Klasyfikacja definicji minerałów. Minerały i mineralogia

Klasyfikacja minerałów według składu chemicznego opiera się na składzie chemicznym i strukturze krystalicznej

Ponieważ każdy minerał jest specyficznym związkiem chemicznym o charakterystycznej budowie, współczesna klasyfikacja minerałów opiera się na składzie chemicznym i strukturze krystalicznej. Istnieje dziesięć klas minerałów: krzemiany, węglany, tlenki, wodorotlenki, siarczki, siarczany, halogenki, fosforany, wolframiany
i molibdeniany, pierwiastki natywne.

Zależności pomiędzy ilościami gatunków minerałów według klas a ich zawartością w skorupie ziemskiej podano w tabeli -1. Jak widać z tej tabeli, najczęściej spotykane są krzemiany i glinokrzemiany, a także tlenki i węglany, które stanowią prawie 94% skorupy ziemskiej, co odpowiada ogólnemu występowaniu pierwiastków chemicznych w przyrodzie (patrz tabela 2. Systematykę wszystkich pierwiastków chemicznych skorupy ziemskiej według ich ilościowej roli w składzie minerałów przeprowadził A.S. Povarennykh (patrz tabela 3).

W przypadku najpowszechniejszych minerałów krzemianowych w przyrodzie powszechnie stosuje się klasyfikację według cech strukturalnych: wyspa - oliwki, granat, sylimanit, melinit; pierścień - beryl; pirokseny łańcuchowe; amfibole wstążkowe, hornblenda; miki arkuszowe, chloryty, skalenie szkieletowe, skaleniece. Poniżej podano charakterystykę głównych minerałów tworzących skały.

Tabela 1. Rozmieszczenie gatunków minerałów pomiędzy poszczególnymi klasami minerałów oraz ich zawartość w skorupie ziemskiej

Krzemiany. Najliczniejsza i najbardziej rozpowszechniona klasa minerałów. Krzemiany charakteryzują się kompleksem skład chemiczny
oraz izomorficzne zastępowanie niektórych pierwiastków i kompleksów pierwiastków innymi. Wspólną cechą wszystkich krzemianów jest obecność grupy anionowej
Czworościany krzemowo-tlenowe 4- w różnych kombinacjach. Całkowita liczba rodzajów minerałów krzemianów wynosi około 800. Pod względem rozpowszechnienia krzemiany stanowią ponad 75% wszystkich minerałów w litosferze.

Krzemiany to najważniejsze minerały skałotwórcze, które stanowią większość skał (skalenie, mika, hornblenda, pirokseny, oliwin, chloryt, minerały ilaste). Najbardziej powszechnymi minerałami w przyrodzie są minerały z grupy skaleni.

2. Węglany. Węglany to sole kwasu węglowego. Jest to duża grupa minerałów, z których wiele jest szeroko rozpowszechnionych. Najbardziej rozpowszechnione są na powierzchni ziemi i w górnej części skorupy ziemskiej. Węglany występują głównie w skałach osadowych i metamorficznych (marmurowych). Większość węglanów jest bezwodna i tak jest proste połączenia, głównie Ca, Mg i Fe ze złożonym anionem 2-. Typowymi przedstawicielami klasy węglanów są kalcyt, dolomit, malachit, syderyt i magnezyt.

3-4.Tlenki i wodorotlenki. Tlenki to związki pierwiastków z tlenem, wodorotlenki zawierają także wodę. W skorupie ziemskiej udział tlenków i wodorotlenków wynosi około 17%. Najczęściej spotykanymi minerałami tej klasy są tlenki Si, Al, Fe, Mn, Ti, natomiast minerałem kwarcowym jest SiO2, który jest najpowszechniejszym minerałem na Ziemi (ok. 12%). W strukturach krystalicznych minerałów klasy tlenkowej kationy metali otoczone są anionami tlenu O2- (w tlenkach) lub hydroksylowych [OH] 1- (w wodorotlenkach). Charakterystyczni przedstawiciele: kwarc, korund, magnetyt, tlenki hematytu; limonit, boksyt – wodorotlenki.

Tabela 2. Średnia zawartość pierwszych dziesięciu pierwiastków chemicznych w skorupie ziemskiej, % masowo i ich produktywność mineralna.

Tabela 3. Średni skład Ziemi i skorupy ziemskiej, % mas. (wg A.A. Beusa, 1972)

5. Siarczki. Istnieje ponad 200 rodzajów siarki i podobnych minerałów, ale ich całkowita zawartość w skorupie ziemskiej nie jest wysoka i wynosi około 1%. Z chemicznego punktu widzenia są to pochodne siarkowodoru H2S. Pochodzenie siarczków jest głównie hydrotermalne, a także magmowe, rzadko egzogenne. Minerały klasy siarczkowej powstają z reguły na głębokości poniżej granicy przenikania tlenu atmosferycznego do skorupy ziemskiej.

W obszarze przypowierzchniowym siarczki ulegają zniszczeniu, a ponadto w reakcji z wodą i tlenem tworzą kwas siarkowy, który działa agresywnie na skały. Zatem siarczki są szkodliwym zanieczyszczeniem naturalnych materiałów budowlanych. Najpopularniejszymi siarczkami żelaza są piryt i chalkopiryt; inni przedstawiciele
-galena, sfaleryt, cynober.

6. Siarczany. Siarczany to sole kwasu siarkowego. Wiele z nich jest rozpuszczalnych w wodzie, ponieważ są to osady słonych zbiorników morskich lub jeziornych. Niektóre siarczany są produktami strefy utleniania; Siarczany są również znane jako produkty aktywności wulkanicznej. Siarczany stanowią 0,5% masy skorupy ziemskiej. Istnieją bezwodne i wodne siarczany, zawierające oprócz wspólnego dla wszystkich kompleksu anionowego 2- także dodatkowe aniony (OH) 1-.Przedstawiciele: baryt, anhydryt - bezwodny, gips, mirabilit - wodny.

7. Halogenki. Klasa ta obejmuje fluorki, chlorki i bardzo rzadkie związki bromków i jodków. Związki fluoru w większości kojarzone są z działalnością magmową, są sublimacjami wulkanów lub produktami procesów hydrotermalnych, a czasami mają pochodzenie osadowe. Związki chlorkowe Na, K i Mg to przede wszystkim osady chemiczne mórz i jezior oraz główne minerały złóż soli. Halogenki stanowią około 0,5% masy skorupy ziemskiej. Typowi przedstawiciele: fluoryt (fluorspar), halit (sól kamienna), sylwit, karnalit.

8. Fosforany. Minerały w tej klasie to sole kwasu fosforowego; strukturę krystaliczną tych minerałów charakteryzuje obecność kompleksów anionowych [PO4]3-.Są to głównie minerały rzadkie; Najbardziej rozpowszechnionym minerałem pochodzenia magmowego są apatyty i osadowe biogenne fosforyty o tym samym składzie chemicznym.

9. Wolfrawiany i molibdeniany. Ta klasa zawiera niewielką liczbę gatunków minerałów; skład minerałów odpowiada solom
33 kwasy wolframowe i molibdenowe. Głównymi przedstawicielami są wolframit i scheelit.

10. Elementy rodzime. W przyrodzie znanych jest około 40 pierwiastków chemicznych w stanie naturalnym, ale większość z nich występuje bardzo rzadko; Ogólnie rzecz biorąc, pierwiastki rodzime stanowią około 0,1% masy skorupy ziemskiej. Metale występujące w stanie rodzimym to Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg; półmetale – As, Sb, Bi i niemetale – S, C (diament i grafit).

POLECAMY ponowne opublikowanie artykułu w sieciach społecznościowych!

Każdy człowiek przynajmniej raz w życiu widział minerały – produkty naturalnych reakcji chemicznych, które miały miejsce we wnętrzu skorupy ziemskiej miliony lat temu. Jednocześnie nie każdy może powiedzieć, czym jest minerał i do czego jest potrzebny. W naszym artykule szczegółowo omówimy rodzaje złóż minerałów oraz sposoby ich wykorzystania.

Co to jest minerał?

Minerały to stałe substancje nieorganiczne pochodzenia naturalnego. Mają krystaliczną strukturę, która jest ich główną cechą osobliwość. Niektóre minerały można wytwarzać sztucznie. Niezależnie od pochodzenia, będą miały szereg przydatnych właściwości.

Czy istnieją płynne minerały? Jeśli weźmiemy pod uwagę zwykłe warunki życia, to tak. Jest to na przykład rtęć naturalna – substancja rodzima, która jest twarda tylko w niskich temperaturach. Naukowcy klasyfikują również niektóre rodzaje lodu jako minerały. Jednak woda nie jest uwzględniona w rozpatrywanej grupie.

Pytanie, czym jest minerał, do dziś nie zostało w pełni rozwiązane. Dlatego nieliczni eksperci klasyfikują ropę naftową, bitumy i asfalt do grupy substancji mineralnych. Stosowność takich stwierdzeń jest wątpliwa.

Rodzaje minerałów

Według Bauera i Fersmana chemicy koniec XIX wieku wszystkie skały mineralne dzielą się na kamienie półszlachetne, kamienie organiczne i substancje kolorowe. Klasyfikacja ta ma tak wyjątkowy wygląd ze względu na głębokie przekonanie pragmatycznych naukowców, że wszystkie kamienie i minerały są przeznaczone do wytwarzania różnych produktów - narzędzi i biżuterii.

Aby lepiej zrozumieć pytanie, czym są substancje mineralne, warto przytoczyć najczęstszą klasyfikację naukową. Zgodnie z zasadą strukturalno-chemiczną minerały dzielą się na minerały skałotwórcze - te, które stanowią większość skał, a także minerały rzadkie, rudne i dodatkowe (które stanowią nie więcej niż 5% skały).

Do rodzimej klasy minerałów zaliczają się metale i niemetale. Substancje rudne stanowią większość grupy natywnej. Minerały dodatkowe są szczególnie rzadkie.

Klasyfikacja chemiczna

Struktura chemiczna większości minerałów jest w przybliżeniu taka sama. Obecnie zwyczajowo dzieli się rozważane substancje na klasy. Skutkuje to następującą klasyfikacją:

• Krzemiany. Duża klasa obejmująca ponad 800 różnych złóż minerałów. Krzemiany stanowią większość skał metamorficznych i magmowych. Niektóre minerały wyróżniają się wspólną strukturą i składem. Jako przykład warto wyróżnić pirokseny, miki, skalenie, amfibole, materiały ilaste i wiele innych. Skład większości krzemianów nazywany jest glinokrzemianem.
• Węglany. Do tej klasy zalicza się około 80 skał mineralnych. Dolomity, kalcyty i magnesy są tu powszechne. Swoje pochodzenie zawdzięczają wydzielonym roztworom wodnym. Zniszczalny w kwasach.
• Halogenki to grupa stu różnych minerałów. Są łatwo rozpuszczalne i powstają ze skał osadowych. Najbardziej rozpowszechnioną substancją jest halit.
• Siarczki to minerały, które ulegają zniszczeniu w strefie wietrzenia. Typowym przedstawicielem jest piryt.
• Siarczany. Mają jasny kolor i niski poziom twardości. Najbardziej rozpowszechniony jest gips.
• Tlenki i wodorotlenki. Stanowią około 17% masy skorupy ziemskiej. Główne typy to opal, limonit i kwarc.

Zatem prawie wszystkie minerały mają podobne cechy, chociaż skład substancji jest inny.

Różnorodność minerałów

Co to jest minerał? Nie jest łatwo odpowiedzieć na to pytanie. Należy pamiętać, że w dzisiejszym świecie istnieje ponad 4 tysiące różnych rodzajów podziemnego bogactwa. Minerały otwierają się i „zamykają” każdego roku. Przykładowo substancja występująca w skałach już samym swoim istnieniem dowodzi niespójności całej klasyfikacji opracowanej przez naukowców. Takie przypadki nie należą do rzadkości.

Zdjęcia krzemianów przedstawiono poniżej.

Należy pamiętać, że 4 tysiące minerałów to niezbyt duża liczba. Jeśli porównamy to z całkowitą liczbą związków nieorganicznych, różnica będzie oczywista: ta ostatnia zawiera około miliona gatunków. Jak geolodzy wyjaśniają tak skąpą różnorodność bogactw mineralnych? Po pierwsze, występowanie pierwiastków w Układ Słoneczny. Na naszej planecie dominują krzem i tlen. Połączenie tych substancji prowadzi do powstania krzemianów – przeważającej grupy minerałów na Ziemi. Z drugiej strony minerały są na tyle rozproszone, że poszukiwanie nowych pierwiastków będzie kwestią kilkuset pokoleń. Drugim powodem ograniczenia minerałów jest niestabilność większości związków chemicznych.

Pochodzenie minerałów

Naukowcy wymieniają trzy główne drogi pochodzenia minerałów skalnych. Pierwsza opcja nazywa się endogenna. Podziemne gorące stopy, zwane potocznie materią magmową, wnikają w skorupę ziemską, a następnie tam krzepną. Sama magma powstaje w wyniku erupcji wulkanów. Przechodzi przez trzy etapy: ze stanu gorącego magma staje się stała – jest to wynik procesów pegmatytowych. Następnie całkowicie zamarza. Jest to konsekwencja procesów postmagmowych.

Istnieje również opcja egzogennego pochodzenia minerałów. W takim przypadku następuje rozkład fizyczny i chemiczny substancji. Jednocześnie powstają nowe formacje, które są wysoce zgodne ze środowiskiem. Prosty przykład: wietrzenie materiału endogennego powoduje powstanie kryształów.

Ostatnia metoda pochodzenia minerałów ma charakter metamorficzny. Wszystkie substancje ulegną zmianie pod wpływem pewnych warunków - niezależnie od opcji powstawania skał. W istocie oryginalna próbka zmienia się - zyskuje nowe właściwości i elementy kompozycji.

Właściwości minerałów

Najważniejszą właściwością każdej formacji mineralnej jest obecność krystalicznej struktury chemicznej. Wszystkie inne cechy rozważanych ras wynikają właśnie stąd.

Do chwili obecnej opracowano ujednoliconą klasyfikację cech diagnostycznych charakterystycznych dla substancji mineralnych. W tym miejscu należy podkreślić twardość, określaną w skali Mohsa, a także barwę, połysk, pękanie, łupliwość, magnetyzm, kruchość i zmatowienie. Każda właściwość rozważanych skał zostanie szczegółowo zbadana poniżej.

Koncepcja twardości

Co to jest twardość? Istnieje kilka definicji tego pojęcia. Najbardziej powszechny opis charakteryzuje twardość jako stopień odporności danego ciała na zarysowanie, zciśnięcie czy przecięcie. Poziom twardości określa się za pomocą skali Moss. Zawiera specjalne kamienie, z których każdy charakteryzuje się zdolnością do zarysowania powierzchni ostrym końcem. Moss sporządził listę dziesięciu najczęstszych elementów. Najmiększymi materiałami są tutaj talk i gips. Jak wiadomo gips przedostający się do wody zwiększa swoją objętość nawet o 30%. Najtwardszym rodzajem i skałą minerału jest diament.

Rozprowadzenie substancji po szkle powinno pozostawić rysy o różnej głębokości. Już sam fakt istnienia rysy przypisuje minerałowi co najmniej piątą klasę na dziesięć. Najbardziej ciała stałe występuje w grupach minerałów o niemetalicznym połysku. Drugim jest blask ważna własność minerałów i jest to bezpośrednio związane z twardością.

Świecić

Poziom połysku metali sprawdza się poprzez odbicie od nich promieni słonecznych. Istnieją dwa poziomy połysku - metaliczny i niemetaliczny. Do pierwszej grupy zaliczają się skały, które przy rzeźbieniu szkła dają czarną linię. Substancje takie są nieprzezroczyste nawet w bardzo cienkich fragmentach. Rodzaje minerałów podziemnych o niemetalicznym połysku obejmują grafit, magnetyt, węgiel i niektóre inne substancje. Wszystkie słabo odbijają słońce i dają ciemną linię. Niewielką część materiałów o metalicznym połysku stanowią substancje nadające linię kolorystyczną: zieloną (złoto), czerwoną (miedź), białą (srebrną) itp.

Minerały o metalicznym połysku lepiej odbijają światło słoneczne. Sami mają wysoką twardość. Ruda zajmuje tu szczególne miejsce.

Kolor

Kolor, w przeciwieństwie do twardości i połysku, nie jest stałą cechą większości minerałów. Zatem twardość i połysk pozostają niezmienione w czasie. Kolor zmienia się w zależności od warunków przechowywania. Przykładami minerałów, które rzadko zmieniają kolor, są malachit, który nigdy nie zmienia swojego zielonego koloru, i złoto, które zawsze pozostaje żółte.

Poniżej możecie zobaczyć zdjęcie malachitu.

Kolor zmienia się również w zależności od stanu minerału. Na przykład w geologii powszechne jest pojęcie koloru cechy. Minerał rysujący szklaną powierzchnię pozostawia niewielką ilość proszku, który tworzy ślad. Kolor takiego proszku często odbiega od naturalnego koloru kamienia. Wszystko zależy od składu minerału: może zawierać kalcyt, który zmienia kolor w zależności od ilości i sposobu zmieszania z innymi substancjami.

Złamanie i rozcięcie

Rozszczepienie odnosi się do właściwości minerału polegającego na rozszczepianiu się lub rozszczepianiu w określonym kierunku. Zatem po złamaniu najczęściej tworzy się gładka, błyszcząca powierzchnia. Aby osiągnąć ten wynik, musisz podzielić minerał wzdłuż ściśle określonej linii. Istnieje pięć stopni dekoltu:

Znakiem diagnostycznym wielu minerałów jest obecność kilku kierunków rozkładu jednocześnie. W wyniku rozszczepienia minerał ma pęknięcia, co również ma pewne właściwości. W ten sposób naukowcy identyfikują pięć rodzajów złamań:

• muszlowy - podobny do muszli;
• rozbite - złamanie charakteryzuje się materiałami włóknistymi lub włóknistymi;
• nierówny - obecność niedoskonałego łupania (na przykład w apatytu);
• schodkowa – w wyniku łupania powstaje niemal idealnie gładka powierzchnia (w niektórych miejscach może jednak posiadać nierówności w postaci uskoków);
• gładka - według wyników lutowania nie ma zauważalnych zagięć ani nierówności na powierzchni minerału.

Istnieje wiele innych znaków, dzięki którym można zidentyfikować minerały. Jest to na przykład nalot - obecność cienkiej kolorowej warstwy powstałej na substancji w wyniku wietrzenia lub utleniania. Należy również podkreślić kruchość, wskazującą na siłę minerału i magnetyzm, charakteryzujący się zawartością żelaza dwuwartościowego.

Minerały w przemyśle

W jakich obszarach działania społeczne Czy używa się minerałów? Obejmuje to budownictwo, metalurgię i produkcję chemiczną.

Materiały budowlane są często rozcieńczane określonymi minerałami, co pozwala dostosować wytrzymałość i jakość substancji. W przemyśle chemicznym obecność omawianych pierwiastków również nie jest rzadkością. Składniki mineralne znajdują zastosowanie w kosmetyce, medycynie i żywności. Na przykład apteki oferują wiele leków zawierających witaminy i minerały. Te dwa elementy doskonale ze sobą współdziałają i uzupełniają się. Pomagają poprawić zdrowie człowieka i poprawić jego wygląd.

Wydobywanie i badanie minerałów zawsze uważano za ważne i istotne zajęcia. Należy zdecydowanie wspierać badania naukowe z zakresu geologii, a także aktywnie wykorzystywać witaminy i minerały w życiu codziennym.

Klasyfikacja minerałów opiera się na ich składzie chemicznym:

1. Pierwiastki rodzime: siarka, grafit.

2. Siarczki: piryt.

3. Tlenki i wodorotlenki: kwarc, opal, limonit.

4. Węglany: kalcyt, dolomit, magnezyt;

5. Siarczany: gips, anhydryt;

6. Halogenki: halit;

7. Krzemiany: oliwin, pirokseny (augit), amfibole (hornblenda), kaolinit, miki (muskowit, biotyt), skalenie (albit, ortoklaz, mikroklin, labradoryt).

Każdy minerał ma unikalne dla siebie właściwości fizyczne. Większość minerałów ma strukturę krystaliczną, ᴛ.ᴇ. ich elementy składowe są rozmieszczone w przestrzeni w ściśle uporządkowany sposób, tworząc sieć krystaliczną.

Minerały amorficzne w odróżnieniu od krystalicznych nie mają regularnej budowy wewnętrznej (opal, magnezyt amorficzny), stanowią jednorodną masę, przypominającą plastelinę kość.

Badanie minerałów można przeprowadzić metodą makroskopową. W celu dokładniejszego badania stosuje się badania mikroskopowe.

Metoda makroskopowa opiera się na badaniu zewnętrznych cech minerałów. Do takich cech zalicza się wygląd morfologiczny i właściwości fizyczne minerałów.

Wygląd minerałów:

1. Czasami minerały występują w postaci pojedynczych regularnych wielościanów. Nazywa się je kryształami (kwarc, gips, kalcyt).

2. Rodziny kryształów stopionych u podstaw tworzą druzy i szczotki (kalcyt, kwarc).

3. Najczęściej minerały występują w postaci kruszyw ziarnistych, których masę stanowią drobne ziarna o nieregularnym kształcie.

4. Jeżeli ziarna mają określony kształt geometryczny, powstają: a) igłowe, kolumnowe, pryzmatyczne; ziarna wydłużone w jednym kierunku (hornblenda); b) blaszkowate, liściaste - wydłużone w dwóch kierunkach (mika, gips).

5. Konkrecje – kuliste przerosty ziaren o strukturze skorupiastej lub promienisto-promienistej.

6. Geody - nagromadzenie ziaren na ścianach pustek w skałach. Wzrost minerałów następuje od ścian do środka pustki.

Właściwości fizyczne minerałów

Uczenie się właściwości fizyczne pozwala rozpoznać minerały. Najbardziej charakterystyczne właściwości każdego minerału nazywane są diagnostycznymi.

Kolor minerałów jest bardzo zróżnicowany. Niektóre minerały występują w różnych kolorach (kwarc - mleczny, wodoodporny, dymny). W przypadku innych minerałów kolor jest stałą właściwością i może służyć jako cecha diagnostyczna (siarka jest żółta). Istnieją minerały, które zmieniają kolor w zależności od światła. Na przykład po włączeniu światła labrador retriever świeci na niebiesko i zielono. Ta właściwość nazywa się opalizacją.

Kolor kreski to kolor minerału w proszku. Niektóre minerały mają inną barwę w proszku niż w bryle (piryt jest słomkowożółty, smuga brązowawo-czarna).

Połysk powinien być metaliczny (piryt), półmetaliczny (połysk zmatowionego metalu - grafit) i niemetaliczny (szklisty, wyrazisty perłowy, matowy - kwarc, siarka, mika, kaolin).

Rozszczepienie to zdolność minerałów do rozszczepiania się w określonych kierunkach z utworzeniem gładkich, wypolerowanych płaszczyzn. Charakteryzuje się bardzo doskonałym łupnięciem - minerał łatwo rozdziela się na liście (mika); doskonała łupliwość – minerał rozłupuje się pod wpływem słabego uderzenia młotka na geometryczne regularne kształty (kalcyt); łupliwość średnia - po rozłupaniu tworzą się płaszczyzny, zarówno gładkie, jak i nierówne (skalenie); niedoskonały dekolt - praktycznie nie wykrywa się płaszczyzn łupania (kwarc, siarka). Pęknięcie minerałów o niedoskonałym rozszczepieniu jest zawsze albo nierówne, albo konchoidalne (kwarc).

Twardość to stopień odporności minerału na zewnętrzne wpływy mechaniczne. Do określenia twardości przyjmuje się skalę Mohsa, w której wykorzystuje się minerały o znanej i stałej twardości (tab. 1).

Skala twardości Mohsa

Tabela 1 -

Kolejność czynności przy określaniu twardości minerałów: minerał jest rysowany na szkle (test 5). Jeżeli na szkle pozostaje rysa, to twardość minerału jest równa lub większa niż 5. Stosuje się wówczas minerały wzorcowe o twardości większej niż 5. Przykładowo, jeżeli badany minerał pozostawia rysę na wzorcu o twardości 6, a po zarysowaniu Ponieważ kwarc powoduje głębokie zarysowania, jego twardość wynosi 6,5.

Warto powiedzieć, że niektóre minerały charakteryzują się specjalnymi właściwościami, właściwymi tylko im. Zatem węglany reagują z kwasem solnym (kalcyt „wrze” w kawałkach, dolomit w proszku, magnezyt w gorącym kwasie).

Halogenki mają charakterystyczny smak (halit – słony).

Minerały charakteryzują się różną odpornością na warunki atmosferyczne. Niektóre minerały ulegają fizycznemu zniszczeniu, tworząc fragmenty, inne natomiast ulegają przemianom chemicznym, przekształcając się w inne związki (tab. 2).

Odporność minerałów na warunki atmosferyczne

Tabela 2

Grupuj według stopnia stabilności	Nazwa minerałów	Charakter zmian
Najbardziej stabilny, nierozpuszczalny	Limonit kwarcowo-moskitowy	Kruszenie fizyczne bez zmiany składu chemicznego
Umiarkowanie stabilny, nierozpuszczalny	Orthoclase Albit Augite Hornblende	Fizyczne zniszczenie i hydroliza: powstają minerały wtórne: kaolinit, limonit, opal
Mniej stabilny, nierozpuszczalny	Labradoryt Biotyt	To samo, ale proces jest bardziej intensywny
Słabo stabilny, nierozpuszczalny	Piryt Oliwin	Utlenianie: powstają limonit i kwas siarkowy Utlenianie: tworzą się serpentyna, chloryt, magnezyt
Słabo rozpuszczalny	Dolomit Kalcyt	Fizyczne kruszenie i rozpuszczanie
Umiarkowanie rozpuszczalny	Anhydryt Gips	Rozpuszczanie, nawodnienie, odwodnienie
Wysoce rozpuszczalny	Halit	Intensywne rozpuszczanie, płynięcie plastyczne podczas długotrwałego jednostronnego narażenia

Metoda oznaczania minerałów.

Aby wykonać pracę praktyczną, niezwykle ważne jest użycie wyznacznika minerału.

Kolejność pracy:

1. Określ wygląd ziaren kruszywa mineralnego.

2. Określ kolor minerału, jeżeli minerał jest ciemnego koloru, przetrzyj minerał po porcelanowej płytce w celu określenia koloru smugi (pudru).

3. Określ połysk minerału.

4. Aby określić zakres twardości, przeprowadź minerał po szkle.

5. Minerały o średniej twardości (3-3,5) należy sprawdzić pod kątem reakcji z

10% roztwór kwasu solnego.

6. Spróbuj znaleźć na próbce gładkie, wypolerowane krawędzie - ᴛ.ᴇ. określić dekolt.

7. Korzystając ze zbioru cech w wyznaczniku, znajdź nazwę i skład minerału.

8. Zwróć uwagę, w jakich skałach występuje ten minerał.

Wprowadź dane dotyczące minerałów do tabeli 3.

Charakterystyka minerałów skałotwórczych

Tabela 3

Lista minerałów do zbadania:

1. Pierwiastki rodzime: grafit, siarka.

2. Siarczki: piryt.

3. Tlenki i wodorotlenki: kwarc, chalcedon, opal, limonit.

4. Halogenki: halit, sylwin.

5. Węglany: kalcyt, dolomit, magnezyt.

6. Siarczany: gips, anhydryt.

7. Krzemiany: oliwin, granat, augit, hornblenda, talk, serpentyn, kaolin, miki, chloryt, ortoklaz, mikroklin, albit, nefelin.

Pytania kontrolne

1. Czym są minerały?

2. Jakie minerały nazywane są minerałami tworzącymi skały?

3. W jakiej formie występują minerały?

4. Dla jakich minerałów przeprowadzana jest diagnostyka barwna?

5. Jaki jest kolor linii, przykłady.

6. Jaki jest połysk minerałów?

7. Jak określa się twardość minerałów?

8. Czym jest dekolt?

9. Jakie minerały mogą rozpuszczać się w wodzie?

10. Jakie minerały pęcznieją?

11. Co to jest nawodnienie i odwodnienie?

12. Które minerały są najbardziej odporne na warunki atmosferyczne?

BIBLIOGRAFIA

Pawlinow V.N. itd.
Opublikowano na ref.rf

geologia. – M.: Nedra, 1988. s. 5-7, 11-49.

PRACA LABORATORYJNA nr 2

BADANIE SKAŁ IGMATYCZNYCH

Cel pracy: nabycie umiejętności rozpoznawania skał magmowych. Zbadaj właściwości inżynieryjne i konstrukcyjne skał magmowych oraz ich zastosowanie w budownictwie.

Wyposażenie: kolekcja edukacyjna skał magmowych, lupy,

Skala Mohsa.

Informacje ogólne o skałach.

Skały to niezależne ciała geologiczne składające się z jednego lub większej liczby minerałów o mniej lub bardziej stałym składzie i strukturze.

Ze względu na metodę i warunki powstawania wszystkie skały dzielą się na magmowe, osadowe i metamorficzne.

Skład mineralogiczny skał jest inny. Οʜᴎ może składać się z jednego (monomineralnego) lub kilku minerałów (polimineralnego).

Struktura wewnętrzna skały charakteryzujące się strukturą i fakturą.

Struktura - struktura skały, określona przez kształt, rozmiar i relacje jej części składowych.

Tekstura skały determinuje rozmieszczenie jej części składowych w przestrzeni.

Wszystkie skały dzielimy ze względu na warunki powstawania na skały magmowe, osadowe i metamorficzne.

Warunki powstawania skał magmowych.

Skały magmowe powstają, gdy magma ochładza się. Magma to stopiona skała złożona z kompozycji krzemianowych wielkie głębiny w wnętrznościach Ziemi. Magma może ostygnąć głęboko w skorupie ziemskiej pod osłoną leżących nad nią skał oraz na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu. W pierwszym przypadku proces chłodzenia przebiega powoli, a cała magma ma czas na krystalizację. Struktury tak głębokich skał są holokrystaliczne i ziarniste.

Kiedy magma szybko wypływa na powierzchnię ziemi, jej temperatura szybko spada, a od magmy oddzielają się gazy i para wodna. W tym przypadku skały są albo nie całkowicie skrystalizowane (struktura szklista), albo częściowo skrystalizowane (struktura półkrystaliczna).

Głębokie skały nazywane są natrętnymi. Ich struktura jest: drobnoziarnista (ziarna<0,5 мм), среднезернистая (размер зерен 0,5-1 мм), крупнозернистая (от 1 до 5 мм), гигантозернистая (>5 mm), nierównomiernie ziarnisty (porfirowy).

Wytłaczane skały nazywane są wylewnymi. Ich struktury są porfirowe (pojedyncze duże kryształy wyróżniają się w masie kryptokrystalicznej), afanitowe (gęsta masa kryptokrystaliczna), szkliste (skała składa się prawie wyłącznie z masy nieskrystalizowanej – szkła).

Tekstury skał magmowych: Skały natrętne są prawie zawsze masywne. W skałach wylewnych, obok masywnych tekstur, występują porowate i pęcherzykowe.

Warunki fizykochemiczne powstawania skał na głębokości i na powierzchni są znacznie różne. Z tego powodu z magmy o tym samym składzie w warunkach głębokich i powierzchniowych powstają różne skały. Każda skała natrętna odpowiada konkretnej skale wytłaczającej.

Oprócz klasyfikacji skał magmowych ze względu na warunki ich występowania, klasyfikuje się je także ze względu na skład chemiczny na podstawie zawartości kwasu krzemowego SiO 2 (tab. 4).

Klasyfikacja skał magmowych.

Tabela 4

Kompozycja rockowa	Natrętne skały (głębokie)	Wylewne skały (wylane)
chemiczny	mineralogiczne
Kwas SiO2 > 65%	Kwarc, skaleń, mika	Granit	Liparyt, pumeks, porfir kwarcowy, obsydian
Średni SiO2 (65-52%)	Skaleń potasowy, plagioklaz, hornblenda Plagioklaz, hornblenda	Dioryt sjenitowy	Trachit, ortofir andezyt, porfiryt andezytowy
Zasadowy SiO2 = 52-40%	Plagioklaz, plagioklaz piroksenowy	Gabbro Labradoryt	Bazalt, diabaz
Ultrazasadowy SiO2< 40 %	Oliwin Oliwin, piroksen Piroksen	Dunit Perydotyt Piroksenit

Charakterystyka inżynieryjna i konstrukcyjna skał magmowych.

Wszystkie skały magmowe charakteryzują się dużą wytrzymałością, znacznie przekraczającą obciążenia możliwe w praktyce inżynieryjnej i budowlanej, są nierozpuszczalne w wodzie i praktycznie wodoodporne (z wyjątkiem odmian spękanych). Z tego powodu są szeroko stosowane jako fundamenty obiektów krytycznych (tamy). Komplikacje podczas budowy na skałach magmowych powstają, jeśli są one popękane i zwietrzałe: prowadzi to do zmniejszenia gęstości, wzrostu przepuszczalności wody, co znacznie pogarsza ich właściwości inżynieryjne i konstrukcyjne.

Zastosowanie w budownictwie.

Jako materiał okładzinowy stosuje się natrętne skały magmowe, takie jak granit, sjenit, dioryt, gabro, labradoryt.

Do odlewania kamienia wykorzystuje się bazalty i diabazy, jako kostkę brukową do nawierzchni ulicznej oraz wełnę mineralną.

Skały ultramaficzne są wykorzystywane jako surowce ogniotrwałe. Pumeks stosowany jest jako materiał polerski i ścierny. Obsydian jest używany jako kamień ozdobny. Skały magmowe są szeroko stosowane jako kamień gruzowy i pokruszone kamienie.

Metodyka oznaczania skał magmowych.

Przy ustalaniu rodzaju skały magmowej niezwykle ważne jest, aby najpierw dowiedzieć się, czy jest ona natrętna, czy wylewna. Skały natrętne mają strukturę holokrystaliczną – minerały są widoczne gołym okiem, a cała masa skały to agregat ziaren krystalicznych. W skałach wylewnych tylko część substancji (fenokryształy porfiru) nabrała struktury krystalicznej, a pozostała część masy składa się z substancji, której ziarnista struktura jest nie do odróżnienia.

Kolejnym etapem jest określenie składu mineralnego. Skały kwaśne i pośrednie są zabarwione na odcienie szarości, natomiast skały zasadowe i ultramaficzne są ciemne i czarne. Kwarc występuje w znacznych ilościach tylko w skałach kwaśnych. Sjenity i dioryty są pozbawione kwarcu, dioryt zawiera do 30% hornblendy.

Liparyty, trachity i andezyty różnią się minerałami fenokryształowymi: w trachitach są one reprezentowane przez skaleń potasowy, w andezytach – plagioklaz i hornblenda, w liparytach – kwarc i skaleń.

Skały gabro i ultramaficzne mają ciemny kolor. W gabro jasne ziarna reprezentowane są przez plagioklaz, podczas gdy skały ultramaficzne składają się wyłącznie z minerałów o ciemnej barwie.

Określ cechy zewnętrzne skał magmowych znajdujących się w zbiorze edukacyjnym i opisz je w zeszycie zgodnie z planem:

1. Nazwa rasy.

2. Pogrupuj według zawartości SiO 2.

3. Grupowanie według metody kształcenia.

4. Struktura.

5. Tekstura.

7. Skład mineralny.

Pytania kontrolne.

1. Co powszechnie nazywa się skałą?

2. Jak klasyfikuje się skały?

3. Czym jest struktura?

4. Jakie struktury są charakterystyczne dla skał magmowych?

5. Czym jest tekstura?

6. Jaka tekstura jest charakterystyczna dla skał magmowych?

7. Jak powstają skały magmowe?

8. Czym różnią się skały natrętne od skał wylewnych?

9. Jak klasyfikuje się skały magmowe ze względu na zawartość SiO 2?

10. Nazwij wybuchające analogi granitów, sjenitów, diorytów, gabro.

11. Jakie są właściwości inżynieryjno-geologiczne skał magmowych?

12. W jaki sposób wykorzystuje się skały magmowe w budownictwie?

BIBLIOGRAFIA

Pawlinow V.N. itd.
Opublikowano na ref.rf
Podręcznik do zajęć laboratoryjnych ogólnie

geologia.-M.: Nedra, 1988. s. 2. 50-64.

PRACA LABORATORYJNA nr 3

BADANIA SKAŁ Osadowych

Cel pracy: nabycie umiejętności rozpoznawania skał osadowych. Zbadaj właściwości inżynieryjne i konstrukcyjne skał osadowych. Zbadaj zastosowanie skał osadowych w budownictwie.

Wyposażenie: kolekcja edukacyjna skał osadowych,

roztwór 10% kwasu solnego, szkło powiększające.

Warunki powstawania skał osadowych

Skały osadowe powstają w strefie przypowierzchniowej skorupy ziemskiej w warunkach niskich temperatur i ciśnień.

Procesy wietrzenia prowadzą do niszczenia skał pierwotnych. Produkty zniszczenia przemieszczają się głównie przez przepływy wody i osadzając się, stopniowo tworzą skały osadowe.

Ze względu na sposób powstawania materii mineralnej skały osadowe dzielą się na klastyczne, chemogeniczne i organogeniczne.

Skały klastyczne powstają z fragmentów skał zniszczonych, najczęściej akumulują się w postaci osadów morskich.

Klasyfikacja skał klastycznych opiera się na: 1) wielkości fragmentów; 2) stopień ich okrągłości (zaokrąglone i niezaokrąglone) oraz 3) obecność lub brak cementu (luźnego i zacementowanego) (tab. 5).

Klasyfikacja skał klastycznych.

Tabela 5

Grupa rasy	Wymiary fragmentów, mm	Luźne skały	Cementowane skały
bułczasty	niezaokrąglony	bułczasty	niezaokrąglony
Grube klastyki (psefity)	> 200 200-10 10-2	Głazy Kamyczki, kamyki Żwir	Bloki Kruszywo kamienne Dresva	Konglomeraty głazowe Konglomeraty żwirowe Konglomeraty żwirowe	Blokowe brekcje Brekcje
Sandy (psammites)	2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1	Piaski Gruboziarniste Gruboziarniste Średnioziarniste Drobnoziarniste	Piaskowce Gruboziarniste Gruboziarniste Średnioziarniste Drobnoziarniste
Muły	0,1-0,01	Aleuryty (less, ił, glina piaszczysta)	Mułowce
Pelity	< 0,01	Gliny	Mułowce

Struktury skał klastycznych są klastyczne, różnią się kształtem i wielkością fragmentów (na przykład grube, zaokrąglone). W skałach ilastych - pelityk.

Tekstury są często warstwowe i luźne.

Powszechnie występują skały i piaski gruboklastyczne, charakteryzujące się dużą porowatością i przepuszczalnością, zwykle nasycone wodami gruntowymi. Szkodliwymi zanieczyszczeniami piasku są tlenki żelaza, gips, mika i cząstki gliny. Pod obciążeniem skały te zwykle nie ulegają zagęszczeniu. Podczas trzęsień ziemi skały te mogą się upłynniać.

W piaskach dominują minerały najbardziej stabilne: kwarc, mika.

Skały ilaste charakteryzują się dużą porowatością (do 90%), wilgocią, plastycznością, lepkością, pęcznieniem i skurczem. Wraz ze wzrostem wilgotności ich wytrzymałość gwałtownie maleje i mogą stać się płynne. Pomimo dużej porowatości, ich przepuszczalność wody jest niewielka, ponieważ porowatość tworzą zamknięte mikropory. Gliny zawierają ponad 30% cząstek gliny (kaolinitu). Resztę stanowią cząstki kurzu i piasku.

Skały lessowe należą do bardzo pospolitych skał na terenie Kazachstanu. Są to skały polimineralne składające się z ilastych cząstek kwarcu, skaleni, kalcytu i miki. Charakterystyczne cechy Less charakteryzuje się niską wodoodpornością, szybko ulega zawilgoceniu i erozji, a także ma zdolność osiadania. Wyraża się to zdolnością lessu do zmniejszania swojej objętości po zwilżeniu.

Mułowce i mułowce powstają podczas „petryfikacji” skał piaszczysto-mulastych i ilastych. Skały te są warstwowe, łatwo zwietrzałe, a czasem zamoczone w wodzie.

Skały chemogeniczne powstają w wyniku chemicznego wytrącania roztworów wodnych. Proces ten zachodzi w gorącym, suchym klimacie, w zbiornikach suszących. Οʜᴎ są klasyfikowane według składu.

Skały węglanowe - zwarte wapienie o drobnoziarnistej strukturze składają się z kalcytu, dolomity o drobnoziarnistej strukturze składają się z dolomitu. Łatwo oznaczyć za pomocą kwasu HCl (wapień w kawałku, dolomit w proszku). Tekstury są ogromne.

Skały halogenkowe to sól kamienna (słona) i sylwinit (gorzko-słona). Struktury są krystalicznie ziarniste, tekstury są masywne lub warstwowe.

Skały siarczanowe

Gips to skała składająca się z gipsu mineralnego, jasnego koloru, drobnoziarnistego.

Anhydryt to skała składająca się z mineralnego anhydrytu, o biało-niebieskawej barwie, gęsta, drobnoziarnista.

Wspólna cecha skały chemogeniczne to ich rozpuszczalność w wodzie. Łatwo rozpuszczalne to sól kamienna i sylwinit, średnio rozpuszczalne to gips i anhydryt, a trudno rozpuszczalne to wapień i dolomit.

Skały biochemogeniczne powstają w wyniku akumulacji i przekształcenia szczątków zwierząt i roślin, często z domieszką materiału nieorganicznego.

Skały węglanowe

Wapienie organogeniczne składają się z muszli kalcytu. Jeśli możliwe jest określenie nazwy organizmów tworzących wapień, wówczas podaje się od nich nazwę skały. Na przykład wapień koralowy, wapień muszlowy.

Kreda to słabo cementowana skała proszkowa, składająca się z kalcytowych pozostałości alg planktonowych.

Margle to skała węglanowo-gliniasta o jasnej barwie z wiórkami muszlowymi. Reaguje z HCl, pozostawiając brudną plamę na powierzchni skały.

Struktury skał organogenicznych są organogeniczne, tekstury są gęste i porowate.

Skały krzemionkowe:

Diatomit to lekka, kredowa skała. biały͵ składa się z pozostałości glonów okrzemkowych o składzie opalowym.

Trypolis to lekka, słabo cementowana, żółtawa skała składająca się z opalu.

Opoka to szara, ciemnoszara do czarnej, przypominająca porcelanę skała. Również złożony z opalu.

Jaspis to gęsta i twarda skała, składająca się z chalcedonu – kwarcu kryptokrystalicznego. Pięknie wybarwione (kolory czerwony, zielony, paski).

Właściwości inżynieryjne i konstrukcyjne skał osadowych.

Skały narażone na działalność człowieka nazywane są glebami.

Grube gleby. Wytrzymałość tych gleb zależy od składu gruzu i ich opakowania. Największą wytrzymałość mają gleby składające się z fragmentów skał magmowych. Opakowanie gruzu powinno być luźne i gęste. W glebach niejednorodnych upakowanie jest bardziej gęste.

Gleby piaszczyste. Najbardziej niebezpiecznymi rodzajami skał piaskowych są ruchome piaski. Są to piaski nasycone wodą, które po otwarciu w doły upłynniają się i zaczynają się poruszać.

Gleby gliniaste. Minerały ilaste, posiadające rozmiar< 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.

Właściwości glinek w dużym stopniu zależą od wilgotności. Jeśli będzie zawarta tylko ściśle związana wilgoć, glina będzie miała odpowiednie właściwości solidny, jeśli zawiera się również luźno związana wilgoć, glina staje się plastyczna i płynna.

Gliny charakteryzują się szczególnymi właściwościami, takimi jak pęcznienie, skurcz, wodoodporność i lepkość.

Skonsolidowane skały klastyczne. Ich wytrzymałość zależy od składu cementu. Najmocniejszym cementem jest krzemionka, najsłabszym jest glina.

Skały węglanowe i siarczanowe – wapień, kreda, gips, anhydryt – mogą rozpuszczać się w wodach gruntowych, tworząc puste przestrzenie krasowe.

Zastosowanie skał osadowych w budownictwie.

Skały osadowe najczęściej stanowią podstawę budynków i konstrukcji i są bardzo szeroko stosowane jako materiały budowlane.

Grube skały są często wykorzystywane jako materiał balastowy przy budowie linii kolejowych i autostrad.

Niektóre konglomeraty i piaskowce są pięknymi materiałami elewacyjnymi.

Zastosowanie glin jest bardzo różnorodne: do produkcji cegieł, szorstkich naczyń, płytek, farb mineralnych, jako składnik cementu portlandzkiego.

Okrzemki i trypolie wykorzystuje się do produkcji ciekłego szkła, różnych materiałów pochłaniających wilgoć (sorbentów) oraz cementu.

Jaspis jest ceniony jako materiał okładzinowy i zdobniczy.

Kreda i wapień są surowcami do produkcji cementu, wapna. Skała wapienna jest materiałem ściennym.

Dolomity są stosowane jako topniki i materiały ogniotrwałe w metalurgii.

Margle są surowcami dla przemysłu cementowego.

Metodyka oznaczania skał osadowych.

Identyfikację skał osadowych należy rozpocząć od zbadania ich wyglądu i zagotowania z kwasem. Przede wszystkim należy określić do jakiej grupy należy ta skała (klastyczna, chemiczna, organogenna).

Skały gliniaste mają ziemisty wygląd. Dokładnie zbadaj teksturę i strukturę skały. Pod względem składu mineralnego większość skał osadowych to skały monomineralne, ᴛ.ᴇ. składają się z jednego minerału. Najpopularniejszymi minerałami są kwarc, opal, kalcyt, dolomit i gips.

Zapoznaj się ze skałami osadowymi przedstawionymi w kolekcji edukacyjnej. Uzupełnij ich opis w zeszycie zgodnie z planem:

1. Grupuj według pochodzenia.

2. Nazwa rasy.

3. Skład mineralny.

4. Kolor, pęknięcie, gęstość.

5. Struktura.

6. Tekstura.

7. Cechy inżynieryjne i geologiczne.

8. Zastosowanie w budownictwie.

Pytania kontrolne

1. W jakich warunkach powstają skały osadowe?

2. Jak klasyfikuje się skały osadowe?

3. Zasady klasyfikacji skał klastycznych.

4. Struktury i tekstury skał klastycznych.

5. Skład mineralny skał klastycznych.

6. Właściwości inżynieryjno-geologiczne skał klastycznych i ich zastosowanie.

7. Na jakie klasy dzielą się rasy chemogenne? Ich skład mineralny.

8. Struktury i tekstury skał chemogenicznych.

9. Właściwości inżynieryjno-geologiczne skał chemogenicznych i ich zastosowanie.

10. Właściwości inżynieryjno-geologiczne skał organogenicznych i ich zastosowanie.

BIBLIOGRAFIA

Pawlinow V.N. itd.
Opublikowano na ref.rf
Podręcznik do zajęć laboratoryjnych z geologii ogólnej. – M.: Nedra, 1988. s. 64-76.

PRACA LABORATORYJNA nr 4

BADANIE SKAŁ METAMORFICZNYCH

Cel pracy: nabycie umiejętności rozpoznawania skał metamorficznych. Badanie właściwości inżynieryjnych i konstrukcyjnych skał metamorficznych oraz ich zastosowania w budownictwie.

Wyposażenie: kolekcja edukacyjna skał metamorficznych,

lupy, 10% roztwór kwasu solnego, skala Mohsa.

Warunki powstawania skał metamorficznych.

Skały metamorficzne powstają w wyniku przekształcenia istniejących wcześniej skał osadowych, magmowych i metamorficznych, zachodzącego w skorupie ziemskiej. Metamorfizm zachodzi pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, a także wysokotemperaturowych par, gazów i wody. Przekształcenia te wyrażają się w zmianach składu mineralnego, struktury i tekstury skały.

Skały metamorficzne charakteryzują się strukturą holokrystaliczną. Najbardziej charakterystyczne tekstury to: łupkowa, pasmowa, masywna.

Skały metamorficzne składają się z minerałów odpornych na działanie m.in wysokie temperatury i ciśnienie: kwarc, plagioklaz, skaleń potasowy, miki, hornblenda, augit i kalcyt.

Jednocześnie w skałach metamorficznych występują minerały charakterystyczne tylko dla tego procesu: chloryt, granat, talk.

Biorąc pod uwagę zależność od skały macierzystej podczas metamorfizmu, powstają serie skał różnym stopniu metamorfizm.

1. Od osadowych skał gliniastych dalej etap początkowy Metamorfizm wytwarza łupki dachowe. Dalsze nasilenie metamorfizmu prowadzi do całkowitej rekrystalizacji substancji ilastej z utworzeniem fyllitów. Οʜᴎ składają się z serycytu (drobno łuszczącego się muskowitu), chlorytu i kwarcu. Wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia fyllity przekształcają się w krystaliczne łupki. Ze względu na skład mogą to być miki, chloryty lub łupki chlorytowo-mikowe. NA najwyższy stopień metamorfizm, pojawiają się gnejsy. Ich skład mineralny to mikroklin, plagioklaz, kwarc, mika, czasem granaty itp. Gnejsy mają skład mineralny zbliżony do granitów, od których różnią się zorientowaną teksturą gnejsu.

2. Podczas metamorfizmu piaskowców powstają kwarcyty (skład mineralny - kwarc). Są to mocne, masywne skały.

3. Podczas metamorfizmu wapienie zamieniają się w marmury, które składają się z kalcytu, mają strukturę ziarnisto-krystaliczną i masywną teksturę.

4. Podczas metamorfizmu skał ultrazasadowych (dunity, perydotyty) powstają serpentyny (serpentynity).

5. Podczas metamorfizmu termicznego skał piaszczysto-gliniastych tworzą się hornfelsy – mocne, drobnoziarniste skały o masywnej teksturze. W tym przypadku skarn składający się z piroksenów i granatów powstaje ze skał węglanowych. Skały te mają ogromne znaczenie praktyczne, ponieważ ograniczają się do nich złoża minerałów - żelaza (złoże Sokołowsko-Sarbajskoje), miedzi, molibdenu, wolframu.

Właściwości inżynieryjno-geologiczne skał metamorficznych.

Masywne skały metamorficzne charakteryzują się dużą wytrzymałością, są praktycznie wodoodporne i, z wyjątkiem skał węglanowych, nierozpuszczalne w wodzie.

Osłabienie wskaźników wytrzymałości następuje z powodu pękania i wietrzenia.

Należy zauważyć, że skały łupkowe charakteryzują się anizotropią właściwości, ᴛ.ᴇ. wytrzymałość jest znacznie niższa wzdłuż foliacji niż prostopadle do niej. Takie skały metamorficzne tworzą cienkie, ruchome piargi.

Najbardziej trwałymi i stabilnymi skałami są kwarcyty. Skały metamorficzne są szeroko stosowane w budownictwie. Marmury, kwarcyty - materiał okładzinowy.

Łupki dachowe (fyllity) służą jako materiał do pokrycia budynków.

Łupki talkowe są materiałem ognioodpornym i kwasoodpornym.

Kwarcyty wykorzystywane są jako surowiec do produkcji cegieł ogniotrwałych – dinów.

Metodyka oznaczania skał metamorficznych.

Określanie skał metamorficznych należy rozpocząć od ustalenia ich składu mineralnego. Następnie określa się teksturę, strukturę, kolor i pierwotną skałę.

Przestudiuj skały metamorficzne znajdujące się w kolekcji edukacyjnej na podstawie ich cech zewnętrznych. Opisz je w zeszycie według następującego planu:

1. Tytuł;

3. Struktura i tekstura;

4. Skład mineralny;

5. Rasa źródłowa;

6. Cechy inżynieryjne i geologiczne;

7. Zastosowanie w budownictwie.

Pytania kontrolne

1. Jak powstają skały metamorficzne?

2. Jakie przemiany zachodzą w skałach pierwotnych podczas metamorfizmu?

3. Jakie charakterystyczne struktury i tekstury występują w skałach metamorficznych?

4. Jakie minerały są charakterystyczne dla skał metamorficznych?

5. Jakie czynniki wpływają na wytrzymałość skał metamorficznych?

6. W jaki sposób wykorzystuje się skały metamorficzne w budownictwie?

BIBLIOGRAFIA

Pawlinow V.N. itd.
Opublikowano na ref.rf
Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych

w ogólnej geologii. – M.: Nedra, 1988. s. 77-85.

PRACA LABORATORYJNA nr 5

MAPY I PRZEKROJE GEOLOGICZNE

Cel pracy: opanowanie zasad konstruowania map i przekrojów geologicznych. Naucz się czytać symbole map geologicznych. Nabycie umiejętności określania warunków występowania skał na podstawie map geologicznych.

Informacje ogólne

Mapa geologiczna odzwierciedla budowę geologiczną powierzchni Ziemi i przylegającej do niej górnej części skorupy ziemskiej. Mapa geologiczna jest tworzona na podstawie topografii. Za pomocą symboli pokazuje wiek, skład i warunki występowania skał odsłoniętych na powierzchni ziemi.

Ponieważ ponad 90% powierzchni lądu pokrywają skały czwartorzędowe, mapy geologiczne przedstawiają podłoże bez pokrywy czwartorzędowej.

Do celów budowlanych wykorzystuje się wielkoskalowe mapy geologiczne (1:25000 i większe).

Przy sporządzaniu map geologicznych niezwykle istotna jest znajomość kolejności wiekowej (geochronologicznej) skał wchodzących w skład struktury badanego obszaru.

Dziś stworzono ujednoliconą skalę geochronologiczną, odzwierciedlającą historię rozwoju skorupy ziemskiej.

W skali przyjmuje się następujące podziały czasowe i odpowiadające im podziały stratygraficzne (warstwowe) (tab. 6).

Podziały geochronologiczne i stratygraficzne

Tabela 6

Skala geochronologiczna

Tabela 7

Era (grupa)	Okres (systemowy)	Indeks	Czas trwania milion lat	Epoka (wydział)	Indeks	Kolor na mapie
Kenozoik KZ 65 milionów lat	Czwartorzędowy	Q	1,7-1,8	Holocen, plejstocen	Pytanie 2 Pytanie 1	Bladoszary
Neogen	N		Pliocen Miocen	N 2 N 1	Żółty
Paleogen	R		Oligoceński eocen paleocen	R 3 R 2 R 1	Pomarańczowy żółty
Mezozoik MZ 170 Ma	Kredowy	DO		Kreda górna Kreda dolna	K 2 K 1	Zielony
Jurajski	J	55-60	Jura górna Jura środkowa Jura dolna	J 3 J 2 J 1	Niebieski
Trias	T	40-45	Trias górny Trias środkowy Trias dolny	T 3 T 2 T 1	Fioletowy
Paleozoik PZ	permski	R	50-60	Górny perm Dolny perm	R2R1	Pomarańczowo-brązowy
Węgiel	Z	50-60	Górny węgiel kamienny Środkowy węgiel kamienny Dolny węgiel kamienny	do 3 do 2 do 1	Szary
dewoński	Z		Dewon górny, dewon środkowy, dewon dolny	D 3 D 2 D 1	brązowy
sylur	S	25-30	Górny sylur Dolny sylur	S 2 S 1	Szaro-zielony (jasny)
Ordowik	O	45-50	Górny ordowik Środkowy ordowik Dolny ordowik	O 3 O 2 O 1	Oliwa
Kambr	Є	90-100	Górny kambir Środkowy kambir Dolny kambir	Є 3 Є 2 Є 1	Niebiesko-zielony (ciemny)
Proterozoiczny PR						Liliowo-różowy Klasyfikacja minerałów - pojęcie i rodzaje. Klasyfikacja i cechy kategorii „Klasyfikacja minerałów” 2017, 2018.

Obecnie znanych jest ponad 3000 minerałów. Podstawy nowoczesna klasyfikacja minerały opierają się na zasadach uwzględniających najważniejsze cechy gatunków minerałów - skład chemiczny i strukturę krystaliczną.

W tej klasyfikacji za jednostkę podstawową przyjmuje się gatunek minerału, który ma określoną strukturę krystaliczną i pewien stabilny skład chemiczny. Typ mineralny może mieć odmiany. Przez odmianę rozumie się minerały tego samego rodzaju, różniące się od siebie jakąś cechą fizyczną, na przykład barwą minerału kwarcu w licznych odmianach (czarny – morionowy, przezroczysty – kryształ górski, fioletowy – ametyst).

Zgodnie z tym klasyfikację można przedstawić w następujący sposób:

1. Rodzimy

2. Siarczki

3. Halogenki

4. Tlenki i wodorotlenki

5. Węglany

6. Siarczany

7. Fosforany

8. Krzemiany

1. Pierwiastki rodzime (minerały).

Klasa ta obejmuje minerały składające się z jednego pierwiastek chemiczny i nazwany na cześć tego elementu. Na przykład: rodzime złoto, siarka itp. Wszystkie są podzielone na dwie grupy: metale i niemetale. Pierwsza grupa obejmuje rodzime Au, Ag, Cu, Pt, Fe i kilka innych, druga - As, Bi, S i C (diament i grafit).

Geneza (pochodzenie) - powstaje głównie podczas procesów endogenicznych w natrętnych skałach i żyłach kwarcowych, S (siarka) - podczas wulkanizmu. Podczas procesów egzogenicznych skały ulegają zniszczeniu, uwalniane są rodzime minerały (ze względu na ich odporność na wpływy fizyczne i chemiczne) oraz ich koncentracja w sprzyjających temu miejscach. W ten sposób można utworzyć placery ze złota, platyny i diamentu.

Aplikacja w gospodarka narodowa:

1- produkcja biżuterii i rezerwy walutowe (Au, Pt, Ag, diamenty);

2- obiekty i naczynia kultowe (Au, Ag),

3- elektronika radiowa (Au, Ag, Cu), przemysł nuklearny, chemiczny, medycyna, narzędzia skrawające - diament;

4- rolnictwo - siarka.

2. Siarczki– sole kwasu wodorosiarczkowego.

Podzielone na prosty z ogólnym wzorem A m X p i sulfosole– A m B n X p, gdzie – A to atom metalu, B to atomy metali i metaloidów, X to atomy siarki.

Siarczki krystalizują w różnych układach - sześciennym, sześciokątnym, rombowym itp. W porównaniu do rodzimych posiadają szerszy skład kationów pierwiastków. Stąd istnieje większa różnorodność gatunków minerałów i szerszy zakres tych samych właściwości.

Typowe właściwości siarczków to metaliczny połysk, niska twardość (do 4), szare i ciemne kolory oraz średnia gęstość.

Jednocześnie wśród siarczków istnieją różnice w takich właściwościach, jak rozszczepienie, twardość i gęstość.

Siarczki są głównym źródłem rud metali nieżelaznych, a dzięki domieszkom metali rzadkich i szlachetnych wzrasta wartość ich wykorzystania.

Geneza - różne procesy endogenne i egzogenne.

3. Halogenki. Najbardziej rozpowszechnione są fluorki i chlorki, związki kationów metali z jednowartościowym fluorem i chlorem.

Fluorki to jasne minerały o średniej gęstości i twardości. Przedstawicielem jest fluoryt CaF2. Chlorkami są minerały halit i selwit (NaCl i KCl).

Wspólnymi cechami halogenów są niska twardość, krystalizacja w układzie sześciennym, doskonała łupliwość, szeroka gama kolorów i przezroczystość. Halit i sylwit mają szczególne właściwości – słony i gorzko-słony smak.

Fluorki i chlorki różnią się genezą. Fluoryt jest produktem procesów endogenicznych (hydrotermicznych), a halit i sylwin powstają w warunkach egzogenicznych w wyniku opadów atmosferycznych podczas parowania w zbiornikach wodnych.

W gospodarce narodowej fluoryt wykorzystuje się w optyce, metalurgii oraz do produkcji kwasu fluorowodorowego. Halit i sylwit znajdują zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, medycynie i rolnictwie oraz fotografii.

4. Tlenki i wodorotlenki– reprezentują jedną z najczęstszych klas obejmującą ponad 150 gatunków minerałów, w których atomy lub kationy metali tworzą związki z tlenem lub grupą hydroksylową (OH). Wyraża się to ogólnym wzorem AX lub ABX – gdzie X oznacza atomy tlenu lub grupę hydroksylową. Najszerzej reprezentowanymi tlenkami są Si, Fe, Al, Ti i Sn. Niektóre z nich tworzą także formę wodorotlenkową. Cechą większości wodorotlenków jest zmniejszenie wartości właściwości w porównaniu z formą tlenkową tego samego atomu metalu. Uderzającym przykładem są tlenkowe i wodorotlenkowe formy Al.

Tlenki można podzielić na metaliczne i niemetaliczne na podstawie ich składu chemicznego i połysku. Pierwsza grupa charakteryzuje się średnią twardością, ciemną kolorystyką (czarny, szary, brązowy) i średnią gęstością. Przykładem są minerały hematyt i kasyteryt. Druga grupa charakteryzuje się niską gęstością, dużą twardością 7-9, przezroczystością, szeroką gamą kolorystyczną i brakiem dekoltu. Przykład p - minerały kwarc, korund.

W gospodarce narodowej tlenki i wodorotlenki są najczęściej wykorzystywane do produkcji Fe, Mn, Al, Sn. Przezroczyste, krystaliczne odmiany korundu (szafir i rubin) oraz kwarcu (ametyst, kryształ górski itp.) stosowane są jako kamienie szlachetne i półszlachetne. klejnoty.

Geneza – podczas procesów endogennych i egzogennych.

5. Węglany– sole kwasu węglowego, wzór ogólny ACO3 – gdzie A oznacza Ca, Mg, Fe itp.

Ogólne właściwości - krystalizuje w układach rombowych i trygonalnych (dobre formy krystaliczne i rombowe rozszczepienie); niska twardość 3-4, przeważnie jasna barwa, reakcja z kwasami (HCl i HNO3) z wydzieleniem dwutlenku węgla.

Najczęściej spotykane to: kalcyt CaCO3, magnezyt Mg CO3, dolomit CaMg (CO3)2, syderyt Fe CO3.

Węglany z grupą hydroksylową (OH): Malachit Cu2 CO3 (OH)2 – kolor zielony i reakcja z HCl, Lapis lazuli Cu3 (CO3)2 (OH)2 – kolor niebieski, przezroczysty w kryształach.

Geneza węglanów jest zróżnicowana - osadowa (chemiczna i biogenna), hydrotermalna, metamorficzna.

Węglany to jeden z głównych minerałów skałotwórczych skał osadowych (wapienie, dolomity itp.) i metamorficznych - marmur, skarn. Wykorzystuje się je w budownictwie, optyce, metalurgii oraz jako nawozy. Malachit jest używany jako kamień ozdobny. Duże nagromadzenia magnezytu i syderytu są źródłem żelaza i magnezu.

6. Siarczany– sole kwasu siarkowego, tj. mają rodnik SO4. Najpopularniejszymi i najbardziej znanymi siarczanami są Ca, Ba, Sr, Pb. Ich wspólnymi właściwościami są krystalizacja w układach jednoskośnych i rombowych, jasna barwa, niska twardość, szklisty połysk i doskonała łupliwość.

Minerały: gips CaSO4 · 2H2O, anhydryt CaSO4, baryt BaSO4 (wysoka gęstość), celestyt SrSO4.

Tworzą się w warunkach egzogennych, często razem z halogenami. Niektóre siarczany (baryt, celestyna) są pochodzenia hydrotermalnego.

Zastosowanie – budownictwo, rolnictwo, medycyna, przemysł chemiczny.

7. Fosforany– sole kwasu fosforowego, tj. zawierający PO4.

Liczba gatunków minerałów jest niewielka, rozważymy minerał apatyt Ca(PO4)3(F,Cl,OH). Tworzy krystaliczne i ziarniste agregaty, twardość 5, układ heksagonalny, niedoskonały łupież, barwa zielono-niebieska. Zawiera zanieczyszczenia strontu, itru, pierwiastków ziem rzadkich.

Geneza jest magmowa i osadowa, gdzie po zmieszaniu z cząsteczkami gliny tworzy fosforyt.

Zastosowanie - surowce rolnicze, produkcja chemiczna oraz w wyrobach ceramicznych.

8. Krzemiany- najpowszechniejsza i różnorodna klasa minerałów (do 800 gatunków). Taksonomia krzemianów opiera się na czworościanie krzemowo-tlenowym -4. W zależności od struktury, jaką tworzą przy łączeniu się ze sobą, wszystkie krzemiany dzielą się na: wyspowe, warstwowe, wstęgowe, łańcuchowe i szkieletowe.

Krzemiany wyspowe - w nich połączenie izolowanych czworościanów odbywa się poprzez kationy. Do tej grupy zaliczają się minerały: oliwin, topaz, granaty, beryl, turmalin.

Krzemiany warstwowe to warstwy ciągłe, w których czworościany są połączone jonami tlenu, a pomiędzy warstwami połączenie odbywa się poprzez kationy. Dlatego mają wspólny rodnik we wzorze 4-. Do tej grupy zaliczają się minerały miki: biotyt, talk, muskowit, serpentyna.

Łańcuszek i wstążka - czworościany tworzą pojedyncze lub podwójne łańcuchy (wstążki). Łańcuch - mają wspólny rodnik 4- i obejmują grupę piroksenów.

Krzemiany wstążkowe z rodnikowymi 6-kombinacjami minerałów z grupy amfiboli.

Krzemiany szkieletowe - w nich czworościany są połączone ze sobą wszystkimi atomami tlenu, tworząc szkielet z rodnikiem. Do tej grupy zaliczają się skalenie i plagioklazy. Skalenie łączą minerały z kationami Na i K. Są to minerały mikroklinowe i ortoklazowe. Plagioklazy zawierają Ca i Na jako kationy, a stosunek tych pierwiastków nie jest stały. Dlatego plagioklazy reprezentują izomorficzną serię minerałów: albit - oligoklaz - andezyn - labradoryt - bytownit - anortyt. Od albitu do anortytu zawartość Ca wzrasta.

W składzie kationów w krzemianach najczęściej występują: Mg, Fe, Mn, Al, Ti, Ca, K, Na, Be, rzadziej Zr, Cr, B, Zn, pierwiastki rzadkie i radioaktywne. Należy zaznaczyć, że część krzemu w czworościanach można zastąpić Al, wtedy minerały zaliczamy do glinokrzemianów.

Złożony skład chemiczny i różnorodność struktury krystalicznej łączą się, tworząc szeroki zakres właściwości fizycznych. Nawet używając skali Mohsa jako przykładu można zauważyć, że twardość krzemianów waha się od 1 do 9.

Dekolt waha się od bardzo idealnego do niedoskonałego.

Krzemiany często grupuje się według koloru – ciemne, jasne. Jest to szczególnie szeroko stosowane w przypadku krzemianów - minerałów tworzących skały.

Krzemiany powstają głównie podczas powstawania skał magmowych i metamorficznych w procesach endogenicznych. Duża grupa minerałów ilastych (kaolin itp.) powstaje w warunkach egzogenicznych podczas wietrzenia skał krzemianowych.

Wiele krzemianów to minerały wykorzystywane w gospodarce narodowej. Ten Materiały budowlane, licówki, kamienie ozdobne i szlachetne (topaz, granaty, szmaragd, turmalin itp.), rudy metali (Be, Zr, Al) i niemetale (B), pierwiastki rzadkie. Znajdują zastosowanie w przemyśle gumowym i papierniczym, jako materiały ogniotrwałe i surowce ceramiczne.

Oprócz klasyfikacji chemicznej kryształów istnieją inne klasyfikacje minerałów oparte na innych zasadach. Na przykład klasyfikacja genetyczna opiera się na rodzaju genezy minerałów, w technologii przetwarzania rud stosuje się klasyfikacje na podstawie ich właściwości fizycznych (separacyjnych), na przykład magnetyzmu, gęstości, rozpuszczalności, topliwości i innych cech.

Kwarc - SiO2. Modyfikacja stabilna w niskich temperaturach nazywana jest zwykle kwarcem prostym. Znaki diagnostyczne. Kryształy kwarcu rozpoznaje się na podstawie kształtu, twardości, pęknięcia muszlowego i braku łupliwości. Kwarc można pomylić z chalcedonem, skaleniem, nefelinem i topazem. Pochodzenie. Około 65% skorupy ziemskiej składa się z kwarcu, zwanego wszechobecnym, skałotwórczym. W wielu natrętnych i wylewnych kwaśnych skałach magmowych jest prawie głównym minerałem. Wchodzi w skład pegmatytów i występuje w wielu skałach metamorficznych. W znacznych masach, jako minerał skały płonnej, powszechnie występuje w złożach hydrotermalnych. Występuje także w skałach osadowych (piaski kwarcowe, piaskowce kwarcowe, zlepieńce kwarcowe). Skład chemiczny. Odmiany pomalowane na inne kolory mają różne domieszki lub wtrącenia innych minerałów. singonia kwarc jest trygonalny, a modyfikacja wysokotemperaturowa a - kwarc jest sześciokątny. Wygląd Kryształy są często sześciokątne i bipiramidalne. Krawędzie pryzmatu są często skrócone lub nieobecne. Znane są bardzo duże kryształy. W Kazachstanie odnaleziono kryształ o wadze 70 ton, którego krawędzie pokryte są kreskami.Powszechne. w przyrodzie druzy, pędzle, masy ziarniste. Kwarc charakteryzuje się bliźniaczym łączeniem, a kryształy rosną razem według różnych praw; bliźniaki dauphinejskie, brazylijskie i japońskie. Kolor może być bardzo różny. Odmiany przezroczyste i półprzezroczyste mają różne nazwy: 1) Góra kryształ- bezbarwne, przezroczyste dla wody kryształy; 2) ametyst- fioletowy, liliowy, liliowy, karmazynowy, przezroczysty; 3) rauchtopaz- dymny, zabarwiony na szarawe lub brązowawe odcienie; 4) morion- pomalowany na czarno; 5) cytryn- złotożółty lub cytrynowożółty; 6) praz- zielonkawy kwarc; 7) różowy kwarc; 8) mleczny-biały kwarc; 9) awenturyn(iskra). Bł mi szkło sk. Twardość 7. Łupliwość nieobecny. Gęstość 2,5 - 2,8. Inne właściwości. Jest w stanie przepuszczać promienie ultrafioletowe i jest piezoelektryczny. Roztopiony kwarc łatwo twardnieje i tworzy szkło kwarcowe (kwarc amorficzny). Praktyczne użycie. Jego zastosowanie jest różnorodne. Piękne odmiany są używane w biżuterii. Czyste kryształy o unikalnych właściwościach są wykorzystywane w elektronice, technologii ultradźwiękowej i produkcji instrumentów optycznych. Rauchtopaz, kryształ górski, morion służą jako stabilizatory fal radiowych. Kryształ górski znajduje zastosowanie w telemechanice, automatyce oraz w wysokiej jakości generatorach. Czyste piaski kwarcowe o niskiej zawartości żelaza służą jako doskonałe surowce w przemyśle szklarskim i ceramicznym do produkcji karborundu (SiC). Karborund czyli węglik krzemu to materiał ścierny najwyższej klasy. Piaski kwarcowe drobnej frakcji stosowane są w piaskarkach do polerowania wyrobów kamiennych i metalowych, a także do piłowania skał. Miejsce urodzenia. Na Uralu występują złoża kwarcu, tzw. „kryształowe piwnice” zawierające kryształ górski, morion , ametyst, topaz itp. znajdują się w Primorye i Jakucji. Na Półwyspie Kolskim znany jest ametyst z Morza Białego z Przylądka Korabl. Żyły pegmatytowe z kryształami kwarcu są powszechne w Ałdanie, Pamirze i Wołyniu. Kryształ górski wydobywa się w Jakucji (Bolszaja Chatym). Naturalne kryształy kwarcu dla przemysłu dostarczane są z Brazylii. Kwarc występuje na Sri Lance, w Indiach, Birmie, Urugwaju, Szwajcarii, na Madagaskarze i w innych regionach. W muzeum znajduje się ponad 700 próbek kwarcu i jego odmian. Szeroko reprezentowana jest szeroka gama kryształów o masie od 440 kg do 1 g (w kształcie berła, z figurami wzrostu itp.), Są tam druzy, szczotki, kwarc żyłkowy, kwarc z innymi minerałami. Najbogatsza kolekcja kwarcu Uralu: góry. kryształ ze złoża Gumbeyki, Berezovskoye, Astafiyevo; Morion z Murzinki; kwarc-prazem, kwarc z chlorytem i adularią oraz kwarc „włochaty” z subpolarnego Uralu; różowy kwarc (Gumbeika); przerosty kryształów z Mias, Pyshma, Nagly. Piękny Druzowie z Kamczatki i Półwyspu Czukockiego (Iultinskoe); kwarc z blendą cynku (Anglia); kwarc z rubelitem z regionu Czyta (Grzbiet Borschevochny). Jest kwarc z Transbaikalii (Adun-Cholong), z Mangystau; kwarc spiekany z Kirgistanu, kwarc różowy z Ałtaju (wiewiórki Tigerets, Kolyvan), Uralu (Gumbeyka) i Republiki Południowej Afryki.