификации на вече образувани минерали, например окисление или редукция по време на ниски температурии налягане близо до земната повърхност).

Класификация на минералите

В основата на класификацията на минералите е техният химичен състав, както и симетрията на кристалната им решетка. В момента всички минерали са разделени на девет класа:

родни елементи

Слитък от срастнали кристали железен сулфид FeS2

Сулфидите се състоят от сяра в комбинация с метал или с метално вещество.

Те включват метални руди като галенит, халкопирит и цинобър.

Сулфидите обикновено са тежки и крехки.

Те са първични минерали и след като влязат в контакт с атмосферата, много бързо се превръщат в оксиди.

Халогениди

Оксидите са съединения на метали с кислород. Те са най-разнообразната група по отношение на физически характеристики. Тук има матова пръст (боксит) и камъни за бижута (сапфири, рубини). Твърдите първични оксиди обикновено се образуват дълбоко в земните недра, по-меките по-близо до повърхността поради контакт с въздуха.

Карбонати (с нитрати и борати)

Анхидритът е безводен калциев сулфат.

Сулфатите са минерали, образувани в резултат на комбинацията на метали със сулфатна група (сяра и кислород).

Те са меки, прозрачни или полупрозрачни, ненаситен цвят.

Широко разпространени са гипсът, анхидритът, баритът.

Фосфати (с арсенати и ванадати)

Силикати - метали, комбинирани със силикатна група (силиций и кислород), това са най-често срещаните минерали в природата (почти една трета от всички минерали са силикати). Всички те са разделени на подгрупи в зависимост от тяхната вътрешна структура(несиликати, соросиликати, иносиликати, циклосиликати, филосиликати и тектосиликати). Представители на този клас са кварц, фелдшпати.

органични съединения

Тази група включва твърди тела, които се срещат в природата и са възникнали поради живота и дейността на живите организми. Поради това те не винаги се класифицират като минерали. Групата е представена от такива минерали като кехлибар, гагат, перли, вевелит.

Класификацията на минералите се основава на химичния състав:

1. Самородни елементи: сяра, графит.

2. Сулфиди: пирит.

3. Оксиди и хидроксиди: кварц, опал, лимонит.

4. Карбонати: калцит, доломит, магнезит;

5. Сулфати: гипс, анхидрит;

6. Халогениди: халит;

7. Силикати: оливин, пироксени (авгит), амфиболи (рогова обманка), каолинит, слюди (мусковит, биотит), фелдшпати (албит, ортоклаз, микроклин, лабрадор).

Всеки минерал има свои собствени физични свойства. Повечето минерали имат кристална структура, ᴛ.ᴇ. техните съставни елементи са разположени в пространството по строго подреден начин, образувайки кристална решетка.

Аморфните минерали, за разлика от кристалните, нямат правилна вътрешна структура (опал, аморфен магнезит), те са хомогенна маса, подобна на пластилин, кост.

Изследването на минералите може да се извърши по макроскопски метод. За по-точно изследване се използват микроскопски изследвания.

Макроскопският метод се основава на изследването на външните характеристики на минералите. Тези характеристики включват морфологичния вид и физичните свойства на минералите.

Външен вид на минералите:

1. Понякога минералите се срещат под формата на единични правилни полиедри. Наричат ​​се кристали (кварц, гипс, калцит).

2. Семейства кристали, преплетени с основи, образуват друзи и четки (калцит, кварц).

3. Най-често неговите минерали се намират под формата на гранулирани агрегати, чиято маса се състои от малки зърна с неправилна форма.

4. Ако зърната имат определена геометрична форма, тогава се образуват: а) игловидни, стълбовидни, призматични; зърна, удължени в една посока (рогова обманка); б) пластинчати, листовидни - удължени в две посоки (слюда, гипс).

5. Конкреции - сферични сраствания на зърна с черупчеста или радиално лъчиста структура.

6. Геоди - натрупване на зърна по стените на празнини в скалите. Растежът на минералите става от стените до центъра на празнотата.

Физични свойства на минералите

Изследването на физичните свойства ви позволява да разпознавате минералите. Най-характерните свойства за всеки минерал се наричат ​​диагностични.

Цветът на минералите е много разнообразен. Някои минерали са в различни цветове (кварц - млечен, водно-прозрачен, опушен). За други минерали цветът е постоянно свойство и може да служи като диагностика (сярата е жълта). Има минерали, които променят цвета си в зависимост от светлината. Например, лабрадор, когато се обръща на светлина, свети синьо, зелено. Това свойство се нарича иридесценция.

Цветът на линията е ϶ᴛᴏ цветът на минерала в прах. Някои минерали имат различен цвят в прах, отколкото в парче (пиритът е сламеножълт, линията е кафяво черна).

Блясъкът трябва да бъде метален (пирит), полуметален (блясък на потъмнял метал - графит) и неметален (стъклен, удебелен седеф, матов - кварц, сяра, слюда, каолин).

Разцепване - способността на минералите да се разделят в определени посоки с образуването на гладки полирани равнини. Има много перфектна цепителност - минералът лесно се разделя на листа (слюда); перфектна цепителност - минералът се разбива със слаб удар на чук в правилни геометрични форми (калцит); средно разцепване - при разцепване се образуват равнини, както равни, така и неравни повърхности (фелдшпати); несъвършено разцепване - равнините на разцепване практически не се откриват (кварц, сяра). Счупването на минерали с несъвършено разцепване винаги е или неравномерно, или конхоидално (кварц).

Твърдост - ϶ᴛᴏ степента на устойчивост на минерала към външни механични влияния. За определяне на твърдостта е приета скалата на Моос, която използва минерали с известна и постоянна твърдост (Таблица 1).

Скала за твърдост по Моос

Маса 1 -

Последователността на действията при определяне на твърдостта на минералите: върху стъкло е нарисуван минерал (тв. 5). Ако върху стъклото остане драскотина, тогава твърдостта на минерала е равна или по-голяма от 5. Тогава се използват еталонни минерали с твърдост по-голяма от 5. Например, ако тестваният минерал остави драскотина върху еталон с твърдост от 6, а при надраскване кварцът му дава дълбока драскотина, твърдостта му е 6,5.

Струва си да се каже, че някои минерали се характеризират със специални, само присъщи свойства. Така че карбонатите реагират със солна киселина (калцит кипи на парче, доломит на прах, магнезит в гореща киселина).

Халогенидите имат характерен вкус (халит - солен).

Минералите се характеризират с различна устойчивост на атмосферни влияния. Някои минерали се разрушават физически, образувайки фрагменти, други минерали претърпяват химически трансформации, превръщайки се в други съединения (таблица 2).

Устойчивост на минералите на атмосферни влияния

таблица 2

Групирайте според степента на устойчивост	Име на минералите	Естеството на промените
Най-стабилният, неразтворим	Кварцов московит лимонит	Физическо смилане без промяна на химическия състав
Средно устойчив, неразтворим	Orthoclase Albite Augit Hornblende	Физическо разрушаване и хидролиза: образуват се вторични минерали: каолинит, лимонит, опал
По-малко стабилен, неразтворим	Лабрадор Биотит	Същото, но процесът е по-интензивен
Слабо стабилен, неразтворим	Пирит оливин	Окисляване: образуват се лимонит и сярна киселина Окисляване: образуват се серпентин, хлорит, магнезит
слабо разтворим	Доломит Калцит	Физическо разпадане и разтваряне
Средно разтворим	Анхидритен гипс	Разтваряне, хидратация, дехидратация
силно разтворим	Халит	Интензивно разтваряне, пластичен поток с продължително действие на едностранна експозиция

Метод за определяне на минерали.

Изключително важно е ръководството за минерали да се използва за практическа работа.

Последователност на работа:

1. Определете външния вид на зърната на минералния агрегат.

2. Определете цвета на минерала, ако минералът е тъмен на цвят, след това прокарайте минерала върху порцеланова чиния, за да определите цвета на линията (праха).

3. Определете блясъка на минерала.

4. За да определите диапазона на твърдост, прокарайте минерала върху стъклото.

5. Минералите със средна твърдост (3-3,5) трябва да бъдат проверени за реакция с

10% разтвор на солна киселина.

6. Опитайте се да намерите гладки полирани ръбове на пробата - ᴛ.ᴇ. определяне на разцепване.

7. Въз основа на набора от характеристики в ръководството намерете името и състава на минерала.

8. Маркирайте в състава на кои скали е включен този минерал.

Въведете данни за минералите в таблица 3.

Характеристики на скалообразуващите минерали

Таблица 3

Списък на минералите за изследване:

1. Самородни елементи: графит, сяра.

2. Сулфиди: пирит.

3. Оксиди и хидроксиди: кварц, халцедон, опал, лимонит.

4. Халогениди: халит, силвин.

5. Карбонати: калцит, доломит, магнезит.

6. Сулфати: гипс, анхидрит.

7. Силикати: оливин, гранат, авгит, рогова обманка, талк, серпентин, каолин, слюда, хлорит, ортоклаз, микроклин, албит, нефелин.

тестови въпроси

1. Какво представляват минералите?

2. Какви минерали се наричат ​​скалообразуващи?

3. Под каква форма се срещат минералите?

4. За кои минерали се извършва цветна диагностика?

5. Какъв е цветът на линията, примери.

6. Какъв е блясъкът на минералите?

7. Как се определя твърдостта на минералите?

8. Какво е разцепване?

9. Какви минерали могат да бъдат разтворени във вода?

10. Кои минерали набъбват?

11. Какво е хидратация и дехидратация?

12. Кои минерали са най-устойчиви на атмосферни влияния?

БИБЛИОГРАФИЯ

Павлинов В.Н. и т.н.
Хостван на ref.rf

геология. – М.: Недра, 1988. с. 5-7, 11-49.

ЛАБОРАТОРИЯ #2

ИЗСЛЕДВАНЕ НА ЯГМАТИЧНИ СКАЛИ

Целта на работата: придобиване на умения за дефиниране на магмени скали. Изучаване на инженерно-строителните характеристики на магмените скали и тяхното приложение в строителството.

Оборудване: образователна колекция от магмени скали, лупи,

скала на Моос.

Главна информацияотносно скалите.

Скалите се наричат ​​самостоятелни геоложки тела, състоящи се от един или повече минерали с повече или по-малко постоянен състав и структура.

Според начина и условията на образуване всички скали се разделят на магмени, седиментни и метаморфни.

Минерологичният състав на скалите е различен. Οʜᴎ може да се състои от един (мономинерал) или няколко минерала (полиминерал).

Вътрешната структура на скалите се характеризира с тяхната структура и текстура.

Структура - ϶ᴛᴏ структурата на скалата, поради формата, размера и взаимоотношенията на нейните съставни части.

Текстурата на скалата определя разпределението на нейните съставни части в пространството.

Всички скали се класифицират според условията на образуване на магмени, седиментни и метаморфни скали.

Условия за образуване на магмени скали.

Магматични скали се образуват в резултат на охлаждането на магмата. Магма - ϶ᴛᴏ каменна стопилка от силикатен състав, образувана на големи дълбочини в недрата на Земята. Магмата може да се охлади дълбоко в земната кора под покритието на разкрити скали и на или близо до повърхността на земята. В първия случай процесът на охлаждане протича бавно и цялата магма има време да кристализира. Структурите на такива дълбоки скали са напълно кристални и гранулирани.

С бързото издигане на магмата към повърхността на земята, нейната температура бързо спада, газовете и водните пари се отделят от магмата. В този случай скалите са или не напълно кристализирани (стъклена структура), или частично кристализирани (полукристална структура).

Дълбоките скали се наричат ​​интрузивни. Структурата им е: дребнозърнеста (зърна<0,5 мм), среднезернистая (размер зерен 0,5-1 мм), крупнозернистая (от 1 до 5 мм), гигантозернистая (>5 мм), неравнозърнеста (порфирна).

Изригналите скали се наричат ​​ефузивни. Техните структури са порфирови (отделни големи кристали се открояват в криптокристалната маса), афанитни (плътна криптогранулирана маса), стъкловидни (скалата почти изцяло се състои от некристализирала маса - стъкло).

Текстури на магмени скали: Натрапчивите скали почти винаги са масивни. В ефузивните скали, наред с масивна текстура, има порести и везикуларни.

Физикохимичните условия на скалообразуването в дълбочина и на повърхността са рязко различни. Поради тази причина различни скали се образуват от магма с еднакъв състав при дълбоки и повърхностни условия. Всяка интрузивна скала съответства на определена изтичаща скала.

Наред с класификацията на магмените скали според условията на възникване, те се класифицират според техния химичен състав въз основа на съдържанието на силициева киселина SiO 2 (Таблица 4).

Класификация на магмените скали.

Таблица 4

Състав на породата	Скалите са натрапчиви (дълбоки)	Ефузивни скали (излети)
химически	минераложки
Киселинен SiO 2 > 65%	Кварц, фелдшпат, слюда	Гранит	Липарит, пемза, кварцов порфир, обсидиан
Среден SiO 2 (65-52%)	Калиев фелдшпат, плагиоклаз, рогова обманка Плагиоклаз, рогова обманка	Сиенит диорит	Трахит, ортофир Андезит, андезит порфирит
Основен SiO 2 = 52-40%	Плагиоклаз, пироксен Плагиоклаз	Габро лабрадорит	Базалт, диабаз
Ултраосновен SiO 2< 40 %	Оливин Оливин, пироксен Пироксен	Дунит Перидотит Пироксенит

Инженерни и строителни характеристики на магмените скали.

Всички магмени скали имат висока якост, значително надвишаваща натоварванията, възможни в инженерната и строителната практика, неразтворими са във вода и практически непропускливи (с изключение на фрактурирани разновидности). Поради това те се използват широко като основи за критични конструкции (язовири). Усложнения по време на строителството върху магмени скали възникват, ако те са счупени и изветрени: това води до намаляване на плътността, увеличаване на водопропускливостта, което значително влошава техните инженерни и строителни свойства.

Приложение в строителството.

Като облицовъчен материал се използват интрузивни магмени скали като гранит, сиенит, диорит, габро, лабрадорит.

Базалтите и диабазите се използват за леене на камъни като павета за настилка на улици, минерална вата.

Като огнеупорни суровини се използват ултраосновни скали. Пемзата се използва като полиращ и абразивен материал. Обсидианът се използва като декоративен камък. Магматичните скали се използват широко като развалини и трошен камък.

Метод за определяне на магмени скали.

При установяване на вида на магматична скала е изключително важно преди всичко да се установи дали принадлежи към интрузивни или ефузивни. Интрузивните скали имат пълнокристален строеж – минералите се виждат с невъоръжено око, а цялата скална маса е съвкупност от кристални зърна. В ефузивните скали само част от веществото (порфирни фенокристи) е придобило кристална структура, докато останалата част от масата се състои от вещество, чиято зърнеста структура е неразличима.

Следващият етап е определянето на минералния състав. Киселинните и средните скали са оцветени в сиви тонове, основните и ултраосновните скали са тъмни и черни. Кварцът се намира в значителни количества само в киселинни скали. Сиенитите и диоритите са лишени от кварц, диоритът съдържа до 30% рогова обманка.

Липаритите, трахитите и андезитите се различават по фенокристални минерали: в трахитите те са представени от калиев фелдшпат, в андезитите - от плагиоклаз и рогова обманка, в липаритите - от кварц и фелдшпат.

Габрото и ултраосновните скали са тъмни на цвят. В габрото светлите зърна са представени от плагиоклаз; ултраосновните скали се състоят само от тъмно оцветени минерали.

Определете външните признаци на магмени скали в учебната колекция и ги опишете в тетрадка според плана:

1. Име на породата.

2. Групирайте според съдържанието на SiO 2 .

3. Групирайте според начина на обучение.

4. Структура.

5. Текстура.

7. Минерален състав.

Тестови въпроси.

1. Какво обикновено се нарича скала?

2. Как се класифицират скалите?

3. Каква е структурата?

4. Какви структури са характерни за магмените скали?

5. Какво е текстура?

6. Какви текстури са характерни за магмените скали?

7. Как се образуват магмените скали?

8. Каква е разликата между интрузивни и ефузивни скали?

9. Как се класифицират магмените скали според съдържанието на SiO 2?

10. Назовете изригналите аналози на гранити, сиенити, диорити, габро.

11. Какви са инженерните и геоложките свойства на магмените скали?

12. Как се използват магмени скали в строителството?

БИБЛИОГРАФИЯ

Павлинов В.Н. и т.н.
Хостван на ref.rf
Ръководство за лабораторни упражнения общо

геология.-М .: Недра, 1988. с. 50-64.

ЛАБОРАТОРИЯ #3

ИЗСЛЕДВАНЕ НА СЕДИМЕНТНИТЕ СКАЛИ

Целта на работата: придобиване на умения за определяне на седиментни скали. Да се ​​изследват инженерно-строителните характеристики на седиментните скали. Да се ​​изследва използването на седиментни скали в строителството.

Оборудване: учебна колекция от седиментни скали,

разтвор на 10% солна киселина, лупа.

Условия за образуване на седиментни скали

Седиментните скали се образуват в повърхностната зона на земната кора при условия на ниски температури и налягания.

Процесите на изветряне водят до разрушаване на първичните скали. Продуктите от разрушаването се придвижват главно от водни потоци и, като се отлагат, постепенно образуват седиментни скали.

Според начина на образуване на минералното вещество седиментните скали се делят на кластични, хемогенни и органогенни.

Кластичните скали се образуват от фрагменти от разрушени скали, най-често се натрупват като морски седименти.

Класификацията на кластичните скали се основава на: 1) размера на кластите; 2) степента на тяхната закръгленост (заоблени и незакръглени) и 3) наличието или отсъствието на цимент (разхлабени и циментирани) (таблица 5).

Класификация на кластични скали.

Таблица 5

Породна група	Размери на отломките, mm	Разхлабени скали	циментирани скали
заоблени	незакръглени	заоблени	незакръглени
Груб кластичен (псефити)	> 200 200-10 10-2	Камъни Камъчета Чакъл	Blocks Rubble Grass	Камъни конгломерати Камъчести конгломерати Чакълести конгломерати	Блокови брекчи Брекчии
Пясъчен (псамити)	2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1	Пясъци Едрозърнест Едрозърнест Среднозърнест Дребнозърнест	Пясъчник Едрозърнест Едрозърнест Среднозърнест Дребнозърнест
Тини	0,1-0,01	Тини (льосове, глинести почви, песъчливи глинести почви)	Алеврити
Пелитите	< 0,01	глина	Аргилити

Структурите на детритните скали са детритни, различаващи се по формата и размера на фрагментите (например груби кластични, заоблени). В глинести скали - пелит.

Текстурите често са наслоени, рехави.

Грубите кластични скали и пясъци са широко разпространени, характеризиращи се с висока порьозност и пропускливост и обикновено са наситени с подземни води. Вредни примеси в пясъците са железни оксиди, гипс, слюда, глинени частици. При натоварване тези скали обикновено не се уплътняват. По време на земетресения тези скали могат да се втечнят.

В пясъците преобладават най-стабилните минерали: кварц, слюда.

Глинените скали се характеризират с висока порьозност (до 90%), влага, пластичност, лепкавост, набъбване и свиване. С увеличаване на влажността силата им рязко намалява, те могат да преминат в течно състояние. Въпреки високата порьозност, тяхната водопропускливост е незначителна, тъй като порьозността се образува от затворени микропори. Глините в състава си съдържат повече от 30% глинени частици (каолинит). Останалата част се пада на прахови и песъчливи частици.

Льосовите породи са сред много разпространените породи на територията на Казахстан. Това са полиминерални скали, състоящи се от тинести частици от кварц, фелдшпати, калцит и слюда. Характерни особеностильосът е тяхната ниска водоустойчивост, те бързо се накисват и ерозират, а също така са способни на слягане. Изразява се в способността на льоса да намалява обема си при навлажняване.

Алевритите и арлините се образуват при "вкаменяването" на песъчливо-глинести и глинести скали. Тези скали са слоести, лесно изветрящи, понякога напоени с вода.

Хемогенните скали се образуват в резултат на утаяване от водни разтвори на химическо утаяване. Този процес протича в горещ сух климат в пресъхващи резервоари. Οʜᴎ се класифицират по състав.

Карбонатни скали - плътните варовици с финозърнеста структура се състоят от калцит, доломитите с финозърнеста структура се състоят от доломит. Лесно се определя с HCl киселина (варовик - на парче, доломит - на прах). Текстурите са масивни.

Халогенните скали са каменна сол (солена) и силвинит (горчиво-солена). Структурите са кристално-зърнести, текстурите са масивни или слоести.

сулфатни скали

Гипсът е скала, състояща се от минерала гипс, светъл на цвят, финозърнест.

Анхидритът е скала, състояща се от минерала анхидрит, бяло-синкав цвят, плътен, дребнозърнест.

Обща характеристика на хемогенните скали е тяхната разтворимост във вода. Каменната сол и силвинитът са лесно разтворими, гипсът, анхидритът са умерено разтворими, варовикът, доломитът са слабо разтворими.

Биохемогенните скали се образуват в резултат на натрупването и трансформирането на останки от животни и растения, често с примес на неорганичен материал.

Карбонатни скали

Органогенните варовици се състоят от черупки с калцитен състав. Ако е възможно да се определи името на организмите, които изграждат варовика, тогава името на скалата се дава от тях. Например коралов варовик, черупчести варовик.

Кредата е слабо циментирана прахова скала, състояща се от калцитни останки от планктонни водорасли.

Мергелите са карбонатно-глиниста скала, светла на цвят с раковина. Реагира с HCl, оставяйки мръсно петно ​​върху скалната повърхност.

Структурите на органогенните скали са органогенни; текстурите са плътни и порести.

Силициевите скали:

Диатомитът е светло бяла тебешироподобна скала.Състои се от останки от диатомични водорасли с опалов състав.

Триполи е лека, слабо циментирана жълтеникава скала, състояща се от опал.

Опока - сива, тъмно сива до черна скала, подобна на порцелан. Също съставен от опал.

Ясписът е плътна и твърда скала, съставена от халцедон - криптокристален кварц. Красиво оцветени (червени, зелени, раирани цветове).

Инженерни и строителни свойства на седиментни скали.

Скалите, които са в сферата на човешката дейност, се наричат ​​почви.

Едрозърнести почви. Силата на тези почви зависи от състава на фрагментите и тяхното опаковане. Почвите, състоящи се от фрагменти от магмени скали, имат най-голяма здравина. Опаковката на отломките трябва да е хлабава и плътна. При разнозърнестите почви набивката е по-плътна.

Песъчливи почви. Най-опасните разновидности на пясъчните скали са плаващите пясъци. Това са наситени с вода пясъци, които при отваряне от ями се втечняват и привеждат в движение.

Глинести почви. Глинени минерали, имащи размер< 0,001 мм, являются дисперсными частицами, ᴛ.ᴇ. для них характерен электрический заряд. По этой причине эти частицы притягивают к своей поверхности диполи воды. Вокруг каждой частицы образуется пленка воды, включающая два слоя: ближе к частице – прочно связанная вода, дальше – рыхлосвязанная.

Свойствата на глините са силно зависими от съдържанието на влага. Ако се съдържа само плътно свързана влага, тогава глината ще има свойствата твърдо тяло, ако се съдържа и хлабаво свързана влага, глината става пластична и течна.

Характеризират се глините специални свойствакато подуване, свиване, водоустойчивост, лепкавост.

Циментирани кластични скали. Тяхната сила зависи от състава на цимента. Най-издръжливият цимент е силикатният, най-слабият е глинестият.

Карбонатни и сулфатни скали - варовик, креда, гипс, анхидрит - могат да се разтварят в подземните води с образуването на карстови кухини.

Използването на седиментни скали в строителството.

Седиментните скали най-често са основа за сгради и конструкции и са много широко използвани като строителен материал.

Грубите кластични скали често се използват като баластен материал при строителството на железопътни линии и магистрали.

Някои конгломерати и пясъчници са красиви облицовъчни материали.

Използването на глини е много разнообразно: производството на тухли, груби съдове, плочки, минерални бои, като неразделна част от портландцимента.

За производството се използват диатомити и триполи течно стъкло, различни влагопоглъщащи материали (сорбенти), цимент.

Ясписът се цени като облицовъчен и декоративен материал.

Креда и варовик са суровините за варовия цимент. Варовиково-черупчестите скали са стенен материал.

Доломитите се използват като флюси и огнеупори в металургията.

Мергелите са суровина за циментовата промишленост.

Методика за определяне на седиментни скали.

Дефиницията на седиментни скали трябва да започне с изследването външен види ефервесценция с киселина. На първо място е необходимо да се определи групата, към която принадлежи дадената скала (детритна, химична, органогенна).

Глинените скали имат землист вид. Внимателно обмислете текстурата и структурата на скалата. По минерален състав повечето от седиментните скали са мономинерални, ᴛ.ᴇ. са съставени от един минерал. Най-често срещаните минерали са кварц, опал, калцит, доломит и гипс.

Да изучава седиментните скали, представени в учебната колекция. Попълнете описанието им в тетрадка по план:

1. Групиране по произход.

2. Име на породата.

3. Минерален състав.

4. Оцветяване, счупване, плътност.

5. Структура.

6. Текстура.

7. Инженерно-геоложки особености.

8. Приложение в строителството.

тестови въпроси

1. При какви условия се образуват седиментните скали?

2. Как се класифицират седиментните скали?

3. Принципи на класификация на кластичните скали.

4. Структури и текстури на кластични скали.

5. Минерален състав на кластични скали.

6. Инженерно-геоложки свойства на кластичните скали и тяхното приложение.

7. На какви класове се делят хемогенните скали? Техният минерален състав.

8. Структури и текстури на хемогенни скали.

9. Инженерно-геоложки свойства на хемогенните скали и тяхното приложение.

10. Инженерно-геоложки свойства на органогенните скали и тяхното приложение.

БИБЛИОГРАФИЯ

Павлинов В.Н. и т.н.
Хостван на ref.rf
Ръководство за лабораторни изследвания по обща геология. – М.: Недра, 1988. с. 64-76.

ЛАБОРАТОРИЯ #4

ИЗУЧВАНЕ НА МЕТАМОРФНИ СКАЛИ

Целта на работата: придобиване на умения за дефиниране на метаморфни скали. Изучаване на инженерно-строителните характеристики на метаморфните скали и тяхното приложение в строителството.

Оборудване: учебна колекция от метаморфни скали,

лупи, 10% разтвор на солна киселина, скала на Моос.

Условия за образуване на метаморфни скали.

Метаморфните скали възникват в резултат на трансформацията на вече съществуващи седиментни, магмени и метаморфни скали, която се случва в земната кора. Метаморфизмът възниква под въздействието на висока температура и налягане, както и на високотемпературни пари, газове и вода. Тези трансформации се изразяват в промяна на минералния състав, структурата, текстурата на скалата.

Метаморфните скали се характеризират с пълнокристална структура. Най-характерните текстури са: шисти, лентови, масивни.

Метаморфните скали са съставени от минерали, устойчиви на високи температури и налягания: кварц, плагиоклази, калиев фелдшпат, слюда, рогова обманка, авгит и калцит.

В същото време в метаморфните скали има минерали, които са характерни само за този процес: хлорит, гранат, талк.

Като се вземе предвид зависимостта от основната скала по време на метаморфизма, възникват редици от скали с различна степен на метаморфизъм.

1. От седиментни глинести скали в началния етап на метаморфизма се образуват покривни шисти. По-нататъшното засилване на метаморфизма води до пълна рекристализация на глинестия материал с образуване на филити. Οʜᴎ са съставени от серицит (фин люспест мусковит), хлорит и кварц. С повишаване на температурата и налягането филитите преминават в кристални шисти. Като се има предвид зависимостта от състава, това са слюдени, хлоритни или хлорит-слюдени шисти. На най-високата степенметаморфизъм се появяват гнайси. Минералният им състав е микроклин, плагиоклаз, кварц, слюда, понякога гранати, ᴛ.ᴇ. гнайсите са сходни по минерален състав с гранитите, от които се различават по своята ориентирана текстура на гнайс.

2. При метаморфизма на пясъчниците се образуват кварцити (минералният състав е кварц). Това са силни масивни породи.

3. По време на метаморфизма варовиците се превръщат в мрамори, които се състоят от калцит, имат зърнесто-кристален строеж и масивна текстура.

4. При метаморфизма на ултраосновните скали (дунити, перидотити) се образуват серпентини (серпентинити).

5. По време на термичния метаморфизъм на пясъчно-глинестите скали се образуват роговици - здрави финозърнести скали с масивна структура. В този случай скарните, състоящи се от пироксени и гранати, възникват от карбонатни скали. Тези скали са от голямо практическо значение, тъй като до тях са ограничени минерални находища - желязо (Соколовско-Сарбайско находище), мед, молибден, волфрам.

Инженерно-геоложки свойства на метаморфните скали.

Масивните метаморфни скали са много издръжливи, практически непропускливи и, с изключение на карбонатите, не се разтварят във вода.

Отслабването на якостните показатели се дължи на счупване и изветряне.

Важно е да се отбележи, че шистите скали се характеризират с анизотропни свойства, ᴛ.ᴇ. силата е много по-ниска по шистозността, отколкото перпендикулярно на нея. Такива метаморфни скали образуват тънкоплочести подвижни талуси.

Най-трайните и стабилни скали са кварцитите. Метаморфните скали намират широко приложение в строителството. Мрамори, кварцити - ϶ᴛᴏ облицовъчен материал.

Покривните плочи (филити) служат като материал за покриване на сгради.

Талковият шист е огнеупорен и киселиноустойчив материал.

Кварцитът се използва като суровина за производството на огнеупорни тухли - динаси.

Методика за определяне на метаморфни скали.

Дефинирането на метаморфните скали трябва да започне с установяването на техния минерален състав. След това се определят текстурата, структурата, цветът и основната скала.

Да се ​​изследват метаморфните скали, които са в учебната колекция по външни признаци. Опишете ги в тетрадка по следния план:

1. Име;

3. Структура и текстура;

4. Минерален състав;

5. Първоначална порода;

6. Инженерно-геоложки особености;

7. Приложение в строителството.

тестови въпроси

1. Как се образуват метаморфните скали?

2. Какви трансформации се случват в първичните скали по време на метаморфизма?

3. Какви характерни структури и текстури се срещат в метаморфните скали?

4. Какви минерали са характерни за метаморфните скали?

5. Какви фактори влияят върху здравината на метаморфните скали?

6. Как се използват метаморфните скали в строителството?

БИБЛИОГРАФИЯ

Павлинов В.Н. и т.н.
Хостван на ref.rf
Ръководство за лабораторни изследвания

по обща геология. – М.: Недра, 1988. с. 77-85.

ЛАБОРАТОРИЯ #5

ГЕОЛОЖКИ КАРТИ И РАЗРЕЗИ

Целта на работата: да се овладее принципът на изграждане на геоложки карти и секции. Научете се да четете символите на геоложките карти. Придобийте умения за определяне на условията за възникване на скали върху геоложки карти.

Главна информация

Геоложката карта отразява геоложкия строеж на земната повърхност и прилежащата горна част на земната кора. Геоложката карта се изгражда на топографска основа. На него с помощта на конвенционални знаци са показани възрастта, съставът и условията на поява на скалите, изложени на земната повърхност.

Тъй като повече от 90% от земната повърхност е покрита със скали от кватернерна възраст, геоложките карти показват основни скали без кватернерна покривка.

За целите на строителството се използват мащабни геоложки карти (1:25000 и по-големи).

При съставянето на геоложки карти е изключително важно да се знае възрастовата (геохронологична) последователност на скалите, участващи в структурата на изследваната територия.

Днес е създадена единна геохронологична скала, която отразява историята на развитието на земната кора.

В скалата са приети следните времеви и съответни стратиграфски (пластово-слойни) подразделения (табл. 6).

Геохронологично и стратиграфско разделение

Таблица 6

Геоложки мащаб

Таблица 7

Ера (група)	Период (система)	Индекс	Продължителност милиони години	Епоха (отдел)	Индекс	Цвят на картата
Кайнозой KZ 65 Ma	кватернер	Q	1,7-1,8	Холоцен Плейстоцен	Въпрос 2 Въпрос 1	Бледо сиво
неоген	н		Плиоцен Миоцен	N 2 N 1	Жълто
палеоген	Р		Олигоцен Еоцен Палеоцен	R 3 R 2 R 1	оранжево жълто
Мезозой MZ 170 милиона години	Тебеширен	Да се		Горна креда Долна креда	K 2 K 1	Зелено
Джурасик	Дж	55-60	Горна юра Средна юра Долна юра	J 3 J 2 J 1	Син
триас	T	40-45	Горен триас Среден триас Долен триас	T 3 T 2 T 1	Виолетово
Палеозой РZ	пермски	Р	50-60	Горен Перм Долен Перм	R 2 R 1	оранжево кафяво
Въглища	ОТ	50-60	Горен карбон Среден карбон Долен карбон	S 3 S 2 S 1	Сив
девонски	ОТ		Горен девон Среден девон Долен девон	D 3 D 2 D 1	кафяво
силур	С	25-30	Горен силур Долен силур	S 2 S 1	Сиво-зелено (светло)
Ордовик	О	45-50	Горен ордовик Среден ордовик Долен ордовик	O 3 O 2 O 1	Маслина
Камбрий	Є	90-100	Горно-Кембирски Средно-Кембирски Долно-Кембирски	Є 3 Є 2 Є 1	Синьо-зелено (тъмно)
Протерозойски PR						люлякова роза Класификация на полезните изкопаеми - понятие и видове. Класификация и особености на категория "Класификация на полезни изкопаеми" 2017, 2018.

Минералите са естествени химични съединения, които имат определени физични свойства, форма и се характеризират със специфични условия на образуване или генезис.

Пример: сярата е самороден елемент, широко използван в селско стопанство, халит-NaCl - каменна сол - използва се в хранително-вкусовата промишленост, кварц - SiO 2, планински кристал - разновидност на кварца, слюда (мусковит - светъл, биотит - черен) - разновидност на кварца и др.

Минералите се образуват в различни физикохимични и термодинамични условия. Но всеки конкретен минерал се образува само при определена температура, налягане, концентрация на минерално вещество и следователно е устойчив само при определени условия, близки до тези, при които се е образувал. В различна среда минералите постепенно се разрушават, прераждат, образуват разновидности или дори напълно нови минерални образувания, които са стабилни при нови условия.

Известни са 2000 минерала с повече от 4000 разновидности.Но от този огромен брой малко минерали са широко разпространени в природата. Тези минерали, а има само около 50 от тях, са част от най-важните скали, известни на науката, много от тях се съдържат в почвата, влияят върху нейните физични и химични свойства и плодородие. Тези минерали се наричат ​​минерали на почвения скелет. От 64-те скалообразуващи минерала трябва да познаваме поне 20-22, а именно тези, които са част от рохкави седиментни скали, т.е. в състава на глина, пясък и т.н. Но ние трябва да знаем други минерали, тъй като върху тях растат дървета (гора) (планини).

Повечето минерали са твърди (кварц, фелдшпат и др.), Но има течни минерали (живак, вода, масло) и газообразни (въглероден диоксид, сероводород и др.). Според условията на произход всички минерали се делят на три групи: магматични, седиментни и метаморфни.

Образуването на магмени минерали става при висока температура и обикновено високо налягане. В резултат на топенето на скали в малки изолирани камери на различни дълбочини се образува магма - пастообразна стопилка със сложен силикатен състав, съдържаща различни газове, водна пара и горещи водни разтвори.

Седиментният произход на минералите в най-общата схема изглежда така; изветряне > транспорт > отлагане (утаяване) > диагенеза (скалообразуване). Минералите, скалите и образуваните по този начин минерали се наричат ​​седиментни. Седиментацията (утаяването) се извършва в повърхностните части на земната кора (както в моретата, така и на сушата) и на самата повърхност при ниски температури и налягане, близки до атмосферните, под въздействието на физикохимични агенти на атмосферата, хидросферата, земната кора и жизнената дейност на организмите. Може да има валежи кластичен, химичен и биологичен произход.

Сложен физико-химичен процес на промяна, прераждане и прекристализация на готови минерали и скали със запазване на твърдото им състояние без забележимо топене наречен метаморфизъм.Процесите на метаморфизъм протичат на дълбочина, където има високи (от 100-200 до 800 ° C) температури и високо налягане (до 152 103 kPa) - калцит, варовик - в мрамор.

Формите за намиране на минерали в природата са различни. Има плаки, ефлоресценции, кристали, люспести (талк), плътни (халцедон), земни (каолин, охра), листни (слюда), игловидни, призматични (гипс, рогова обманка) и др.

Класификация на минералите.Най-обективната класификация на минералите е кристалохимичната, като се вземат предвид химичният състав и структурата (кристална, аморфна) на минералите.

Следното седем (7) класаминерали: - самородни; - сулфиди (серни съединения); - халогенни съединения (халогениди); - оксиди и хидроксиди; - соли на кислородни киселини; - силикати; - въглеводородни съединения.

I клас - местни елементи. Този клас включва химични елементи, които се срещат в природата в свободно състояние. Това са минерали, състоящи се от един елемент (злато, сребро, диамант, мед, платина и др.). Известни са 90 минерала от този клас, те съставляват около 0,1% от масата на земната кора. Те нямат скалообразуващо значение, но националното и стопанско значение е огромно.

II клас - сулфиди- производни на сероводород H 2 S или, по-рядко, полисулфидни водороди. Известни са около 200 минерала, които съставляват 0,15-0,25% от масата на земната кора, или около 10% от всички минерали. Сулфидите са нескалообразуващи минерали, но те са руди на много важни метали: мед, сребро, цинк, олово и др., в резултат на което значението им в икономиката на страната е много голямо.

Минералите в зоната на изветряне са нестабилни: те се разрушават и се превръщат в различни кислородни съединения. Най-често срещаните минерали в тази група са:

Пирит - FeS 2(серни пирити, железни пирити) - е основният вид суровина за производството на H 2 SO 4, халкопирит CuFeS 2(медни пирити) - основната руда за мед, в зоната на изветряне лесно се окислява, образувайки Cu и Fe сулфиди, които се използват широко в селското стопанство, цинобър - HgS- единствената руда за получаване на живак.

Ш клас - халогенни съединения (халогениди). Минералите от този клас (~ 120 вида) са соли на солна (хлориди) и флуороводородна (флуориди) киселини. Хлоридите са широко разпространени в природата. Хлориди от седиментен произход, образувани в резултат на отлагане от водни басейни (соли на натрий и калий).

Халогенидите могат да бъдат безводни и водни. Те включват такива важни минерали в живота на човека и растенията като халит(каменна сол) - NaCI, Силвин– KCI (жълто и синьо), карналит- MgCl 2 KCl 6H 2 O (червен). Халидите се срещат заедно с калиеви соли в солни находища и се използват за производство на калиеви торове. В допълнение, те се използват широко в консервната, химическата промишленост, производството на риба.

IV клас - оксиди,съединения на различни елементи с кислород. Те са много разпространени в природата, играят огромна роля в образуването на земната кора. Най-често кварц- SiO2, опал- (SiO 2 nH 2 O), корунд(Al 2 O 3), хематит (червена желязна руда) - Fe 2 O 3, магнетит- Fe 3 O 4 и др.

V клас - Соли на кислородни киселини- H 2 SO 4, HNO 3, H 3 RO 4, H 2 CO 3, силиций и др. Те имат голямо значениев почвообразуването и производството на торове.

Например - HNO3 соливинаги са били считани за най-важния вид тор (NH 4 NO 3, Ca (NO 3) 2 и др.), соли на въглеродна и сярна киселина- CaCO 3, CaSO 4 2H 2 O се използва за подобряване на физико- химични свойствапочвата и подобрява растежа на растенията. В същото време содата (Na 2 CO 3) е една от най-токсичните (вредни) кислородни соли за растенията в южната част на страната.

Основните минерали от този клас са както следва:

а) сулфати- соли на сярна киселина. Гипс -CaSO 4 2H 2 O, мирабилит-(Na 2 SO 4 10H 2 O) - за производство на сода, в медицината - като слабително.

б) карбонати- соли на въглеродната киселина. Калцит - CaCO 3, магнезит - MgCO 3, доломит - CaCO 3 MgCO 3, сидерит - железен шпат (FeCO 3) - жълтеникаво бял, за получаване на Fe, сода - Na 2 CO 3 10H 2 O.

в) фосфати- соли на фосфорната киселина.

- апатит-Ca 5 (RO 4) 3 F, хлор-апатит Ca 5 (RO 4) 3 C1- за получаване на H 3 PO 4, суперфосфат, фосфорити - Ca 3 (RO 4) 2, вивианит - Fe 3 (PO 4 ) 2 8H 2 O - бяло - фосфорният тор става син на въздух, сидерит - FeCO 3.

VI клас - силикатен клас- минерали от силициева и алумосилициева киселина. Тази група включва огромен брой минерали, открити в природата. Силикатите съставляват 75% от земната кора и ако се добавят 12% свободен силициев диоксид, водещата роля на тези минерали в геохимията ще бъде ясна. В почвообразуващите процеси силикатите са една от най-важните части на НПК, т.е. най-активната част от почвата, от която зависят нейните физични, „химични, биологични и агротехнически свойства.

Простите силикати включват следните минерали:

- оливин[(MgFe) 2 SiO 4] - тъмен или зеленикаво-жълт цвят, скъпоценен камък, огнеупорна тухла.

- рогова обманка– в магмената зона е скалообразуващ минерал от гранити, диорити, сиенити и други известни скали. Има сложен и нестабилен химичен състав, кафяв цвят с различни нюанси. При изветряне дава метални хидроксиди - карбонати и глинести минерали.

– фелдшпати- съставляват около 50% от масата на земната кора. Те се намират в магмени скали, както и в шисти и пясъчници. При изветряне фелдшпатите образуват въглеродни соли, глинести минерали и силициева киселина. Най-важните представители на фелдшпатите включват ортоклаз - различни цветове, албит)