что такое горная порода и минерал
Что такое горная порода и минералы? Определение, виды, состав и отличие
Горными породами называют различные соединения, формирующиеся в ходе различных химических, физических и биологических процессов в коре нашей планеты. Сама горная порода может состоять из нескольких минералов. Минералом же называют горную породу, отличающуюся однородным составом и строением.
Минералы
Твердые минералы могут быть разделены на кристаллические и аморфные вещества. Первые имеют кристаллическую структуру, к этой категории относятся алмазы, кварц. Аморфные вещества (например, смолы), кристаллической структуры не имеют.
Каждый минерал имеет свой состав, то есть химическую формулу. Однако бывает так, что два различных минерала имеют одинаковую формулу. Классический пример – это алмаз и графит. Оба этих минерала являются формами углерода. Различия в их свойствах объясняются их разными кристаллическими структурами.
Одним из важнейших свойств минералов является их твердость, она оценивается по шкале Мооса. Однако в технических науках часто предпочитают определять твердость минералов, используя методы Бринелля, Виккерса и Шора. Самым твердым минералом является алмаз, самым мягким – тальк. Также можно определять такие свойства минералов, как хрупкость, плотность, блеск, цвет, спайность, магнитность и т. п.
По распространенности в земной коре выделяют редкие минералы, акцессорные минералы (их доля в горных породах обычно чуть ниже 5%) и породообразующие минералы, служащие основой горных пород.
Оказывается, что для описания химического состава 98% минералов, находящихся в земной коре, достаточно лишь 8 элементов. Наиболее распространен кислород, который образует оксиды других элементов и составляет 47% в массе земных минералов. Второй по распространенности элемент – кремний (26%). Чуть реже встречаются следующие элементы:
Горные породы
Горные породы – это соединения, которые образованы сразу несколькими минералами. Например, горная порода гранит состоит из таких минералов, как кварц, полевой шпат, биотит и мусковит. При этом для горной породы нельзя указать точные доли минералов, составляющих их, поэтому и их состав, и их свойства указывают в некотором диапазоне. Например, всё тот же гранит может содержать от 60% до 65% шпака, от 25% до 35% кварца, его твердость колеблется от 5 до 7 баллов по шкале Мооса, а температура плавления находится в диапазоне 1215-1260°С. В качестве других примеров горных пород можно привести мел, глину, песок, уголь.
Все горные породы делят на 3 большие категории. Самую крупную из них составляют магматические горные породы, на них приходится примерно 90% горных пород нашей планеты. Образуются такие породы при остывании магмы. Если магма, выброшенная вулканом, застывает на поверхности планеты, то образуется эффузивнаяпорода, к которым относятся базальт, риолит, андезит. Если же магма застывает внутри земной коры, то возникает уже интрузивная порода, примерами которых являются гранит, диорит, габбро.
Вторая по распространенности группа пород – это осадочные породы. Они формируются в поверхностной части земной коры в результате процессов выветривания, эрозии, деятельности живых организмов и выпадения осадков. Хотя их доля в объеме горных пород оценивается в 10%, они покрывают примерно три четверти поверхности континентов. Классическими примерами осадочных пород являются известняк, глина, уголь, доломит, боксит.
В свою очередь группа осадочных горных пород может быть разделена на несколько подгрупп согласно природе их формирования. Хемогенные породы формируются при протекании химических реакций, часто ими являются соли, выпадающие из растворов. Сюда же относят породы, образующиеся при испарении воды. Биогенные породы формируются из-за деятельности организмов. Обломочные породы образуются из смеси обломков других горных пород.
Третья крупная группа – это метаморфические горные породы, они формируются в результате явления, известного как метаморфизм. Это значит, что породы образуются из-за воздействия давления и температуры в глубине земной коры. Также метаморфические породы могут возникать вследствие движения тектонических плит или при падении метеоритов. Примерами таких пород являются амфиболит, скарн, гнейс, филлит.
Приведенная классификация не является однозначной и полной. Грань между магматическими и метаморфическими породами условна, при этом некоторые геологи выделяют и так называемые мантийные породы.
Задача геологии – не только описать различные минералы и горные породы и классифицировать их. Важно понять механизмы их формирования, что позволит создавать их в лабораторных условиях. И в этом направлении есть большие успехи. Ученые уже умеют создавать искусственные алмазы, причем себестоимость их синтеза оказывается меньше себестоимости их добычи традиционным способом.
Список использованных источников
Горные породы и минералы
Всего получено оценок: 1625.
Всего получено оценок: 1625.
Горные породы и минералы – это соединения природного происхождения, входящие в состав земной коры. Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки. Рассмотрим их основные характеристики, сходства и отличия.
Минералы
Минералы – это самородные, устойчивые химические элементы, с уникальными физическими и химическими признаками. Они формируются в результате сложных природных процессов. А в настоящее время человечество научилось выращивать их в лабораториях, на морских фермах и заводах. Минералы образуют горные породы.
Одним из примеров, как человек использует знания о минералах для собственных нужд, является искусственное производство жемчуга. На специальных морских фермах создаются условия, максимально приближенные к естественным. Полученный таким образом жемчуг ни в чем не уступает натуральному и обладает аналогичными характеристиками.
В природе встречается несколько форм минералов:
Твердые минералы, в свою очередь, могут быть кристаллическими (кварц) и аморфными (все разновидности смол, опал). В основе кристаллических минералов лежат многочисленные кристаллы, в то время как аморфные минералы не имеют их в своем составе.
Свойства минералов во многом зависят от их строения. Так, один и тот же элемент способен образовывать различные формы минералов. К примеру, углерод может создавать два совершенно разных соединения, с противоположными свойствами: мягкий и пластичный графит и самый твердый в мире минерал – алмаз.
которые читают вместе с этой
Горные породы
Горные породы – это природные соединения, состоящие из одного или нескольких минералов. Большинство пород называются так же, как и слагающие их минералы: нефть, слюда, гипс, глина. Минералы, образующие горные породы, а также их соединения, могут быть самыми различными.
По своему происхождению все породы делят на 3 класса:
Формируются в результате застывания магмы, вышедшей на поверхность земной коры. Под воздействием различных внешних факторов и сильных температурных колебаний образуются соединения с различным строением и свойствами. Магматические породы, в свою очередь, бывают излившимися и глубинными. Для последних характерна плотная кристаллическая решетка и высокая прочность (гранит, базальт).
Формируются под влиянием солнечного света, атмосферных газов и осадков, температуры, растительных и животных остатков. Осадочные породы могут быть обломочными (гравий, галька, песок, камни), химическими (гипс, каменная соль), органическими (известняк, мел).
Образуются под действием тектонических колебаний, давления, химически активных компонентов и высокой температуры. Метаморфиты появляются при сдвигах земной коры. При этом происходит смешивание различных пород и слоев.
К первичным горным породам относятся только магматические, в то время как оставшиеся 2 класса образуются за счет их видоизменения и разрушения.
Главным отличием любой горной породы от минерала является неоднородность, поскольку в ее составе уже содержится один или несколько минералов. И если в основе строения минерала лежит кристаллическая решетка, то горная порода состоит из минеральных микрочастиц, соединенных между собой в хаотическом беспорядке, без единой структуры.
Что мы узнали?
Поверхность земного шара состоит из минералов и горных пород. Мы узнали, какие по происхождению бывают породы и чем отличаются горные породы от минералов, каковы особенности их строения и свойства.
Минерал и горная порода. В чем отличие?
Здравствуйте, дорогие!
Сегодня я предлагаю Вам углубиться в геологию и узнать о таких понятиях как минерал и горная порода, и в чем их отличие.
Минерал
Горная порода
В отличие от минералов, горные породы чаще всего не однородны. Это как бы агрегаты, которые могут состоять из нескольких минералов. Структура и свойства горных пород в первую очередь зависят от того, на какой глубине и в каких условиях они образовались.
По условиям образования все горные породы делятся на три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы берут своё начало глубоко в недрах Земли, на глубине 100 км. и более, а при извержении вулканов частично или полностью поднимаются на поверхность земли. Магматические горные породы содержат в себе такие минералы как кварц, гранит, топаз, турмалин и пр.
Осадочные горные породы образуются путём осаждения на дне морей, океанов, рек и других водоемов. Осаждаются как обломки скал, перенесенные реками в море через огромные расстояния, так и умершие морские организмы морей и океанов. Изучая осадочные породы и заключенные в них скелеты и раковины некогда живых животных, геологи устанавливают в какое время в том или ином участке Земли было море и когда на его месте образовалась суша. Таким образом, изучение осадочных пород помогает восстановить историю развития Земли.
И наконец, метаморфические горные породы образуются в результате изменения состава или свойств первоначальных горных пород. Как правило это возникает при тектонических движениях, когда большие массы пород, возникших на поверхности Земли могут быть перемещены в её глубины, а на глубине, под влиянием высоких температур и давления, начинает меняться и состав горных пород. Изменения эти происходят очень медленно, растягиваясь на десятки и сотни миллионов лет. Таким образом, например, известняк превращается в мрамор, а опал переходит в кварц.
Изучение горных пород и минералов
С уважением,
Екатерина Лутохина (Napoleonka)
Минералы и горные породы
Информация в нашем каталоге расположена по алфавиту. С точки зрения минералогии, это может и не самый удачный способ, но для интернет издания он кажется нам более правильным. Что бы найти нужное Вам описание достаточно кликнуть в букву, с которой начинается название, и Вы попадёте на страницу, где в списке можно выбрать нужный минерал.
Названия всех минералов и горных пород по алфавиту:
Так же на нашем сайте есть возможность размещение фотографий минералов из Вашей коллекции.
Для того что бы добавить фотографию Вам необходимо зарегистрироваться. Если у Вас есть желание добавить или откорректировать информацию на нашем сайте мы так же будем рады помощи!
В переводе со средневекового латинского языка minera означает руда. Минерал – это химически и физически самостоятельное твёрдое тело, которое имеет относительно однородный состав. Он возник в результате протекающих в недрах Земли и иных планет физико-химических процессов природного происхождения. Обычно он относится к составной части горных пород, метеоритов или руд. Свои названия большинство широко известных камней получило еще в древности — в те времена, когда науки минералогии, еще не существовало, но люди уже активно использовали многие виды минералов.
Люди верят в магическую силу, которую таят в себе минералы. Ученые знают, как много нераскрытых наукой тайн скрыто в толщах горных пород и в глубинах земной коры. Для одних это источник исцеления и внутренней силы, для других – предмет любования и восхищения. Но равнодушными они не оставляют никого. Погрузитесь в мир этих ослепительно прекрасных даров природы, столь разнообразных и восхитительных, что любоваться ими можно бесконечно. Узнайте больше о тех сокровищах, что лежат прямо у нас под ногами!
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
Генезис 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.
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. Часть 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:
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:
По распространенности минералы подразделяют на четыре типа:
Существует три формы нахождения в природе:
Кроме того, используется генетическая классификация, рассмотренная выше.
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.
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:
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.
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:
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.
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.
Более подробно о полезных ископаемых Вы можете узнать в разделе Месторождения полезных ископаемых. У нас есть описания более чем 40 000 локаций по всму миру.
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:
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
Алмаз представляет собой кубическую модификацию углерода. В чистом (прозрачном) виде представлен только данным элементом. Окрашенные варианты включают различные примеси. Синтезируется несколькими способами из углерода. Это наиболее твердый минерал (10 по шкале Мооса). Применяется в стеклорезах, бурильном оборудовании, ювелирных изделиях.
Изумруд — модификация берилла с примесью Cr3+ или оксидов V и Fe. Отличается от него зеленой окраской и прозрачностью. Встречается в кристаллах и сростках. Имеет метаморфическое происхождение. Обладает высокой твердостью (7,5 — 8) и кислотоустойчивостью. Искусственные изумруды отличаются меньшими плотностью и показателем преломления. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Рубин представлен модификацией корунда с примесью Cr3+, Fe3+, V3+. Отличается от него красным цветом (пурпурным, бурым). Синтетические камни получают путем выращивания из расплава корунда. Характеризуются равномерной окраской в отличие от естественных. Второй по твердости минерал после алмаза (9). Используется в приборостроении, производстве часов и лазерных технологиях, ювелирной промышленности.
Сапфир — разновидность корунда, включающая примеси Fe3+, Fe2+, Ti. С минералогической точки зрения сапфиром считают исключительно варианты синего цвета, с ювелирной — любых окрасок, кроме красной. Синтетические разновидности бывают как чистыми (бесцветными), так и с примесями (различных цветов). Используется в офтальмологии, стоматологии, производстве стекол и защитных экранов, ювелирной промышленности.
Александрит — разновидность хризоберилла с примесью Cr. Отличается сильным плеохроизмом (меняет окраску от темных сине-зеленых оттенков до пурпурной), встречаются прозрачные варианты. Твердость — 8,5. Имеет магматическое происхождение. Искусственные кристаллы получают двумя методами. Применяется в основном в ювелирной промышленности.
Жемчуг — биогенное образование. Формируется в раковинах моллюсков. Не относится к минералам, однако включает в состав арагонит. Представлен телами округлой или неправильной формы твердостью 3 — 4. Бывает различных цветов (белый, черный, голубой, желтоватый, зеленый, розовый и др.). Существуют имитации из стекла и пластмассы. Используется в основном в ювелирной промышленности.
Янтарь — биогенное образование, представленное ископаемой окаменевшей смолой палеогенового и верхнемелового периодов. Встречается в виде аморфных образований твердостью 2 — 2,5. Цвет — от светло-желтого до коричневого, бесцветный, красный, зеленоватый, белый. Существуют имитации из натуральных смол и пластмасс. В основном применяется в ювелирной промышленности, меньше в фармацевтике, электронной, химической, пищевой промышленности, парфюмерии.