Classification de la définition des minéraux. Minéraux et minéralogie

La classification des minéraux par composition chimique est basée sur la composition chimique et la structure cristalline

Étant donné que chaque minéral est un composé chimique spécifique avec une structure caractéristique, la classification moderne des minéraux est basée sur la composition chimique et la structure cristalline. Il existe dix classes de minéraux : silicates, carbonates, oxydes, hydroxydes, sulfures, sulfates, halogénures, phosphates, tungstates.
et les molybdates, éléments natifs.

Les rapports entre les quantités d'espèces minérales par classes et leur teneur dans la croûte terrestre sont donnés dans le tableau -1. Comme on peut le voir sur ce tableau, les plus courants sont les silicates et les aluminosilicates, ainsi que les oxydes et les carbonates, qui constituent près de 94% de la croûte terrestre, ce qui correspond à l'abondance totale des éléments chimiques dans la nature (voir tableau-2 La systématique de tous les éléments chimiques de la croûte terrestre selon leur rôle quantitatif dans la composition des minéraux a été réalisée par A.S. Cookery (voir tableau-3).

Pour les minéraux les plus courants de la classe des silicates dans la nature, la classification selon les caractéristiques structurelles est largement utilisée: île - olives, grenat, sillimanite, mélinite; cycle -béryl; chaîne-pyroxènes; ruban-amphiboles, hornblende; micas en feuilles, chlorites, feldspaths à charpente, feldspathoïdes. Les caractéristiques des principaux minéraux rocheux sont données ci-dessous.

Tableau 1. Répartition des espèces minérales entre les différentes classes de minéraux et leur contenu dans la croûte terrestre

silicates. La classe de minéraux la plus nombreuse et la plus répandue. Les silicates sont caractérisés par un complexe composition chimique
et substitutions isomorphes de certains éléments et complexes d'éléments par d'autres. Le point commun à tous les silicates est la présence dans le groupe anionique
tétraèdres silicium-oxygène 4- dans diverses combinaisons. Le nombre total de types de minéraux de silicates est d'environ 800. En termes d'abondance, les silicates représentent plus de 75% de tous les minéraux de la lithosphère.

Les silicates sont les minéraux rocheux les plus importants qui constituent la majeure partie des roches (feldspaths, micas, hornblende, pyroxènes, olivine, chlorite, minéraux argileux). Les plus courants dans la nature sont les minéraux du groupe des feldspaths.

2. Carbonates. Les carbonates sont des sels d'acide carbonique. Il s'agit d'un grand groupe de minéraux, dont beaucoup sont largement distribués. Ils sont le plus largement distribués à la surface de la terre et dans la partie supérieure de la croûte terrestre. Les carbonates se trouvent principalement dans les roches sédimentaires et métamorphiques (marbre). La plupart des carbonates sont anhydres et sont connexions simples, principalement Ca, Mg et Fe avec l'anion complexe 2-. Les représentants caractéristiques de la classe des carbonates sont la calcite, la dolomie, la malachite, la sidérite, la magnésite.

3-4 Oxydes et hydroxydes. Les oxydes sont des composés d'éléments avec de l'oxygène; les hydroxydes contiennent également de l'eau. Dans la croûte terrestre, les oxydes et hydroxydes représentent environ 17 %. Les minéraux les plus courants de cette classe sont les oxydes de Si, Al, Fe, Mn, Ti, tandis que le quartz minéral SiO2 est le minéral le plus courant sur terre (environ 12%). Dans les structures cristallines des minéraux de la classe des oxydes, les cations métalliques sont entourés d'anions oxygène O2- (dans les oxydes) ou hydroxyle [OH] 1- (dans les hydroxydes). Représentants caractéristiques : quartz, corindon, magnétite, oxydes d'hématite ; limonite, bauxite - hydroxydes.

Tableau 2. Abondance moyenne des dix premiers éléments chimiques de la croûte terrestre, % en masse et leur productivité minérale.

Tableau 3. La composition moyenne de la Terre et de la croûte terrestre,% en poids (selon Beus A.A., 1972)

5. Sulfures. Il existe plus de 200 types de soufre et de minéraux similaires, mais leur teneur totale dans la croûte terrestre n'est pas élevée, environ 1 %. D'un point de vue chimique, ce sont des dérivés du sulfure d'hydrogène H2S. L'origine des sulfures est principalement hydrothermale, ainsi que magmatique, rarement exogène. Les minéraux de la classe des sulfures se forment, en règle générale, à une profondeur inférieure à la limite de pénétration de l'oxygène atmosphérique dans la croûte terrestre.

Une fois dans la région proche de la surface, les sulfures sont détruits. De plus, en réagissant avec l'eau et l'oxygène, ils forment de l'acide sulfurique, qui agit de manière agressive sur les roches. Ainsi, les sulfures sont une impureté nocive dans les matériaux de construction naturels. Les plus courants sont les sulfures de fer - pyrite, chalcopyrite; autres représentants
-galène, sphalérite, cinabre.

6. Sulfates. Les sulfates sont des sels d'acide sulfurique. Beaucoup d'entre eux sont solubles dans l'eau, puisqu'il s'agit de sédiments provenant de plans d'eau salés marins ou lacustres. Certains sulfates sont des produits de la zone d'oxydation ; les sulfates sont également connus comme produits de l'activité volcanique. Les sulfates représentent 0,5 % de la masse de la croûte terrestre. Il existe des sulfates anhydres et aqueux, contenant, en plus du complexe anionique 2- commun à tous, également des anions supplémentaires (OH) 1-.Représentants: barytine, anhydrite - anhydre, gypse, mirabilite - eau.

7. Halogénures. Cette classe comprend le fluor, le chlorure et de très rares composés de brome et d'iodure. Les composés fluorés, pour la plupart, sont associés à l'activité magmatique, ils sont des sublimés de volcans ou des produits de processus hydrothermaux, parfois ils sont d'origine sédimentaire. Les composés chlorés Na, K et Mg sont principalement des sédiments chimiques des mers et des lacs et les principaux minéraux des gisements de sel. Les halogénures représentent environ 0,5 % de la masse de la croûte terrestre. Représentants typiques : fluorite (spath fluor), halite (sel gemme), sylvin, carnallite.

8. Phosphates. Les minéraux de cette classe sont des sels d'acide phosphorique ; la structure cristalline de ces minéraux est caractérisée par la présence de complexes anioniques [PO4]3-, ce sont principalement des minéraux rares ; L'origine minéralo-magmatique la plus répandue est l'apatite et les phosphorites biogéniques sédimentaires ayant la même composition chimique.

9. Tungstates et molybdates. Cette classe contient un petit nombre d'espèces minérales; la composition des minéraux correspond aux sels
33 Acides tungstiques et molybdiques. Les principaux représentants sont la wolframite et la scheelite.

10. Éléments indigènes. Environ 40 éléments chimiques sont connus à l'état natif dans la nature, mais la plupart d'entre eux sont très rares ; en général, les éléments natifs représentent environ 0,1 % de la masse de la croûte terrestre. À l'état natif, on trouve des métaux - Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg; semi-métaux - As, Sb, Bi et non-métaux - S, C (diamant et graphite).

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Chaque personne au moins une fois dans sa vie a vu des minéraux - des produits de réactions chimiques naturelles qui ont eu lieu à l'intérieur de la croûte terrestre il y a des millions d'années. En même temps, tout le monde ne peut pas dire ce qu'est un minéral et pourquoi il est nécessaire. Notre article détaillera les types de gisements minéraux, ainsi que leur utilisation.

Qu'est-ce qu'un minéral ?

Les minéraux sont des substances inorganiques solides d'origine naturelle. Ils ont une structure cristalline, qui est leur principal trait distinctif. Certains minéraux peuvent être produits artificiellement. Quelle que soit leur origine, ils auront un certain nombre de propriétés utiles.

Existe-t-il des minéraux liquides ? Si on prend les conditions de vie habituelles, alors oui. Ceci, par exemple, est du mercure naturel - une substance native qui n'a de dureté qu'à basse température. Les scientifiques classent également certains types de glace comme des minéraux. Cependant, l'eau n'est pas incluse dans le groupe considéré.

La question de savoir ce qu'est un minéral n'a pas été entièrement résolue à ce jour. Ainsi, quelques experts attribuent le pétrole, le bitume et l'asphalte au groupe des substances minérales. La validité de telles affirmations est discutable.

Types de minéraux

Selon Bauer et Fersman, les chimistes fin XIX siècles, toutes les roches minérales sont divisées en gemmes, pierres organogènes et substances non ferreuses. Une telle classification a une apparence si particulière en raison de la conviction profonde des académiciens pragmatiques que toutes les pierres et tous les minéraux sont destinés à la fabrication de divers produits - outils et bijoux.

Afin de mieux comprendre la question de savoir ce que sont les minéraux, il convient d'apporter la classification scientifique la plus courante. Selon le principe structuralo-chimique, les minéraux sont divisés en formations rocheuses - constituant la majorité des roches, ainsi que rares, minerais et accessoires (ne constituant pas plus de 5% de la roche).

La classe native des minéraux comprend les métaux et les métalloïdes. Les substances minérales forment la majeure partie du groupe indigène. Les minéraux accessoires se caractérisent par une rareté particulière.

Classement chimique

La structure chimique de la plupart des minéraux est approximativement la même. À l'heure actuelle, la division des substances considérées en classes est acceptée. Il en résulte le classement suivant :

• silicates. De nombreuses classes, dont plus de 800 gisements minéraux différents. Les silicates constituent la majorité des roches métamorphiques et ignées. Certains minéraux se distinguent ici par une structure et une composition communes. À titre d'exemple, il convient de souligner les pyroxènes, les micas, les feldspaths, les amphiboles, les matériaux argileux et bien plus encore. La composition de la plupart des silicates est appelée aluminosilicate.
• Carbonates. Cette classe comprend environ 80 roches minérales. Les dolomites, les calcites et les aimants sont courants ici. L'origine est due à des solutions aqueuses individuelles. Détruit dans les acides.
• Les halogénures sont un groupe d'une centaine de minéraux différents. Ils sont facilement solubles, formés à partir de roches sédimentaires. La substance la plus courante est l'halite.
• Les sulfures sont des minéraux qui sont détruits dans la zone d'altération. Un représentant typique est la pyrite.
• sulfates. Ils ont une couleur claire et une faible dureté. Le gypse est le plus utilisé.
• oxydes et hydroxydes. Ils représentent environ 17% de la masse de la croûte terrestre. Les principaux types sont les opales, les limonites et le quartz.

Ainsi, presque tous les minéraux ont des caractéristiques similaires, bien que la composition des substances soit différente.

Variété de minéraux

Qu'est-ce qu'un minéral ? Il n'est pas facile de répondre à cette question. Il faut tenir compte du fait que dans le monde d'aujourd'hui, il existe plus de 4 000 types différents de richesse souterraine. Les minéraux ouvrent et "ferment" chaque année. Par exemple, une substance trouvée dans les roches par son existence même prouve l'incohérence de toute la classification établie par les scientifiques. De tels cas sont loin d'être rares.

Une photo de silicates est présentée à votre attention ci-dessous.

Il convient de garder à l'esprit que 4 000 minéraux ne sont pas un si gros chiffre. Si on le compare au nombre total de composés inorganiques, alors la différence sera flagrante : ces derniers contiennent environ un million d'espèces. Comment les géologues expliquent-ils une si faible variété de richesses minérales ? Premièrement, la prévalence des éléments dans système solaire. Notre planète est dominée par le silicium et l'oxygène. La combinaison de ces substances conduit à l'apparition de silicates - le groupe minéral écrasant sur Terre. D'autre part, les minéraux sont tellement dispersés que la recherche de nouveaux éléments sera l'œuvre de plusieurs centaines de générations supplémentaires. La deuxième raison de la nature limitée des minéraux est l'instabilité de la plupart des composés chimiques.

Origine des minéraux

Les scientifiques nomment trois voies principales d'origine des minéraux de montagne. La première option est dite endogène. Les alliages chauds souterrains, communément appelés matière magmatique, sont introduits dans la croûte terrestre, puis s'y solidifient. Le magma lui-même se forme à la suite d'éruptions volcaniques. Il passe par trois étapes : à partir d'un état chaud, le magma devient solide - c'est le résultat des processus de pegmatite. Après cela, elle se fige enfin. Ceci est une conséquence des processus postmagmatiques.

Il existe également une version exogène de l'origine des minéraux. Dans ce cas, une décomposition physique et chimique des substances se produit. Dans le même temps, de nouvelles formations se forment, très conformes à l'environnement. Un exemple simple : à la suite de l'altération d'un matériau endogène, des cristaux se forment.

La dernière voie d'origine des minéraux est métamorphique. Toutes les substances changeront sous l'influence de certaines conditions - quelles que soient les options de formation des roches. En fait, l'échantillon d'origine change - il acquiert de nouvelles propriétés et éléments de composition.

Propriétés des minéraux

La propriété la plus importante de toute formation minérale est la présence d'une structure cristallochimique. Toutes les autres caractéristiques des races considérées en découlent précisément.

À ce jour, une classification unifiée des caractéristiques diagnostiques caractéristiques des substances minérales a été élaborée. Ici, il faut mettre en évidence la dureté, déterminée sur l'échelle de Mohs, ainsi que la couleur, la brillance, la cassure, le clivage, le magnétisme, la fragilité et la teinte. Chaque propriété des roches considérées sera étudiée en détail ci-dessous.

Le concept de dureté

Qu'est-ce que la dureté ? Il existe plusieurs définitions de ce concept. La description la plus courante caractérise la dureté comme le niveau de résistance d'un certain corps au grattage, à la compression ou à la coupure. Le niveau de dureté est déterminé sur l'échelle de Moss. Il contient des roches spéciales, chacune caractérisée par la capacité de rayer les surfaces avec une extrémité pointue. Moss a fait le top dix des éléments les plus courants. Le matériau le plus doux ici est le talc et le gypse. Comme vous le savez, le gypse, pénétrant dans l'eau, augmente de taille jusqu'à 30%. Le type et la roche les plus durs du minéral est le diamant.

Le transport de la substance sur le verre devrait laisser des rayures de différentes profondeurs. Le fait même de l'existence d'une égratignure attribue déjà au minéral au moins la cinquième classe sur dix. Plus solides trouvé dans des groupes de minéraux à éclat non métallique. C'est la brillance qui est la seconde propriété importante minéraux, et il est directement lié à la dureté.

Briller

Le niveau de brillance des métaux est vérifié en réfléchissant les rayons du soleil sur eux. Il existe deux niveaux de brillance - métallique et non métallique. Le premier groupe comprend des roches qui donnent une ligne noire lorsqu'elles sont gravées sur du verre. De telles substances sont opaques même en fragments très fins. Les types de minéraux souterrains à éclat non métallique comprennent le graphite, la magnétite, le charbon et certaines autres substances. Tous se reflètent mal au soleil et donnent une ligne sombre. Une petite partie des matériaux à reflet métallique sont des substances qui donnent une ligne de couleur : vert (or), rouge (cuivre), blanc (argent), etc.

Les minéraux à reflet métallique reflètent mieux la lumière du soleil. Par eux-mêmes, ils ont une dureté élevée. Le minerai occupe ici une place particulière.

Couleur

La couleur, contrairement à la dureté et au lustre, n'est pas une caractéristique constante pour la plupart des minéraux. Ainsi, la dureté ou l'éclat reste inchangé dans le temps. La couleur change en fonction des conditions de stockage. Des exemples de minéraux qui changent rarement de couleur sont la malachite, qui ne change jamais de couleur verte, et l'or, qui reste toujours jaune.

Vous pouvez voir une photo de malachite ci-dessous.

La couleur change également en fonction de l'état du minéral. Par exemple, en géologie, le concept de couleur de ligne est courant. Un minéral qui raye une surface de verre laisse derrière lui une petite quantité de poudre, qui forme une ligne. La couleur d'une telle poudre diffère souvent de la couleur naturelle de la pierre. Tout dépend de la composition du minéral : il peut inclure de la calcite, qui change de couleur en fonction de la quantité et de la méthode de mélange avec d'autres substances.

Fracture et clivage

Le clivage fait référence à la propriété d'un minéral de se fendre ou de se fendre dans une certaine direction. Ainsi, après une pause, une surface lisse et brillante se forme le plus souvent. Pour obtenir ce résultat, vous devez diviser le minéral le long d'une ligne strictement définie. Il existe cinq degrés de clivage :

Une caractéristique diagnostique pour de nombreux minéraux est la présence de plusieurs directions de clivage à la fois. À la suite de la division, le minéral présente des plis, qui possèdent également certaines propriétés. Ainsi, les scientifiques distinguent cinq types de fracture:

• conchoïdal - semblable à une coquille;
• éclat - la fracture est caractérisée par des matériaux fibreux ou fibreux;
• inégal - la présence d'un clivage imparfait (par exemple, dans l'apatite);
• étagé - selon les résultats du clivage, une surface presque parfaitement lisse se forme (par endroits, elle peut cependant présenter des irrégularités sous forme de marches);
• lisse - selon les résultats de la soudure, il n'y a pas de courbures ou d'irrégularités notables à la surface du minéral.

Il existe un certain nombre d'autres signes par lesquels les minéraux peuvent être identifiés. Ceci, par exemple, ternit - la présence d'un mince film coloré formé sur la substance à la suite d'une altération ou d'une oxydation. Il faut également souligner la fragilité, indiquant la force du minéral, et le magnétisme, caractérisé par la teneur en fer ferreux.

Minéraux dans l'industrie

Dans quels domaines activités sociales minéraux utilisés ? Il s'agit de la construction, de la métallurgie ainsi que de la production chimique.

Les matériaux de construction sont souvent dilués avec certains minéraux, ce qui vous permet d'ajuster la résistance et la qualité de la substance. Dans l'industrie chimique, la présence des éléments en question n'est pas non plus rare. Les composants minéraux sont utilisés dans les domaines cosmétique, médical et alimentaire. Par exemple, dans les pharmacies, de nombreux médicaments contiennent des vitamines et des minéraux. Ces deux composants fonctionnent bien ensemble et se complètent. Ils aident à améliorer la santé des gens et à améliorer leur apparence.

L'extraction et l'étude des minéraux ont toujours été considérées comme des activités importantes et pertinentes. Il est nécessaire de soutenir pleinement la conduite de la recherche scientifique dans le domaine de la géologie, ainsi que l'utilisation active des vitamines et des minéraux dans la vie quotidienne.

La classification des minéraux est basée sur la composition chimique :

1. Éléments natifs : soufre, graphite.

2. Sulfures : pyrite.

3. Oxydes et hydroxydes : quartz, opale, limonite.

4. Carbonates : calcite, dolomie, magnésite ;

5. Sulfates : gypse, anhydrite ;

6. Halogénures : halite ;

7. Silicates : olivine, pyroxènes (augite), amphiboles (hornblende), kaolinite, micas (muscovite, biotite), feldspaths (albite, orthose, microcline, labrador).

Chaque minéral a ses propres propriétés physiques. La plupart des minéraux ont une structure cristalline, ᴛ.ᴇ. leurs éléments constitutifs sont situés dans l'espace de manière strictement ordonnée, formant un réseau cristallin.

Les minéraux amorphes, contrairement aux cristallins, n'ont pas de structure interne régulière (opale, magnésite amorphe), ils constituent une masse homogène, semblable à la pâte à modeler, à l'os.

L'étude des minéraux peut être réalisée par la méthode macroscopique. Pour une étude plus précise, des examens microscopiques sont utilisés.

La méthode macroscopique est basée sur l'étude des caractéristiques externes des minéraux. Ces caractéristiques comprennent l'apparence morphologique et les propriétés physiques des minéraux.

Apparition de minéraux :

1. Parfois, les minéraux se présentent sous la forme de polyèdres réguliers simples. On les appelle cristaux (quartz, gypse, calcite).

2. Des familles de cristaux imbriqués dans des bases forment des druses et des brosses (calcite, quartz).

3. Le plus souvent, ses minéraux se présentent sous forme d'agrégats granulaires dont la masse est constituée de petits grains de forme irrégulière.

4. Si les grains ont une certaine forme géométrique, les éléments suivants se forment: a) en forme d'aiguille, colonnaire, prismatique; grains allongés dans une direction (hornblende); b) lamellaire, feuillu - allongé dans deux directions (mica, gypse).

5. Concrétions - intercroissances sphériques de grains à structure coquillière ou rayonnante radialement.

6. Géodes - accumulation de grains sur les parois des vides dans les roches. La croissance des minéraux se produit des murs au centre du vide.

Propriétés physiques des minéraux

L'étude propriétés physiques permet de reconnaître les minéraux. Les propriétés les plus caractéristiques de chaque minéral sont appelées diagnostiques.

La couleur des minéraux est très variée. Certains minéraux se présentent sous différentes couleurs (quartz - laiteux, transparent à l'eau, fumé). Pour les autres minéraux, la couleur est une propriété permanente et peut servir de diagnostic (le soufre est jaune). Il existe des minéraux qui changent de couleur en fonction de la lumière. Par exemple, un Labrador en tournant dans la lumière brille en bleu, vert. Cette propriété s'appelle l'irisation.

La couleur de la ligne est ϶ᴛᴏ la couleur du minéral en poudre. Certains minéraux ont une couleur différente en poudre qu'en morceau (la pyrite est jaune paille, le trait est noir brunâtre).

Le lustre doit être métallique (pyrite), semi-métallique (lustre de métal terni - graphite) et non métallique (vitreux, nacre audacieuse, mat - quartz, soufre, mica, kaolin).

Clivage - la capacité des minéraux à se diviser dans certaines directions avec la formation de plans lisses et polis. Il y a un clivage très parfait - le minéral se divise facilement en feuilles (mica) ; clivage parfait - le minéral se brise d'un faible coup de marteau en formes géométriques régulières (calcite); clivage moyen - lorsqu'il est divisé, des plans se forment, des surfaces uniformes et inégales (feldspaths); clivage imparfait - les plans de clivage ne sont pratiquement pas détectés (quartz, soufre). La cassure des minéraux à clivage imparfait est toujours soit irrégulière, soit conchoïdale (quartz).

Dureté - ϶ᴛᴏ le degré de résistance d'un minéral aux influences mécaniques externes. Pour déterminer la dureté, l'échelle de Mohs a été adoptée, qui utilise des minéraux de dureté connue et constante (tableau 1).

Échelle de dureté de Mohs

Tableau 1 -

La séquence d'actions pour déterminer la dureté des minéraux: un minéral est dessiné sur du verre (tv. 5). S'il reste une rayure sur le verre, alors la dureté du minéral est égale ou supérieure à 5. On utilise alors des minéraux de référence de dureté supérieure à 5. Par exemple, si le minéral testé laisse une rayure sur la référence de dureté de 6, et lorsqu'il est rayé son quartz produit une rayure profonde, sa dureté est de 6,5.

Il convient de dire que certains minéraux se caractérisent par des propriétés particulières, uniquement inhérentes. Ainsi les carbonates réagissent avec l'acide chlorhydrique (la calcite bout en un morceau, la dolomie en poudre, la magnésite en acide chaud).

Les halogénures ont un goût caractéristique (halite - salé).

Les minéraux se caractérisent par une résistance variable aux intempéries. Certains minéraux sont détruits physiquement, formant des fragments, d'autres minéraux subissent des transformations chimiques, étant convertis en d'autres composés (tableau 2).

Résistance des minéraux aux intempéries

Tableau 2

Regrouper selon le degré de durabilité	Nom des minéraux	La nature des changements
Le plus stable, insoluble	Quartz Muscovite Limonite	Broyage physique sans modification de la composition chimique
Moyennement résistant, insoluble	Orthose Albite Augit Hornblende	Destruction physique et hydrolyse : des minéraux secondaires se forment : kaolinite, limonite, opale
Moins stable, insoluble	Biotite du Labrador	Le même, mais le processus est plus intense
Peu stable, insoluble	Pyrite Olivine	Oxydation : formation de limonite et d'acide sulfurique Oxydation : formation de serpentine, chlorite, magnésite
légèrement soluble	Dolomite Calcite	Désintégration physique et dissolution
Moyennement soluble	Anhydrite Gypse	Dissolution, hydratation, déshydratation
hautement soluble	Halite	Dissolution intensive, écoulement plastique avec action prolongée d'une exposition unilatérale

Méthode de dosage des minéraux.

Il est extrêmement important d'utiliser le guide des minéraux pour les travaux pratiques.

Séquence de travail :

1. Déterminer l'aspect des grains de l'agrégat minéral.

2. Déterminez la couleur du minéral, si le minéral est de couleur foncée, puis passez le minéral sur une assiette en porcelaine pour déterminer la couleur de la ligne (poudre).

3. Déterminez la brillance du minéral.

4. Pour déterminer la plage de dureté, passez le minéral sur le verre.

5. Les minéraux de dureté moyenne (3-3,5) doivent être vérifiés pour la réaction avec

Solution d'acide chlorhydrique à 10 %.

6. Essayez de trouver des bords lisses et polis sur l'échantillon - ᴛ.ᴇ. déterminer le clivage.

7. Sur la base de l'ensemble des caractéristiques du guide, trouvez le nom et la composition du minéral.

8. Marquez la composition de quelles roches ce minéral est inclus.

Entrez les données sur les minéraux dans le tableau 3.

Caractéristiques des minéraux rocheux

Tableau 3

Liste des minéraux à étudier :

1. Éléments natifs : graphite, soufre.

2. Sulfures : pyrite.

3. Oxydes et hydroxydes : quartz, calcédoine, opale, limonite.

4. Halogénures : halite, sylvin.

5. Carbonates : calcite, dolomie, magnésite.

6. Sulfates : gypse, anhydrite.

7. Silicates : olivine, grenat, augite, hornblende, talc, serpentine, kaolin, micas, chlorite, orthose, microcline, albite, néphéline.

question test

1. Que sont les minéraux ?

2. Quels minéraux sont appelés roche formant?

3. Sous quelle forme trouve-t-on les minéraux ?

4. Pour quels minéraux le diagnostic de couleur est-il effectué ?

5. Quelle est la couleur de la ligne, exemples.

6. Quelle est la brillance des minéraux ?

7. Comment la dureté des minéraux est-elle déterminée ?

8. Qu'est-ce que le clivage ?

9. Quels minéraux peuvent être dissous dans l'eau ?

10. Quels minéraux gonflent ?

11. Qu'est-ce que l'hydratation et la déshydratation ?

12. Quels minéraux sont les plus résistants aux intempéries ?

BIBLIOGRAPHIE

Pavlinov V.N. et etc.
Hébergé sur ref.rf

géologie. – M. : Nedra, 1988. p. 5-7, 11-49.

LABO #2

ETUDE DES ROCHES IAGMATIQUES

Objectif du travail : acquérir des compétences dans la définition des roches ignées. Étudier les caractéristiques d'ingénierie et de construction des roches ignées et leur application dans la construction.

Matériel : collection pédagogique de roches ignées, loupes,

Échelle de Mohs.

informations générales sur les rochers.

Les roches sont appelées corps géologiques indépendants, constitués d'un ou plusieurs minéraux de composition et de structure plus ou moins constantes.

Selon la méthode et les conditions de formation, toutes les roches sont divisées en ignées, sédimentaires et métamorphiques.

La composition minéralogique des roches est différente. Οʜᴎ peut être constitué d'un (monominéral) ou de plusieurs minéraux (polyminéral).

La structure interne des roches est caractérisée par leur structure et leur texture.

Structure - ϶ᴛᴏ la structure de la roche, en raison de la forme, de la taille et de la relation de ses éléments constitutifs.

La texture de la roche détermine la répartition de ses éléments constitutifs dans l'espace.

Toutes les roches sont classées selon les conditions de formation en roches ignées, sédimentaires et métamorphiques.

Conditions de formation des roches ignées.

Les roches ignées se forment à la suite du refroidissement du magma. Magma - ϶ᴛᴏ fonte de pierre de composition de silicate, formée sur grandes profondeurs dans les entrailles de la terre. Le magma peut se refroidir profondément dans la croûte terrestre sous le couvert de roches affleurantes et sur ou près de la surface de la terre. Dans le premier cas, le processus de refroidissement se déroule lentement et tout le magma a le temps de cristalliser. Les structures de ces roches profondes sont entièrement cristallines et granuleuses.

Avec la montée rapide du magma à la surface de la terre, sa température chute rapidement, les gaz et la vapeur d'eau sont séparés du magma. Dans ce cas, les roches sont soit non complètement cristallisées (structure vitreuse), soit partiellement cristallisées (structure semi-cristalline).

Les roches profondes sont dites intrusives. Leurs structures sont : à grains fins (grains<0,5 мм), среднезернистая (размер зерен 0,5-1 мм), крупнозернистая (от 1 до 5 мм), гигантозернистая (>5 mm), à grain irrégulier (porphyrique).

Les roches éruptives sont dites effusives. Leurs structures sont porphyriques (de gros cristaux séparés se détachent dans la masse cryptocristalline), aphanitiques (masse cryptogranulaire dense), vitreuses (la roche est presque entièrement constituée d'une masse non cristallisée - le verre).

Textures de roches ignées : Les roches intrusives sont presque toujours massives. Dans les roches effusives, à côté d'une texture massive, il y a des roches poreuses et vésiculaires.

Les conditions physico-chimiques de la formation rocheuse en profondeur et en surface sont très différentes. Pour cette raison, différentes roches se forment à partir de magma de même composition dans des conditions profondes et de surface. Chaque roche intrusive correspond à une certaine roche sortante.

Parallèlement à la classification des roches ignées en fonction des conditions d'occurrence, elles sont classées en fonction de leur composition chimique en fonction de la teneur en acide silicique SiO 2 (tableau 4).

Classification des roches ignées.

Tableau 4

Composition de la race	Les rochers sont intrusifs (profonds)	Roches effusives (déversées)
chimique	minéralogique
SiO 2 acide > 65%	Quartz, feldspath, mica	Granit	Liparite, pierre ponce, porphyre de quartz, obsidienne
SiO2 moyen (65-52%)	Feldspath potassique, plagioclase, hornblende Plagioclase, hornblende	Diorite syénite	Trachyte, orthophyre Andésite, andésite porphyrite
SiO2 basique = 52-40%	Plagioclase, pyroxène Plagioclase	Gabbro Labradorite	Basalte, diabase
SiO 2 ultrabasique< 40 %	Olivine Olivine, pyroxène Pyroxène	Dunite Péridotite Pyroxénite

Caractéristiques d'ingénierie et de construction des roches ignées.

Toutes les roches ignées ont une résistance élevée, dépassant considérablement les charges possibles dans les pratiques d'ingénierie et de construction, sont insolubles dans l'eau et pratiquement imperméables (à l'exception des variétés fracturées). Pour cette raison, ils sont largement utilisés comme fondations pour les structures critiques (barrages). Des complications lors de la construction sur des roches ignées surviennent si elles sont fracturées et altérées: cela entraîne une diminution de la densité, une augmentation de la perméabilité à l'eau, ce qui aggrave considérablement leurs propriétés d'ingénierie et de construction.

Application dans le bâtiment.

Des roches ignées intrusives telles que le granit, la syénite, la diorite, le gabbro, la labradorite sont utilisées comme matériau de parement.

Les basaltes et les diabases sont utilisés pour le moulage de la pierre comme pavés pour le pavage des rues, la laine minérale.

Les roches ultrabasiques sont utilisées comme matières premières réfractaires. La pierre ponce est utilisée comme matériau de polissage et abrasif. L'obsidienne est utilisée comme pierre ornementale. Les roches ignées sont largement utilisées comme gravats et pierre concassée.

Méthode de détermination des roches ignées.

Lors de l'établissement du type de roche ignée, il est extrêmement important de savoir tout d'abord s'il appartient à l'intrusif ou à l'effusif. Les roches intrusives ont une structure entièrement cristalline - les minéraux sont visibles à l'œil nu et toute la masse rocheuse est un agrégat de grains cristallins. Dans les roches effusives, seule une partie de la substance (phénocristaux porphyriques) a acquis une structure cristalline, tandis que le reste de la masse est constitué d'une substance dont la structure granuleuse est indiscernable.

L'étape suivante est la détermination de la composition minérale. Les roches acides et moyennes sont colorées dans des tons gris, les roches basiques et ultrabasiques sont sombres et noires. Le quartz se trouve en quantités significatives uniquement dans les roches acides. Les syénites et diorites sont dépourvues de quartz, la diorite contient jusqu'à 30% de hornblende.

Les liparites, les trachytes et les andésites diffèrent par les minéraux phénocristaux : dans les trachytes, ils sont représentés par le feldspath potassique, dans les andésites par le plagioclase et la hornblende, dans les liparites par le quartz et le feldspath.

Les gabbros et les roches ultramafiques sont de couleur foncée. Dans le gabbro, les grains clairs sont représentés par le plagioclase ; les roches ultramafiques ne sont constituées que de minéraux de couleur foncée.

Déterminer les signes extérieurs des roches ignées de la collection pédagogique et les décrire dans un cahier selon le plan :

1. Nom de la race.

2. Regrouper selon la teneur en SiO 2 .

3. Regrouper selon la méthode d'enseignement.

4. Structure.

5. Texturé.

7. Composition minérale.

Tester les questions.

1. Qu'est-ce qu'on appelle communément un rocher ?

2. Comment les roches sont-elles classées ?

3. Quelle est la structure ?

4. Quelles structures sont caractéristiques des roches ignées ?

5. Qu'est-ce que la texture ?

6. Quelles textures sont typiques des roches ignées ?

7. Comment se forment les roches ignées ?

8. Quelle est la différence entre les roches intrusives et effusives ?

9. Comment les roches ignées sont-elles classées selon leur teneur en SiO 2 ?

10. Nommez les analogues en éruption des granites, syénites, diorites, gabbro.

11. Quelles sont les propriétés techniques et géologiques des roches ignées ?

12. Comment les roches ignées sont-elles utilisées dans la construction ?

BIBLIOGRAPHIE

Pavlinov V.N. et etc.
Hébergé sur ref.rf
Manuel pour les cours de laboratoire en général

géologie.-M. : Nedra, 1988. p. 50-64.

LABO #3

ÉTUDE DES ROCHES SÉDIMENTAIRES

Objectif du travail : acquérir des compétences dans la détermination des roches sédimentaires. Étudier les caractéristiques d'ingénierie et de construction des roches sédimentaires. Étudier l'utilisation des roches sédimentaires dans la construction.

Equipement : collection pédagogique de roches sédimentaires,

solution d'acide chlorhydrique à 10 %, loupe.

Conditions de formation des roches sédimentaires

Les roches sédimentaires se forment dans la zone superficielle de la croûte terrestre dans des conditions de basses températures et pressions.

Les processus d'altération conduisent à la destruction des roches primaires. Les produits de destruction sont déplacés principalement par les flux d'eau et, en se déposant, forment progressivement des roches sédimentaires.

Selon le mode de formation de la matière minérale, les roches sédimentaires sont divisées en clastiques, chimiogéniques et organogéniques.

Les roches clastiques sont formées de fragments de roches détruites, le plus souvent elles s'accumulent sous forme de sédiments marins.

La classification des roches clastiques est basée sur : 1) la taille des clastes ; 2) le degré de leur arrondi (arrondi et non arrondi) et 3) la présence ou l'absence de ciment (en vrac et cimenté) (tableau 5).

Classification des roches clastiques.

Tableau 5

Groupe de race	Dimensions des débris, mm	Roches lâches	roches cimentées
arrondi	non arrondi	arrondi	non arrondi
Clastiques grossiers (psephites)	> 200 200-10 10-2	Cailloux Cailloux Gravier	Bloque l'herbe des décombres	Conglomérats de blocs Conglomérats de galets Conglomérats de gravier	Brèches polyédriques Brèches
Sandy (psammites)	2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1	Sables Gros grain Gros grain Moyen grain Fin	Grès Gros grain Gros grain Moyen grain Fin
Limons	0,1-0,01	Limons (loesses, loams, loams sableux)	Siltstones
Pélites	< 0,01	Argile	Argilites

Les structures des roches détritiques sont détritiques, différant par la forme et la taille des fragments (par exemple, clastiques grossiers, arrondis). Dans les roches argileuses - pélitiques.

Les textures sont souvent superposées, lâches.

Les roches clastiques grossières et les sables sont répandus, caractérisés par une porosité et une perméabilité élevées, et sont généralement saturés d'eau souterraine. Les impuretés nocives dans les sables sont les oxydes de fer, le gypse, le mica, les particules d'argile. Sous charge, ces roches ne se compactent généralement pas. Lors de tremblements de terre, ces roches peuvent se liquéfier.

Les minéraux les plus stables prédominent dans les sables : quartz, micas.

Les roches argileuses se caractérisent par une porosité élevée (jusqu'à 90%), l'humidité, la plasticité, l'adhésivité, le gonflement et le retrait. Avec l'augmentation de l'humidité, leur résistance diminue fortement, ils peuvent entrer dans un état fluide. Malgré la forte porosité, leur perméabilité à l'eau est négligeable, puisque la porosité est formée de micropores fermés. Les argiles dans leur composition contiennent plus de 30% de particules d'argile (kaolinite). Le reste est constitué de particules poussiéreuses et sableuses.

Les races de lœss font partie des races très répandues sur le territoire du Kazakhstan. Ce sont des roches polyminérales, constituées de particules limoneuses de quartz, de feldspaths, de calcite et de micas. Caractéristiques le loess est leur faible résistance à l'eau, ils s'imbibent et s'érodent rapidement et sont également capables de s'affaisser. Il s'exprime dans la capacité du loess à réduire son volume lorsqu'il est humidifié.

Les siltstones et les mudstones se forment lors de la "pétrification" des roches sablo-limoneuses et argileuses. Ces roches sont stratifiées, facilement altérées, parfois trempées dans l'eau.

Les roches chimiogéniques se forment à la suite de précipitations à partir de solutions aqueuses de précipitations chimiques. Ce processus se produit dans un climat chaud et sec lors de l'assèchement des réservoirs. Les Οʜᴎ sont classés par composition.

Roches carbonatées - les calcaires denses à structure à grains fins sont constitués de calcite, les dolomites à structure à grains fins sont constituées de dolomite. Facilement déterminé avec de l'acide HCl (calcaire - en un morceau, dolomite - en poudre). Les textures sont massives.

Les roches halogénées sont le sel gemme (salé) et la sylvinite (amer-salé). Les structures sont cristallines-granuleuses, les textures sont massives ou stratifiées.

roches sulfatées

Le gypse est une roche constituée du gypse minéral, de couleur claire, à grain fin.

L'anhydrite est une roche constituée du minéral anhydrite, de couleur blanc-bleuâtre, dense, à grain fin.

caractéristique commune roches chimiogéniques est leur solubilité dans l'eau. Le sel gemme et la sylvinite sont facilement solubles, le gypse, l'anhydrite sont modérément solubles, le calcaire, la dolomite sont peu solubles.

Les roches biochimiogènes se forment à la suite de l'accumulation et de la transformation de restes d'animaux et de plantes, souvent avec un mélange de matières inorganiques.

Roches carbonatées

Les calcaires organogènes sont constitués de coquilles de composition de calcite. S'il est possible de déterminer le nom des organismes qui composent le calcaire, alors le nom de la roche est donné par eux. Par exemple, calcaire corallien, calcaire coquillier.

La craie est une roche en poudre faiblement cimentée, constituée de restes de calcite d'algues planctoniques.

Les marnes sont une roche carbonate-argileuse de couleur claire à clivage conchoïdal. Réagit avec HCl, laissant une tache sale sur la surface de la roche.

Les structures des roches organogènes sont organogènes, les textures sont denses et poreuses.

Roches siliceuses :

La diatomite est une roche légère ressemblant à de la craie. couleur blanche͵ se compose de restes d'algues diatomées de composition opale.

Tripoli est une roche jaunâtre légère et faiblement cimentée composée d'opale.

Opoka - gris, gris foncé à roche noire, ressemblant à de la porcelaine. Également composé d'opale.

Le jaspe est une roche dense et dure, composée de calcédoine - quartz cryptocristallin. Magnifiquement coloré (couleurs rouges, vertes, rayées).

Propriétés d'ingénierie et de construction des roches sédimentaires.

Les roches qui sont dans la sphère de l'activité humaine sont appelées sols.

Sols à grains grossiers. La résistance de ces sols dépend de la composition des fragments et de leur tassement. Les sols constitués de fragments de roches ignées ont la plus grande résistance. L'emballage des débris doit être lâche et dense. Dans les sols à grains différents, le tassement est plus dense.

Sols sablonneux. Les variétés de roches sableuses les plus dangereuses sont les sables mouvants. Ce sont des sables saturés d'eau qui, lorsqu'ils sont ouverts par des fosses, se liquéfient et se mettent en mouvement.

Sols argileux. Minéraux argileux, ayant une taille< 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.

Les propriétés des argiles dépendent fortement de la teneur en humidité. Si seule l'humidité étroitement liée est contenue, l'argile aura les propriétés corps solide, si de l'humidité faiblement liée est également contenue, l'argile devient plastique et fluide.

Les argiles se caractérisent par des propriétés particulières, telles que le gonflement, le retrait, la résistance à l'eau, l'adhésivité.

Roches clastiques cimentées. Leur résistance dépend de la composition du ciment. Le ciment le plus durable est siliceux, le plus faible est argileux.

Les roches carbonatées et sulfatées - calcaire, craie, gypse, anhydrite - sont capables de se dissoudre dans les eaux souterraines avec la formation de vides karstiques.

L'utilisation de roches sédimentaires dans la construction.

Les roches sédimentaires sont le plus souvent à la base des bâtiments et des structures et sont très largement utilisées comme matériau de construction.

Les roches clastiques grossières sont souvent utilisées comme matériau de ballast dans la construction de voies ferrées et d'autoroutes.

Certains conglomérats et grès sont de beaux matériaux de parement.

L'utilisation des argiles est très diversifiée : la fabrication de briques, de plats bruts, de tuiles, de peintures minérales, comme partie intégrante du ciment Portland.

Les diatomites et les tripoli sont utilisés pour la production de verre liquide, de divers matériaux absorbant l'humidité (sorbants) et de ciment.

Le jaspe est apprécié comme matériau de parement et d'ornement.

La craie et le calcaire sont les matières premières du ciment à la chaux. La roche calcaire-coquille est un matériau de mur.

Les dolomites sont utilisées comme fondants et réfractaires en métallurgie.

Les marnes sont des matières premières pour l'industrie cimentière.

Méthodologie pour la détermination des roches sédimentaires.

La détermination des roches sédimentaires doit commencer par un examen de l'apparence et de l'effervescence avec de l'acide. Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer le groupe auquel appartient la roche donnée (détritique, chimique, organogène).

Les roches argileuses ont un aspect terreux. Considérez attentivement la texture et la structure de la roche. Selon la composition minérale, la plupart des roches sédimentaires sont monominérales, ᴛ.ᴇ. sont constitués d'un seul minéral. Les minéraux les plus courants sont le quartz, l'opale, la calcite, la dolomite et le gypse.

Étudier les roches sédimentaires présentées dans la collection pédagogique. Complétez leur description dans un cahier selon le plan :

1. Regrouper par origine.

2. Nom de la race.

3. Composition minérale.

4. Coloration, fracture, densité.

5. Structure.

6. Textures.

7. Caractéristiques techniques et géologiques.

8. Application dans la construction.

question test

1. Dans quelles conditions se forment les roches sédimentaires ?

2. Comment sont classées les roches sédimentaires ?

3. Principes de classification des roches clastiques.

4. Structures et textures des roches clastiques.

5. Composition minérale des roches clastiques.

6. Propriétés géotechniques des roches clastiques et leur application.

7. En quelles classes les roches chimiogéniques sont-elles divisées ? Leur composition minérale.

8. Structures et textures des roches chimiogéniques.

9. Propriétés géotechniques des roches chimiogéniques et leur application.

10. Propriétés géotechniques des roches organogènes et leur application.

BIBLIOGRAPHIE

Pavlinov V.N. et etc.
Hébergé sur ref.rf
Manuel pour les études de laboratoire en géologie générale. – M. : Nedra, 1988. p. 64-76.

LABO #4

ETUDE DES ROCHES METAMORPHIQUES

Objectif du travail : acquérir des compétences dans la définition des roches métamorphiques. Étudier les caractéristiques d'ingénierie et de construction des roches métamorphiques et leur application dans la construction.

Equipement : collection d'étude de roches métamorphiques,

loupes, solution d'acide chlorhydrique à 10 %, échelle de Mohs.

Conditions de formation des roches métamorphiques.

Les roches métamorphiques résultent de la transformation de roches sédimentaires, ignées et métamorphiques préexistantes qui se produisent dans la croûte terrestre. Le métamorphisme se produit sous l'influence de températures et de pressions élevées, ainsi que de vapeurs, de gaz et d'eau à haute température. Ces transformations se traduisent par une modification de la composition minérale, de la structure, de la texture de la roche.

Les roches métamorphiques sont caractérisées par une structure entièrement cristalline. Les textures les plus caractéristiques sont : ardoise, rubanée, massive.

Les roches métamorphiques sont composées de minéraux résistants aux hautes températures et pression : quartz, plagioclases, feldspath potassique, micas, hornblende, augite et calcite.

Dans le même temps, dans les roches métamorphiques, il existe des minéraux qui ne sont caractéristiques que de ce processus: chlorite, grenat, talc.

Compte tenu de la dépendance à la roche mère lors du métamorphisme, des séries de roches apparaissent divers degrés métamorphisme.

1. Des roches argileuses sédimentaires sur stade initial métamorphisme, des schistes de toiture se forment. Une intensification supplémentaire du métamorphisme conduit à une recristallisation complète du matériau argileux avec formation de phyllites. Les Οʜᴎ sont composés de séricite (muscovite en flocons fins), de chlorite et de quartz. Avec l'augmentation de la température et de la pression, les phyllites passent dans les schistes cristallins. Compte tenu de la dépendance à la composition, il s'agit de micaschistes, de chlorite ou de chlorite-micaschistes. Sur le le degré le plus élevé des gneiss de métamorphisme apparaissent. Leur composition minérale est du microcline, du plagioclase, du quartz, du mica, parfois des grenats, ᴛ.ᴇ. les gneiss ont une composition minérale similaire aux granites, dont ils diffèrent par leur texture de gneiss orienté.

2. Lors du métamorphisme des grès, des quartzites se forment (la composition minérale est le quartz). Ce sont des races massives fortes.

3. Au cours du métamorphisme, les calcaires se transforment en marbres constitués de calcite, ont une structure cristalline granuleuse et une texture massive.

4. Lors du métamorphisme des roches ultrabasiques (dunites, péridotites), des serpentines (serpentinites) se forment.

5. Au cours du métamorphisme thermique des roches sablo-argileuses, des cornes se forment - de fortes roches à grain fin de texture massive. Dans ce cas, les skarns, constitués de pyroxènes et de grenats, proviennent de roches carbonatées. Ces roches ont une grande importance pratique, car les gisements minéraux y sont confinés - fer (gisement Sokolovsko-Sarbaiskoye), cuivre, molybdène, tungstène.

Propriétés géotechniques des roches métamorphiques.

Les roches métamorphiques massives sont très durables, pratiquement imperméables et, à l'exception des carbonates, ne se dissolvent pas dans l'eau.

L'affaiblissement des indicateurs de résistance se produit en raison de la fracturation et des intempéries.

Il est important de noter que les roches schisteuses sont caractérisées par des propriétés anisotropes, ᴛ.ᴇ. la résistance est beaucoup plus faible le long de la schistosité que perpendiculairement à celle-ci. Ces roches métamorphiques forment des éboulis mobiles en fines lamelles.

Les roches les plus durables et les plus stables sont les quartzites. Les roches métamorphiques sont largement utilisées dans la construction. Marbres, quartzites - matériau de parement ϶ᴛᴏ.

Les ardoises de couverture (phyllites) servent de matériau pour couvrir les bâtiments.

Le talc de schiste est un matériau réfractaire et résistant aux acides.

Le quartzite est utilisé comme matière première pour la production de briques réfractaires - dinas.

Méthodologie pour la détermination des roches métamorphiques.

La définition des roches métamorphiques doit commencer par l'établissement de leur composition minérale. Ensuite, la texture, la structure, la couleur et la roche mère sont déterminées.

Étudier les roches métamorphiques qui se trouvent dans la collection pédagogique par des signes extérieurs. Décrivez-les dans un cahier selon le plan suivant :

1. Nom ;

3. Structure et texture ;

4. Composition minérale ;

5. Race initiale ;

6. Caractéristiques techniques et géologiques ;

7. Application dans le bâtiment.

question test

1. Comment se forment les roches métamorphiques ?

2. Quelles transformations se produisent dans les roches primaires au cours du métamorphisme ?

3. Quelles structures et textures caractéristiques trouve-t-on dans les roches métamorphiques ?

4. Quels minéraux sont typiques des roches métamorphiques ?

5. Quels facteurs affectent la résistance des roches métamorphiques ?

6. Comment les roches métamorphiques sont-elles utilisées dans la construction ?

BIBLIOGRAPHIE

Pavlinov V.N. et etc.
Hébergé sur ref.rf
Manuel pour les études de laboratoire

en géologie générale. – M. : Nedra, 1988. p. 77-85.

LABO #5

CARTES ET COUPES GÉOLOGIQUES

Objectif du travail : maîtriser le principe de construction des cartes et coupes géologiques. Apprenez à lire les symboles des cartes géologiques. Acquérir les compétences nécessaires pour déterminer les conditions d'apparition de roches sur des cartes géologiques.

informations générales

Une carte géologique reflète la structure géologique de la surface terrestre et de la partie supérieure adjacente de la croûte terrestre. Une carte géologique est construite sur une base topographique. Sur celui-ci, à l'aide de signes conventionnels, l'âge, la composition et les conditions d'occurrence des roches exposées à la surface de la terre sont indiqués.

Comme plus de 90 % de la surface terrestre est recouverte de roches de l'âge quaternaire, les cartes géologiques montrent des soubassements sans couverture quaternaire.

À des fins de construction, des cartes géologiques à grande échelle (1:25 000 et plus) sont utilisées.

Lors de la compilation de cartes géologiques, il est extrêmement important de connaître la séquence d'âge (géochronologique) des roches impliquées dans la structure de la zone étudiée.

Aujourd'hui, une échelle géochronologique unifiée a été créée qui reflète l'histoire du développement de la croûte terrestre.

Les subdivisions temporelles et stratigraphiques correspondantes (strate-couche) suivantes sont acceptées dans l'échelle (tableau 6).

Divisions géochronologiques et stratigraphiques

Tableau 6

Échelle géologique

Tableau 7

Epoque (groupe)	Période (système)	Indice	Durée millions d'années	Epoque (département)	Indice	Couleur sur la carte
Cénozoïque KZ 65 Ma	Quaternaire	Q	1,7-1,8	Holocène Pléistocène	Q 2 Q 1	Gris pâle
Néogène	N		Pliocène Miocène	N 2 N 1	Jaune
Paléogène	R		Oligocène Éocène Paléocène	R 3 R 2 R 1	Orange jaune
Mésozoïque MZ 170 millions d'années	Crayeux	À		Crétacé supérieur Crétacé inférieur	K 2 K 1	Vert
jurassique	J	55-60	Jurassique supérieur Jurassique moyen Jurassique inférieur	J 3 J 2 J 1	Bleu
Trias	J	40-45	Trias supérieur Trias moyen Trias inférieur	J 3 J 2 J 1	Violet
Paléozoïque РZ	permien	R	50-60	Perm supérieure Perm inférieure	R 2 R 1	marron orangé
Charbon	DE	50-60	Carbonifère supérieur Carbonifère moyen Carbonifère inférieur	S 3 S 2 S 1	Gris
dévonien	DE		Dévonien supérieur Dévonien moyen Dévonien inférieur	J 3 J 2 J 1	Marron
silurien	S	25-30	Silurien supérieur Silurien inférieur	S 2 S 1	Gris-vert (clair)
Ordovicien	O	45-50	Ordovicien supérieur Ordovicien moyen Ordovicien inférieur	O 3 O 2 O 1	olive
Cambrien	Є	90-100	Haut-Kembirsky Moyen-Kembirsky Bas-Kembirsky	Є 3 Є 2 Є 1	Bleu-vert (foncé)
RP protérozoïque						rose lilas Classification des minéraux - concept et types. Classification et caractéristiques de la catégorie "Classification des minéraux" 2017, 2018.

Actuellement, plus de 3000 minéraux sont connus. La base classification moderne minéraux, des principes sont établis qui tiennent compte des caractéristiques les plus importantes des espèces minérales - la composition chimique et la structure cristalline.

Pour l'unité principale de cette classification, une espèce minérale est prise, qui a une certaine structure cristalline et une certaine composition chimique stable. Les espèces minérales peuvent avoir des variétés. Par variété, on entend des minéraux du même type qui diffèrent les uns des autres par certaines caractéristiques physiques, par exemple la couleur du minéral de quartz dans de nombreuses variétés (noir - morion, transparent - strass, violet - améthyste).

En conséquence, la classification peut être présentée sous la forme suivante :

1. Natif

2. Sulfures

3. Halogénures

4. Oxydes et hydroxydes

5. Carbonates

6. Sulfates

7. Phosphate

8. Silicates

1. Éléments indigènes (minéraux).

Cette classe comprend les minéraux constitués d'un élément chimique et nommé d'après cet élément. Par exemple : or natif, soufre, etc. Tous sont divisés en deux groupes : les métaux et les non-métaux. Le premier groupe comprend Au, Ag, Cu, Pt, Fe et quelques autres natifs, le second - As, Bi, S et C (diamant et graphite).

Genesis (origine) - principalement formé lors de processus endogènes dans des roches intrusives et des veines de quartz, S (soufre) - lors du volcanisme. Au cours de processus exogènes, la destruction des roches se produit, la libération de minéraux natifs (en raison de leur résistance aux influences physiques et chimiques) et leur concentration dans des endroits favorables à cela. Ainsi, des placers d'or, de platine et de diamant peuvent être formés.

Candidature en économie nationale:

1- production de bijoux et réserves de change (Au, Pt, Ag, diamants) ;

2- objets et ustensiles de culte (Au, Ag),

3- radio électronique (Au, Ag, Cu), nucléaire, industrie chimique, médecine, outils de coupe - diamant ;

4- agriculture - soufre.

2. Sulfures- les sels d'acide sulfurique.

Subdivisé en Facile avec la formule générale A m X p et sulfosels– A m B n X p , où – A est un atome de métal, B est un atome de métal et de métalloïde, X est un atome de soufre.

Les sulfures cristallisent dans différentes syngonies - cubiques, hexagonales, rhombiques, etc. Par rapport aux natifs, ils ont une composition plus large de cations élémentaires. D'où une plus grande variété d'espèces minérales et un éventail plus large d'une même propriété.

Les propriétés communes des sulfures sont le lustre métallique, une faible dureté (jusqu'à 4), des couleurs grises et foncées et une densité moyenne.

Dans le même temps, il existe des différences entre les sulfures dans des propriétés telles que le clivage, la dureté et la densité.

Les sulfures sont la principale source de minerais de métaux non ferreux et, en raison des impuretés de métaux rares et nobles, la valeur de leur utilisation augmente.

Genèse - divers processus endogènes et exogènes.

3. Halogénures. Les fluorures et chlorures les plus répandus sont des composés de cations métalliques avec du fluor et du chlore monovalents.

Les fluorures sont des minéraux légers, de densité et de dureté moyennes. Le représentant est la fluorine CaF2. Les chlorures sont les minéraux halite et selvin (NaCl et KCl).

Pour les halogénures, une faible dureté, une cristallisation dans la syngonie cubique, un clivage parfait, une large gamme de couleurs et la transparence sont courants. Halite et sylvin ont des propriétés particulières - goût salé et amer-salé.

Les fluorures et les chlorures diffèrent dans leur genèse. La fluorite est un produit de processus endogènes (hydrothermaux), tandis que l'halite et la sylvine se forment dans des conditions exogènes en raison des précipitations lors de l'évaporation dans les masses d'eau.

Dans l'économie nationale, la fluorine est utilisée dans l'optique, la métallurgie, pour obtenir de l'acide fluorhydrique. L'halite et la sylvine sont utilisées dans les industries chimiques et alimentaires, en médecine et en agriculture, et en photographie.

4. Oxydes et hydroxydes- représentent l'une des classes les plus courantes avec plus de 150 espèces minérales dans lesquelles les atomes ou cations métalliques forment des composés avec l'oxygène ou un groupement hydroxyle (OH). Ceci est exprimé par la formule générale AX ou ABX - où X sont des atomes d'oxygène ou un groupe hydroxyle. Les oxydes les plus représentés sont Si, Fe, Al, Ti, Sn. Certains d'entre eux forment également la forme hydroxyde. Une caractéristique de la plupart des hydroxydes est une diminution des valeurs de propriété par rapport à la forme oxyde du même atome de métal. Un exemple frappant est les formes oxyde et hydroxyde d'Al.

Les oxydes selon leur composition chimique et leur éclat peuvent être divisés en: métalliques et non métalliques. Le premier groupe est caractérisé par une dureté moyenne, des couleurs sombres (noir, gris, marron), une densité moyenne. Un exemple est l'hématite et la cassitérite. Le deuxième groupe se caractérise par une faible densité, une dureté élevée 7-9, une transparence, une large gamme de couleurs, un manque de clivage. Exemple p- minéraux quartz, corindon.

Dans l'économie nationale, les oxydes et les hydroxydes sont les plus largement utilisés pour obtenir Fe, Mn, Al, Sn. Des variétés transparentes et cristallines de corindon (saphir et rubis) et de quartz (améthyste, cristal de roche, etc.) sont utilisées comme pierres précieuses et semi-précieuses. gemmes.

Genèse - dans les processus endogènes et exogènes.

5. Carbonates- sels d'acide carbonique, la formule générale est ACO3 - où A est Ca, Mg, Fe, etc.

Propriétés générales - cristalliser dans des systèmes rhombiques et trigonaux (bonnes formes cristallines et clivage le long du losange) ; faible dureté 3-4, couleur principalement claire, réaction avec les acides (HCl et HNO3) pour libérer du dioxyde de carbone.

Les plus courantes sont : la calcite CaCO3, la magnésite Mg CO3, la dolomite CaMg(CO3) 2, la sidérite Fe CO3.

Carbonates avec un groupe hydroxyle (OH): Malachite Cu2 CO3 (OH) 2 - couleur verte et réaction avec HCl, Lazurite Cu3 (CO3) 2 (OH) 2 - couleur bleue, transparente en cristaux.

La genèse des carbonates est diverse - sédimentaire (chimique et biogénique), hydrothermale, métamorphique.

Les carbonates sont l'un des principaux minéraux rocheux des roches sédimentaires (calcaires, dolomites, etc.) et des roches métamorphiques - marbre, skarns. Ils sont utilisés dans la construction, l'optique, la métallurgie, comme engrais. La malachite est utilisée comme pierre ornementale. De grandes accumulations de magnésite et de sidérite sont une source de fer et de magnésium.

6. Sulfates- les sels d'acide sulfurique, c'est-à-dire ont un radical SO4. Les sulfates les plus courants et les plus connus sont Ca, Ba, Sr, Pb. Leurs propriétés communes sont la i-cristallisation dans les systèmes monocliniques et rhombiques, la couleur claire, la faible dureté, l'éclat vitreux, le clivage parfait.

Minéraux : gypse CaSO4 2H2O , anhydrite CaSO4 , barytine BaSO4 (haute densité), célestite SrSO4 .

Formé dans des conditions exogènes, souvent avec des halogénures. Certains sulfates (barytine, célestite) ont une origine hydrothermale.

Application - construction, agriculture, médecine, industrie chimique.

7. Phosphate- les sels d'acide phosphorique, c'est-à-dire contenant du PO4.

Le nombre d'espèces minérales étant faible, nous considérerons l'apatite minérale Ca(PO4)3(F,Cl,OH). Il forme des agrégats cristallins et granuleux, dureté 5, syngonie hexagonale, clivage imparfait, couleur vert-bleu. Contient des impuretés de strontium, yttrium, éléments de terres rares.

La genèse est ignée et sédimentaire, où elle forme de la phosphorite en mélange avec des particules d'argile.

Application - matières premières agricoles, production chimique et produits céramiques.

8. Silicates- la classe de minéraux la plus courante et la plus diversifiée (jusqu'à 800 espèces). La taxonomie des silicates est basée sur le tétraèdre silicium-oxygène -4. Selon la structure qu'ils forment lorsqu'ils sont combinés les uns aux autres, tous les silicates sont divisés en : îlot, couche, ruban, chaîne et cadre.

Silicates insulaires - en eux, la connexion entre les tétraèdres isolés s'effectue via des cations. Ce groupe comprend des minéraux : olivine, topaze, grenats, béryl, tourmaline.

Silicates en couches - représentent des couches continues, où les tétraèdres sont reliés par des ions oxygène, et entre les couches, la connexion est réalisée par des cations. Par conséquent, ils ont un radical commun dans la formule 4-. Ce groupe associe des minéraux mica : biotite, talc, muscovite, serpentine.

Chaîne et ruban - les tétraèdres forment des chaînes simples ou doubles (rubans). Chaîne - ont un radical commun 4- et comprennent un groupe de pyroxènes.

Les silicates en ruban à 6 radicaux unitent les minéraux du groupe des amphiboles.

Silicates de charpente - en eux, les tétraèdres sont interconnectés par tous les atomes d'oxygène, formant une charpente avec un radical. Ce groupe comprend les feldspaths et les plagioclases. Les feldspaths combinent des minéraux avec des cations Na et K. Ces minéraux sont le microcline et l'orthose. Dans les plagioclases, Ca et Na sont des cations, alors que le rapport entre ces éléments n'est pas constant. Par conséquent, les plagioclases sont une série isomorphe de minéraux : albite - oligoclase - andésine - labradorite - bytownite - anorthite. De l'albite à l'anorthite, la teneur en Ca augmente.

La composition des cations dans les silicates contient le plus souvent : Mg, Fe, Mn, Al, Ti, Ca, K, Na, Be, moins souvent Zr, Cr, B, Zn éléments rares et radioactifs. Il convient de noter qu'une partie du silicium dans les tétraèdres peut être remplacé par Al, puis nous classons les minéraux en aluminosilicates.

La composition chimique complexe et la diversité de la structure cristalline, combinées, donnent une large gamme de propriétés physiques. Même en utilisant l'exemple de l'échelle de Mohs, on peut voir que la dureté des silicates est de 1 à 9.

Clivage de très parfait à imparfait.

Souvent, les silicates sont regroupés par couleur - de couleur foncée, de couleur claire. Ceci est particulièrement largement appliqué aux silicates - minéraux formant des roches.

Les silicates se forment principalement lors de la formation de roches ignées et métamorphiques dans des processus endogènes. Un grand groupe de minéraux argileux (kaolin, etc.) se forme dans des conditions exogènes lors de l'altération des roches silicatées.

De nombreux silicates sont des minéraux et sont utilisés dans l'économie nationale. ce Matériaux de construction, parement, pierres ornementales et précieuses (topaze, grenats, émeraude, tourmaline…), minerais de métaux (Be, Zr, Al) et non-métaux (B), éléments rares. Ils trouvent une application dans l'industrie du caoutchouc, du papier, comme réfractaires et matières premières céramiques.

Parallèlement à la classification chimique des cristaux, il existe d'autres classifications de minéraux basées sur d'autres principes. Par exemple, la classification génétique est basée sur le type de genèse des minéraux ; dans la technologie de traitement des minerais, les classifications sont utilisées en fonction de leurs propriétés physiques (de séparation), par exemple, par magnétisme, densité, solubilité, fusibilité et autres caractéristiques .

Quartz - SiO2. La modification stable à basse température est généralement appelée quartz simple. Signes diagnostiques. Les cristaux de quartz sont diagnostiqués par leur forme, leur dureté, leur fracture conchoïdale et leur absence de clivage. Le quartz peut être confondu avec la calcédoine, le feldspath, la néphéline et la topaze. Origine. Environ 65% de la croûte terrestre est constituée de quartz, on l'appelle omniprésent, formant des roches. Dans de nombreuses roches ignées felsiques intrusives et effusives, c'est presque le minéral principal. Inclus dans les pegmatites, présent dans de nombreuses roches métamorphiques. En masses importantes, en tant que minéral filonien, il est courant dans les gisements hydrothermaux. Il est également présent dans les roches sédimentaires (sables quartzeux, grès quartzeux, conglomérats quartzeux). Composition chimique. Les variétés peintes dans d'autres couleurs ont une variété d'impuretés ou d'inclusions d'autres minéraux. Syngonie le quartz est trigonal et la modification à haute température a - quartz est hexagonale. apparence les cristaux sont plus souvent dipyramidaux hexagonaux. Les bords du prisme sont souvent raccourcis ou absents. De très gros cristaux sont connus. Un cristal pesant 70 tonnes a été trouvé au Kazakhstan.Les faces des cristaux sont couvertes d'un ombrage transversal. dans la nature, drusen, brosses, masses granuleuses. Le quartz est caractérisé par des macles, et les cristaux se développent ensemble selon des lois différentes, les macles sont dauphinoises, brésiliennes, japonaises. Couleur peut être très différent. Les variétés transparentes et translucides ont des noms différents : 1) Montagne cristal- cristaux incolores transparents à l'eau; 2) améthyste- violet, lilas, lilas, framboise, transparent; 3) rauchtopaze- enfumé, peint dans des tons grisâtres ou brunâtres; quatre) morion— peint en noir; 5) citrine- jaune doré ou jaune citron ; 6) prase- quartz verdâtre ; sept) rose quartz; 8) laiteux-quartz blanc; 9) aventurine(étincelle). Bl e sk verre. Dureté 7. Clivage disparu. Densité 2.5 - 2.8. Autres propriétés. Capable de transmettre les rayons ultraviolets, est un piézoélectrique. Le quartz fondu se solidifie facilement et forme un verre de quartz (quartz amorphe). Utilisation pratique. Son application est variée. De belles variétés sont utilisées dans les bijoux. Des cristaux purs aux propriétés uniques sont utilisés dans l'électronique, la technologie ultrasonique et l'instrumentation optique. Rauchtopaz, cristal de roche, morion est utilisé comme stabilisateur d'ondes radio. Le cristal de roche est utilisé dans la télémécanique, l'automatisation, les générateurs de haute qualité. Les sables de quartz purs à faible teneur en fer constituent une excellente matière première dans l'industrie de la vitrocéramique, pour la production de carborundum (SiC). Le carborundum ou carbure de silicium est un matériau abrasif de première classe. Les sables quartzeux de fractions fines sont utilisés dans les machines de sablage pour le polissage des produits en pierre et en métal, ainsi que pour le sciage des roches. Lieu de naissance. Il existe des gisements de quartz dans l'Oural, les soi-disant "caves de cristal" contenant du cristal de roche, du morion , l'améthyste, la topaze, etc. se trouvent à Primorye, Yakoutie. L'améthyste de la mer Blanche de Cape Ship est connue sur la péninsule de Kola. Les veines de pegmatite avec des cristaux de quartz sont courantes à Aldan, Pamir, Volhynie. Le cristal de roche est extrait en Yakoutie (Bolshaya Khatyma). Le Brésil fournit des cristaux de quartz naturel pour l'industrie. Il y a du quartz au Sri Lanka, en Inde, en Birmanie, en Uruguay, en Suisse, à Madagascar et dans d'autres régions. Le musée possède plus de 700 échantillons de quartz et de ses variétés. Une grande variété de cristaux pesant de 440 kg à 1 g (en forme de sceptre, avec des figures de croissance, etc.) sont largement représentés, il existe des druses, des brosses, du quartz veiné, du quartz avec d'autres minéraux. La plus riche collection de quartz de l'Oural : les montagnes. cristal des gisements Gumbeiki, Berezovskoye, Astafyevo; morion de Murzinka; quartz-prazem, quartz avec chlorite et adulaire, et quartz « poilu » de l'Oural subpolaire ; quartz rose (Gumbeika); intercroissances de cristaux de Mias, Pyshma, Nagla. Beaux Druzes du Kamtchatka et de la péninsule de Chukotka (Iultinskoe); quartz avec blende de zinc (Angleterre); quartz avec rubellite de la région de Chita (crête Borshchevochny). Il y a du quartz de Transbaïkalie (Adun-Cholong), de Mangystau ; quartz fritté de Kirghizie, quartz rose de l'Altaï (écureuils Tigeretskiye, Kolyvan), de l'Oural (Gumbeika) et de l'Afrique du Sud.