Генезис минералов (происхождение)

Минералы образуются в сложных термодинамических и физико-химических условиях в недрах и на поверхности земной коры.

Можно выделить 3 группы:

· Эндогенные – минералы магматического генезиса, образуются при остывании и кристаллизации магмы. Они плотные, твёрдые, стойкие к воде, кислотам и щёлочам (кварц).

· Экзогенные – минералы осадочного генезиса, на образование влияет кислород, вода, температура; растворяется в воде, низкая твёрдость, взаимодействует с водой (каолинит, галит)

· Метаморфические – образуется в результате высоких температур, больших давлений. Достаточно прочные (опал).

Классификация минералов

· По происхождению

· По химическому составу

· По кристаллографическим особенностям

· По растворимости

 

По химическому составу:

1. Самородные элементы: минералы, состоящие из одного химического элемента. Входит около 45 минералов, но в строении земной коры составляет 0,1% по весу (например, самородное золото, серебро, медь, платина, графит, алмаз, сера и др.).

2. Сульфиды: соединения различных элементов с серой около 50. Включает ряд минералов – важнейших руд на свинец, медь, цинк и др. (например: пирит FeS₂).

3. Галоидные соединения: соли голоидно-водородных кислот. Наиболее распространены хлористые и фтористые соединения (например: галит, сильвин, флюорит).

4.  Оксиды и гидрооксиды: минералы – соединения различных элементов с кислородом и соединения с кислородом и гидроксильной группой. Он делится на группы:

· Оксиды и гидрооксиды кремния

· Окислы и гидроокислы металлов

 

5. Карбонаты: кальций и доломит.

6. Сульфаты: минералы, представляющие собой соли серной кислоты: гипс, ангидрит.

7. Силикат: породообразующие минералы.

 

По кристаллографическим особенностям:

· Минералы с кристаллической структурой

· Аморфные минералы

Физические свойства

Распознавание минералов осуществляется по их физическим свойствам:

1. Цвет – обуславливается химическим составом и примесями делятся на светлые и тёмные минералы.

2. Твёрдость – сопротивление минерала механическому воздействию. Различают абсолютную и относительную твёрдость. Относительная – определяет в сравнении с другими минералами, твёрдость которых известна и оценивается по десяти – бальной шкале Мооса:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
тальк	гипс	кальций	флюорит	апатит	ортоклаз	кварц	топаз	корунд	алмаз

 

В полевых условиях используют заменители: твёрдость ногтя = 2 – 2,5; медной монеты =3; стекла = 5 – 5,5; стального ножа = 5,5 – 6.

3. Спайность – способность минерала раскапываться при ударе по определенным направлениям, образуя гладкие плоскости раскола.

Виды спайности:

· Весьма совершенная – легко раскалывает на отдельные пластины (слюда);

· Совершенная – обломки ограниченные правильными плоскостями (каменная соль);

· Несовершенная – местами заметны небольшие гладкие площадки (пирит, апатит);

· Отсутствие спайности (кварц).

 

4. Блеск – обуславливается различным отражением света от поверхности:

· Стеклянный (кварц)

· Жирный (тальк, графит)

· Металлический (пирит)

· Шелковистый

· Матовый

· Перламутровый

 

5. Излом – линия откола, бывает:

· Спайности

· Землистый

· Раковистый

Понятие о горных породах

При проектировании горных работ и строительстве подземных сооружений необходим комплекс сведений о различных свойствах горных пород. Более того нужна определённая систематизация горных пород по свойствам с тем, чтобы без проведения специальных детальных исследований можно было априорно представлять основные особенности поведения какого-либо конкретного вида пород при заданных видах воздействий и тем самым прогнозировать те или иные процессы в массиве пород.

Горные породы представляют собой плотные или рыхлые, слагающие земную кору агрегаты тех или иных минералов, а также обломков других пород. Каждая горная порода имеет минералогический состав, свою структуру и текстуру.

Структура горных пород определяется особенностями внутреннего строения, формой и размерами слагающих их элементов (минералов и цемента) и характером их взаимной связи.

Текстура горных пород определяется ее внешним обликом (слоистость, массивность и т.д.), обусловленным особенностями слагающих пород частиц.

По происхождению горные породы подразделяются на:

- осадочные породы;

- магматические породы;

- метаморфические породы.

Осадочные горные породы - это породы, сформировавшиеся на поверхности или в приповерхностной части Земной коры за счет осаждения продуктов экзогенных процессов.

Осадочные горные породы классифицируются:

- терригенные;

- органогенные;

- хемогенные.

Терригенные сложены неорганическими обломками и глинистыми частицами, снесенными в море с суши, земли (terra - земля). Это песок, глина, песчаник, конгломерат.

Органогенные образовались в результате скопления остатков организмов, большей частью их скелетов. К ним относятся известняки, диатомиты, а также каустобиолиты - бурые и каменные угли.

Хемогенные породы формируются при кристаллизации из воды различных солей. Самые распространенные из них каменная и калийная соли, гипс и др.

Магматической определяется порода, образовавшаяся в результате охлаждения и затвердевания магмы. Так как магма может остывать на глубине, внутри каменной оболочки земного шара, или на земной поверхности, то магматические породы разделяются на интрузивные (внедрившиеся в толщи горных пород) и эффузивные (излившиеся). Наиболее типичными интрузивными породами считаются гранит, диорит, габбро, перидотит и другие. Базальт, липарит, андезит принадлежат эффузивным породам.

В зависимости от текстуры и структуры метаморфические породы делятся на сланцеватые или полосчатые и массивные или плотного строения. К сланцеватым породам относятся гнейсы, слюдяные сланцы, филлиты, хлоритовые, тальковые, роговообманковые сланцы. К массивным, или плотным породам относятся серпентинит (змеевик), грейзены, скарн, роговики, мраморы, кварциты.

В земной коре обнаружены более 1000 горных пород. Они делятся на:

· Мономинеральные (гипс)

· Полиминеральные (гранит)

Классификация горных пород

По происхождению:

· Изверженные породы – образуется при остывании магмы и лавы;

· Осадочные породы – продукты разрушения других пород и накопление останков организмов;

· Метаморфические породы – породы, образовавшиеся при воздействии на извержение или осадочные высоких температур и давления.

По минеральному составу

По степени кислотности

По структуре

Структура – строение породы, определяемая различным сочетанием размеров и форм минералов (кристаллическая, скрытокристаллическая, порфировая, стекловатая)

 

Магматические горные породы

Подразделяются по условиям образования на:

1. Интрузивные (глубинные) – остывание происходит медленно полнокристаллическая равномерно зернистая структура (гранит, диориты, сиениты)

2. Эффузивные (поверхностные) – выходя на поверхность, магма теряет газы и быстро застывает, при этом образуются породы со скрытокристаллической решёткой или стекловидные. В нижней части лавы образуется мелкокристаллические породы, в верхней части – пористые (пуф, пемза и т.д.).

По кислотности SiO ₂ %:

· Ультракислотные (более 75%) – пегматит, обсидиан, туф, пемза, пепел;

· Кислые (65-75%) – гранит, кварцевый порфирит, липарит;

· Средние (55-65%) – сиенит, трахит;

· Основные (45-55%) – габбро, диабаз, базальт;

· Ультраосновные(менее 45%) – пироксениты, перидотит.

Разделение пород по SiO₂ имеет практическое значение с уменьшением кислотности возрастает плотность породы, уменьшается температура плавления, и породы лучше поддаются полировке, окраска становится темнее.

Структура пород:

· Кристаллическая (от весьма крупно – зернистой 10 мм до мелко – зернистой менее 1мм)

· Скрытокристаллическая структура (кристаллы не видны)

· Порфировая (выделяются крупные кристаллы)

· Стекловатая (кристаллическая решётка отсутствует, характерен раковистый излом).

Осадочные горные породы

Делятся по происхождению:

· Обломочные – образуются при механическом разрушении и накопление пород (гравий);

· Глинистые – образуются при механическом разрушении химической и физической переработке и осаждении веществ из водных взвесей;

· Химические образуются на суше при химическом выветривании и выпадение из растворов(известняк, гипс);

· Органогенные происходят от жизнедеятельности организмов.

Эти породы занимают 75% площади земной коры, минеральный состав достаточно разнообразен.                                                                                                                  

 

Обломочные осадочные породы

Название и форма частиц стихии

Размер частиц, мм.