Горные породы и их описание

Время на прочтение статьи = 18 минут

Людей во все века привлекали драгоценные камни и минералы. Они верили, что их сила поможет уберечь от многих болезней, сохранить отношения и отвести порчу и сглаз. Давайте разберемся, какие существуют горные породы, их классификацию и какими свойствами они обладают.

Так что же такое минерал?

Минералами называют однородные природные тела, представляющие собой химические соединения определенного состава, имеющие кристаллическую структуру и образовавшиеся в результате геологических процессов. Являются компонентами горных пород.

Горные породы — массы или агрегаты из одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, сформировавшиеся в результате природных процессов.

Это материалы, слагающие земную кору. Бывают твердые, рыхлые, мягкие и консолидированные породы.

Существуют и некоторые другие понятия, связанные с приведенными выше. Минеральной разновидностью называют группу минералов, имеющих небольшие различия в химическом составе и физических свойствах. Под минеральным индивидом понимают минеральное тело, обособленное поверхностью раздела.

Происхождение минералов

Горные породы и их описаниеГенезис это процесс минералообразования. Такие процессы подразделяют на три группы, в зависимости от источника энергии.

1. Магматогенные (гипогенные) процессы

Формирование происходит путем застывания и кристаллизации магмы.
Данный раствор-расплав, состоящий преимущественно из силикатов (соединений кремния) и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. В соответствии с этим продукты классифицируют на эффузивные и интрузивные соответственно.

Так как любая магма имеет преимущественно кремнистый состав, там происходит формирование силикатов (кремнистых минералов). Многие из них — породообразующие минералы, которые формируют граниты, сиениты, диориты и прочие кристаллические породы. В значительной степени они представлены полевыми шпатами, гранитами, слюдами, роговыми обманками, оливином и др. В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав.

При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200°С. К концу кристаллизации она снижается до 500 — 600°С, и при данной температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы.

Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды.

При дальнейшем снижении температуры выделяются гидротермальные растворы. Из них формируются месторождения золота, цинка, меди, серебра, урана, свинца, сурьмы, ртути, олова, мышьяка.

2. Метаморфические процессы (эндогенные)

Подразумевают изменения минералов в недрах под воздействием давления и температуры. Эти явления происходят в связи со сменой геологической обстановки и изначального залегания пород.Горные породы и их описание

Выделяют региональный и контактовый метаморфизм. Процессы первого типа затрагивают значительные площади и происходят на значительных глубинах. При этом формируются сланцы, гнейсы. Контактовый метаморфизм состоит в воздействии магмы (особенно гранитной) при внедрении в толщи мергеля и известняков. В результате они переходят в мраморы и скарны. С ними иногда связаны месторождения железа, вольфрама, молибдена, олова, кобальта.

3. Экзогенные процессы

Данные явления обусловлены связанными с энергией Солнца внешними факторами. Они происходят при обычном давлении и невысокой температуре у земной поверхности. Состоят в том, что обнажившиеся и залегающие на малых глубинах породы и минералы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др.

Горные породы и их описаниеЧасть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита, производных вольфрама и др. Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, а в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.

То есть экзогенное минералообразование происходит в результате взаимного действия факторов атмосферы, биосферы, гидросферы на минералы на поверхности Земли. Новые минералы, сформировавшиеся таким путем из исходных, называют гипергенными.

К тому же существует биохимический подтип экзогенного минералообразования. Он состоит в преобразовании остатков организмов и их жизнедеятельности. В результате образуются горючие ископаемые, мел, известняки, самородная сера, некоторые бурые железняки, фосфориты. Очень распространены полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.

Классификация

Основными, как правило, считают структурно-химические классификацию.

Так, кристаллохимическая включает 9 типов:

  1. Силикаты. Соли кремниевых кислот. Представлены наиболее распространенными в земной коре породообразующими минералами (более 90% ее массы), входящими в состав всех типов горных пород. Включают около 800 видов, разделенных на основе структуры кристаллической решетки на 6 подтипов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоевые, каркасные. Это полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.Горные породы и их описание
  2. Карбонаты. Около 80 наименований, представленных солями угольной кислоты. Наиболее распространены среди них магнезит, кальцит, доломит.
  3. Оксиды и гидроксиды. Сюда входит около 200 минералов-соединений с кислородом и гидроксильной группой. Подразделяются на соединения с кремнием (кварц и др.) и соединения с металлами (гематит, лимонит и др.). Составляют около 17% массы земной коры.
  4. Сульфиды. Около 200 соединений с серой (пирит, борнит, киноварь и др.).
  5. Сульфаты. Примерно 260 минеральных видов, представленных солями серной кислоты (гипс, барит, ангидрит и др.).
  6. Галоиды. Соли галоидных кислот. Включают около 100 наименований (галит, сильвин, флюорит и др.).
  7. Фосфаты. Соли фосфорной кислоты, в том числе апатит и фосфорит.
  8. Вольфраматы. Соли вольфрамовой кислоты (вольфрамит, шеелит и др.).
  9. Самородные элементы. Включают 45 наименований, состоящих из одного элемента (золото, сера, алмаз и др.).

Структурно-химическая

Также существует близкая к этой структурно-химическая классификация. В соответствии с ней существует два типа: неорганические и органические минералы.

Первые включают следующие классы:

  • самородные элементы и интерметаллические соединения;
  • нитриды, карбиды, фосфиды;
  • сульфиды, сульфосоли и подобные;
  • галоидные соединения и галогеносоли;
  • окислы;
  • кислородные соли.

По распространенности минералы подразделяют на четыре типа:

  • 1. Породообразующие. Составляют большинство горных пород.
  • 2. Акцессорные. Часто присутствуют в них, но обычно составляют до 5%.
  • 3. Рудные. Образуют значительные скопления в виде рудных месторождений и содержат промышленно ценные компоненты.
  • 4. Редкие. Немногочисленны или единичны.

Существует три формы нахождения в природе:

  1. Минеральные индивиды. Это составные части агрегатов, представленные кристаллами, зернами и прочими выделениями, обособленные поверхностями раздела.
  2. Минеральные агрегаты. Срастания индивидов одного или различных минералов, не имеющие четких признаков симметричных фигур. Бывают одно- и многоэтапными.
  3. Минеральные тела — скопления агрегатов с естественными границами. По размерам могут быть от микроскопических до сопоставимых с геологическими объектами.

Кроме того, используется генетическая классификация, рассмотренная выше.Горные породы и их описание

Минералы вторичные

Так называются минералы, образовавшиеся при метасоматизме, при выветривании других минералов и горных пород, то есть при процессах, преобразующих уже сформировавшиеся породы. Эскаля (финляндский петрограф) называл эти минералы постериорными (по-латыни — последующими).

К ним в изверженных породах относятся минералы: эпидот, цоизит, змеевик, мусковит, турмалин, тальк, кальцит… Другими словами, все гидрокислые и карбонатные соединения, которые не могут выделиться из огненно-жидкой магмы. Но многие минералы, вообще образующиеся непосредственно при застывании магмы, могут присутствовать в той или иной породе и как вторичный минерал (например, кварц, рудные минералы и другие).

Разграничение вторичных от первичных образований имеет существенное значение в петрографии. Первичные составные части освещают условия генезиса горной породы, а вторичные минералы дают возможность проследить ход тех или иных изменений и превращений, которые претерпела горная порода.

Наконец, минералы подразделяют по практическому значению, что приведено далее.

Свойства

Свойства делят на химические, физические, оптические, магнитные.

Химические свойства определяются элементами, входящими в состав: химической формулой минерала. Так же именно эти свойстваопределяют растворимость минералов и кислотах.

Физические свойства определяются химическим составом и их кристаллической структурой. Некоторые из них проявляются в зависимости от кристаллографического направления. На основе этого параметра их подразделяют на скалярные и векторные (первые зависят, вторые — нет). К скалярным свойствам относится плотность, к векторным — твердость, и кристаллографические особенности.Горные породы и их описание

Также физические свойства классифицируют на механические, оптические, магнитные, люминесцентные, термические, электрические, радиоактивность.

Многие параметры используют для определения минералов в полевых условиях (диагностические свойства). Помимо основных внешних характеристик, таких как форма и цвет, для этого применяют твердость, отдельность, спайность, хрупкость, блеск, излом. Некоторые минералы диагностируют по гибкости, ковкости и упругости.

По механическим свойствам можно встретить:

  • хрупкие (основная часть);
  • ковкие;
  • негибкие (среди листоватых и чешуйчатых);
  • ломкие и гибкие (волокнистые минералы).

Хрупкость — прочность минеральных зерен, проявляющаяся при механическом раскалывании.

Среди физических свойств очень важным показателем минералов является твердость. На ее основе создана 10-значная шкала Мооса. В ней каждому значению соответствует минерал (от талька до алмаза). При этом нужно учитывать, что для некоторых минеральных видов данный параметр отличается для разных сторон (например, для кианита 5,5 и 7). Это объясняется неодинаковой плотностью кристаллической решетки.

Горные породы и их описание
Морион, дымчатый кварц, раухтопаз

Спайность это способность раскалываться по кристаллографическим направлениям.

Побежалость — наличие тонкой цветной или разноцветной пленки на выветрелой поверхности. Является результатом окисления.

Излом это это важнное диагностическое свойство. Благодаря ему характеризуется поверхность обломков, образующихся при ударе, образуя особенности поверхности на неспайном свежем сколе.

Плотность это масса единицы объема вещества. Также ее называют удельным весом. По своей плотности минералы могу быть:

  • лёгкими — до 2500 кг на кубометр;
  • средними — от 2500 до 4000 кг на кубометр;
  • тяжёлыми – от 4000 до 8000 кг на кубометр;
  • очень тяжёлыми от 8000 кг на кубометр и более.

Плотность минерала напрямую зависит от его состава, типа структуры, количества микровключений и их характера, а также от таких явлений, как метамиктность и гидратация.

Удельная плотность это отношение плотности минерала к плотности воды. Применяется для определения единичной массы и служит диагностическим признаком для некоторых классов. Так, наибольшим значением данного параметра обладают самородные металлы и интерметаллиды (так, для золота она составляет 19,3 г/см3), среди распространенных минералов — оксиды и сульфиды, благодаря наличию в составе элементов с высокой атомной массой.

Оптические свойства

Цвет. У одних минералов он определен, у других весьма изменчив. Последнее может объясняться наличием множества модификаций или полихроизмом. В первом случае, благодаря включению примесей в химический состав, минерал получает другой цвет. Во втором кристаллы меняют окраску в зависимости от направления попадания света.Горные породы и их описание

  • Белый камень
  • Камни черного цвета
  • Красные цвета и драгоценные камни
  • Оранжевый камень
  • Желтый камень
  • Зеленый камень
  • Голубой камень
  • Синий камень
  • Фиолетовый камень
  • Сиреневый камень
  • Розовый камень
  • Коричневый камень
  • Прозрачные камни

Цвет черты. Проявляется при царапанье. То же, что цвет минерала в порошке. Блеск — световой эффект, создаваемый отражением части светового потока. Определяется отражательной способностью.

Преломление, поляризация, дисперсия характеризуют оптические константы.

Магнитные свойства определяются содержанием двухвалентного железа.

Месторождения

Большие скопления минеральных веществ называют месторождениями. Существует несколько их классификаций.

  • По агрегатному состоянию минеральных веществ их подразделяют на газовые, жидкие, твердые.
  • По промышленному использованию: рудные, горючие, нерудные, гидроминеральные.
  • По сложности геологического строения: простого (1 группа), сложного (2 группа), очень сложного (3 группа), с мелкими телами, нарушенным залеганием, изменчивостью мощности и строения или неравномерным качеством (4 группа).
  • По нахождению относительно земной поверхности: открытые, погребенные.
  • По условиям образования: магматогенные, метаморфические, экзогенные.

Горные породы и их описание

Применение

Около 15 процентов известных сегодня минералов используется в промышленности. Некоторые минералы используются для изготовления различных видов металлов и некоторых иных химических элементов.

Применение некоторых видов минералов для технических целей основаных на их физических свойствах:

  • такие твёрдые минералы, как алмаз, гранат или агат применяются для изготовления абразивных и антиабразивных материалов;
  • такие камни, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, как кварц используются в радиоэлектронной промышленности;
  • мусковит или флогопит, относящиеся к слюдам, по причине наличия электроизоляционных свойств, применяются в радио и электротехнике;
  • кварц или пирофиллит – при изготовлении керамической продукции;
  • тальк – для производства смазок и в медицинской промышленности;
  • асбест используется в качестве теплоизолятора;
  • исландский шпат или флюорит применяется при производстве оптики.

Горные породы и их описание

Минеральное сырье используют во всех отраслях промышленности. По возможности применения минералы подразделяют на рудные и нерудные. Из первых добывают металлические элементы, а из вторых — неметаллическое сырье для производства строительной, медицинской, химической и др. продукции.

Отдельно следует отметить эстетическое значение минералов. Общеизвестны камни, используемые в ювелирных изделиях. Еще больше их применяют как поделочное сырье и в изначальном виде в качестве экспонатов музеев и коллекций.

Существуют классификации на основе ценности. В соответствии с одной из них (ВНИИ Ювелирпрома) их подразделяют на ювелирные (алмаз, пирит, жемчуг и др.), ювелирно-поделочные (фибролит, авантюрин, азурит и др.) и поделочные (обсидианы, оникс, алебастр и др.).

Более известна аналогичная классификация, по которой минералы подразделены на драгоценные, полудрагоценные и поделочные.

Такие классификации весьма условны, так как в них используется прежде всего эстетические нормы и несколько параметров (твердость, химический состав, цвет и т. д.) и ни по одному из них нет четких пределов.

Популярные минералы

10-е место: Изумруд — драгоценный камень высшего качества ярко-зеленого или темно-зеленого цвета. Последние годы звание основного месторождения данного минерала носит Колумбия. Несмотря на большое количество активно добываемых во всем мире изумрудов, цены на них до сих пор остаются поистине космическими. Сегодня чистые камни встречаются крайне редко, что вместе с огромной популярностью определяет их высокую стоимость. Зеленый самоцвет исключительного качества весом примерно в 1 карат на мировом рынке продают более чем за 8000 долларов США.

9-е место: Биксбит — редкая разновидность берилла красного цвета, до недавнего времени известная лишь некоторым коллекционерам. Добывают его исключительно в американских штатах Юта (горах Вахо-Вахо) и Нью-Мексико. Приобрести красный берилл высокого класса крайне трудно, при этом цена на камень весом около 1 карата составляет более 10-12 тысяч американских долларов. Определить среднюю стоимость данного минерала довольно сложно по причине малого количества выставленных на продажу высококачественных камней.Горные породы и их описание

8-е место: Александрит — знаменитый драгоценный камень, славящийся своей способностью менять цвет. При дневном свете его окрас характеризируется голубовато-зеленым, темным сине-зеленым и оливково-зеленым оттенком, в то время как при искусственном освещении его переливы могут приобретать розово-малиновый, красный, пурпурный или фиолетово-красный цвет. Первый кристалл был обнаружен в 1833 году на изумрудном прииске в окрестностях Екатеринбурга. Стоимость данного драгоценного камня в зависимости от его качества может колебаться от 10 до 15 тысяч условных единиц.

7-е место: Параиба (голубой турмалин) — красивый и очень редкий кристалл яркого сине-бирюзового цвета, открытый в 1987 году в штате Параиба, что на востоке Бразилии. Долгое время этот драгоценный камень добывался только в одном месте, но сегодня его месторождения уже есть на Мадагаскаре и в Мозамбике. Бразильские голубые турмалины на сегодняшний день являются самыми дорогими представителями группы — их цена составляет 12-15 тысяч долларов за карат, а действительно уникальный самоцвет высочайшего качества может намного превышать указанные цифры.

6-е место: Рубин — один из самых популярных драгоценный камней в мире, известный своими насыщенными оттенками красного цвета: ярко-красный, фиолетово-красный, темно-красный. Встречается, как и алмазы, на всех континентах, исключая Антарктиду. Главный страны-экспортеры — Таиланд, Мьянма и Шри-Ланка. Наиболее ценными являются азиатские рубины, особенно камни цвета «голубиной крови» — чисто красного цвета с фиолетовым оттенком. Ограниченное количество и огромная популярность делают их чрезвычайно дорогими драгоценными камнями. За карат рубина высокого качества на мировом рынке придется заплатить около 15 тысяч долларов.Горные породы и их описание

5-е место: Алмаз — распространенный минерал, уже на протяжении длительного времени остающийся одним из самых дорогих и желаемых драгоценных камней. Причиной этому, конечно же, служит огромная популярность бриллиантов(так называются ограненные алмазы). С каждым годом количество изготовляемых ювелирных украшений с данными драгоценными камнями стремительно увеличивается. Промышленные месторождения алмазов сегодня известны на всех континентах, кроме Антарктиды. В настоящее время идеально ограненный бриллиант цвета D в среднем продается по цене около 15000 у. е. за карат.

4-е место: Жадеит (империал) — минерал зеленого цвета, долгое время носивший статус одного из самых загадочных камней нашей планеты. Сегодня основные его источники находятся в Китае, Верхней Мьянме, Японии, Мексике, Казахстане, Гватемале и США. Приблизительная стоимость карата жадеита высокого качества на мировом рынке составляет 20 тысяч долларов.Горные породы и их описание

3-е место: Падпараджа (в переводе с тамильского «цвет восхода солнца») — это розовато-оранжевые сапфиры, которые исторически добывались на Шри-Ланке, в Танзании и на Мадакаскаре. Сейчас на Шри-Ланке падпараджи в естественном виде практически не осталось и её получают, нагревая минерал корунд в печи до нужной кондиции. Последняя классическая (т.е. не гретая) падпараджа весом 1,65 карата была продана на Шри-Ланке около 20-ти лет назад за 18 тысяч долларов. Сейчас падпараджа весом свыше пяти карат считается коллекционной и может оцениваться до 30 тысяч долларов за каждый карат веса.

2-е место: Грандидьерит — редкий минерал зеленовато-голубого, зеленовато-синего или голубовато-зеленого цвета, первый образец которого был обнаружен в Шри-Ланке. В начале ХХ века его описал французский исследователь Альфред Грандидье, занимавшийся исследованием Мадагаскара, на территории которого и сегодня добывается основная часть этих минералов. Ограненные грандидьериты сегодня существуют в крайне ограниченном количестве — около двух десятков. Примерная стоимость уникального минерала составляет более 30 тысяч долларов за карат.Горные породы и их описание

1-е место: Красный алмаз – самый дорогой представителей своего семейства и по совместительству самый дорогой драгоценный камень в мире. За всю историю человечества было найдено всего несколько экземпляров данного минерала и большинство из них имеют совсем маленький вес – менее 0,5 карата. Цвет натурального красного алмаза геммологи называют пурпурно-красным. Единственное месторождение цветных алмазов находится в алмазном руднике Аргайл (Австралия), в котором ежегодно добывают считанное количество камней. Самоцветы весом более 0,1 карата, как правило, появляются только на аукционах, где цена за карат составляет более одного миллиона долларов.

Источники:

  • http://topmira.com/things/item/80-stones
  • http://www.catalogmineralov.ru/mineral/
Добавить в закладки
Голосовать ПРОТИВГолосовать ЗА 0
Загрузка...
Добавить комментарий