Утворення мінералів ендогенного і екзогенного Походження.

Ендогенні корисні копалини – речовини, які утворилися в надрах землі внаслідок кристалізації, затвердіння магми та діяльності магматичних розчинів. До них належать:магматичні – мінеральні асоціації, що утворилися внаслідок кристалізації та (або) затвердіння магми як на глибині, всередині земної кори, так і на поверхні після виверження; у залежності від цього виділяють два головних класи магматичних корисних копалин – інтрузивні (глибинні) та ефузивні (виливні); пегматитові – крупнокристалічні мінеральні комплекси, що утворилися внаслідок кристалізації залишкового магматичного розплаву і залягають у вигляді лінз, жил, штоків та гнізд; карбонатитові – карбонатні або силікатно-карбонатні гірські породи; представлені жилами та масами неправильної форми з кальциту, доломіту і інших карбонатів, що містять рудні мінерали, просторово і генетично асоційовані з глибинними (інтрузивними) утвореннями; гідротермальні – речовини, які утворюються з гарячих водних (гідротермальних) розчинів, що циркулюють у надрах землі.

Екзогенні корисні копалини – речовини, які утворилися на поверхні землі або у верхній частині земної кори під впливом процесів вивітрювання – фізичного, хімічного, біогенного руйнування, наприклад, при дії потоків води й живих організмів.

Екзогенні корисні копалини утворюються, зокрема, на дні боліт, озер, рік, морів і океанів. Вони формуються в результаті механічного і біохімічного перетворення та диференціації мінеральних речовин ендогенного походження. Розрізнюють чотири генетичні групи цих копалин: залишкові, інфільтраційні, розсипні і осадові.

Залишкові формуються внаслідок винесення розчинних мінеральних сполук із зони вивітрювання і накопичення важкорозчинного мінерального залишку, що утворює руди заліза, нікелю, марганцю, алюмінію.

Інфільтраційні виникають при осадженні з підземних вод поверхневого походження розчинених в них мінеральних речовин з утворенням покладів руд урану, міді, срібла, золота, самородної сірки.

Розсипні утворюються при накопиченні в пухких відкладах на дні рік і морського узбережжя важких цінних мінералів, до числа яких належать золото, платина, мінерали титану, вольфраму, олова.

Осадові утворюються в процесі осадонакопичення на дні морів і континентальних водоймищ, що формує поклади вугілля, горючих сланців, нафти, горючого газу, солей, фосфоритів, руд заліза, марганцю, бокситів, урану, міді, а також будівельних матеріалів (гравій, пісок, глина, вапняк, цементна сировина).

 

Метаморфогенний процес утворення мінералів.

Метаморфогенні родовища корисних копалин утворюються під впливом процесів метаморфізму, обумовлених дією високої температури, великого тиску і хімічно активних речовин. Серед метаморфогенних родовищ виділяють: метаморфізовані, які утворилися в процесі метаморфізму з раніше існуючих родовищ корисних копалин, при цьому змінюється форма, склад, будова тіл корисних копалин, але промислове застосування мінеральної сировини не змінюється (із бокситів утворюються наждаки, із бурого залізняка — магнетит та інше) і метаморфічні, які можуть заново утворюватися із гірських порід, що раніше не мали промислової цінності (пісковики перетворюються в кварцити, вапняки — в мармур, вугілля — в графіт та інше).

 

Космогенні та штучні мінерали.

Штучне одержання мінералів становить відомий інтерес.

З одногобоку, це дозволяє досліджувати процеси мінералообразованія, з іншого --дає можливість отримувати потрібні для практики мінеральні речовини, щошироко використовується в технології будівельних матеріалів.

Штучним шляхом (методом синтезу) можна одержувати мінерали, якізустрічаються в природних умовах (алмаз, корунд, кварц і ін), і мінерали,які у природних умовах самостійно не зустрічаються (Аліто, білить ітощо), а входять до складу різних технічних продуктів, таких як цементи,вогнетриви і т.д.

Штучно отримані природні мінерали шляхом синтезу з вихіднихречовин вигідно відрізняються від своїх аналогів, утворених у природнихумовах, тому що в них відсутні хімічні і механічні домішки. Усправжні час у промислових цілях отриманий ряд мінералів, які рідкозустрічаються в природі, але володіють цінними властивостями (флюорит, корунд іін). У 1961 у СРСР синтезовані штучні алмази, міцність яких була в 40% вище природних.

Космогенні мінерали - мінерали, що утворилися в космічних (неземних) умовах. До них відносять ті, що поки не відомі або дуже рідко трапляються в земній корі —гексоніт, когеніт, карлсберит, космохлор, космохроміт (хлоритоїд) та ін.

Для космогенних мінералів характерна майже повна відсутність гідроксидів. Є також спільні для земних і космічних порід мінерали (олівіни, піроксени, плагіоклази).

 

Парагенетичні асоціації мінералів.

Парагенезис мінералів – мінеральна асоціація, що закономірно виникла в ході одного процесу, який був обмежений у просторі та часі і який здійснювався в певних фізико-хімічних умовах. Іншими словами – це закономірне спільне перебування в земній корі мінералів, які пов’язані загальними умовами виникнення. Основні фактори, що визначають парагенезис мінералів, – хімічний склад і термодинамічні умови середовища мінералоутворення.

Вивчення Парагенезису мінералів має велике значення для пошуку і оцінки родовищ корисних копалин, які мають близьку геохімічну історію. Парагенетичні асоціації мінералів групують за основними типами порід і руд. Напр., виділяють асоціації порід магматичного походження, пегматитів, метасоматитів, гідротермалітів, морських осадів, продуктів вивітрювання і метаморфізму.

 

Кристалографія. Елементи симетрії кристалів

1) Поняття про кристали.

Кристал — тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристала (атомів, молекул, йонів), що зумовлює виникнення так званої кристалічної ґратки.

Поверхня кристала обмежена площинами — гранями, лінії перетину яких є ребрами, а точки перетину ребер — вершинами. Кристал є обмежений гранями однієї або декількох простих форм (всього 47 простих форм). Проста форма — сукупність кристалографічно однакових граней.

Фізичні властивості кристалів визначаються їх складом, геометрією кристалічної структури і типом хімічного зв'язку в них. Основні властивості кристалів — однорідність, анізотропія і здатність до самоограновування.

 

Властивості кристалічних речовин.

Завдяки подібній будові кристалічні речовини мають характерні властивості, як то: стала температура плавлення, спайність, анізотропія пружність.

Властивості кристалів описуються відповідними тензорами. На основі елементів симетрії можна передбачити наявність або відсутність тих або інших властивостей кристала. Багато їхніх властивостей (забарвлення, люмінесцентні властивості, міцність, пластичність та ін.) істотно залежать від типів і кількості дефектів.

 

Симетрія кристалів.

Форми кристалів поділяють на сингонії. Серед 31 точкових груп виділяють 7 сингоній кристалів: триклінну, моноклінну, ромбічну, тетрагональну, гексагональну, тригональну, кубічну .Сингонія — група видів симетрії, що мають один або кілька однакових елементів симетрії та мають однакове розташування кристалографічних осей.

Групування базується на існуванні у кристалі певного мінерала осей симетрії - ліній, при обертанні навколо яких правильно повторюються однакові елементи обмеження та інші властивості кристалу.

З явищем симетрії ми часто зустрічаємося в навколишньому житті.
Якщо тіло можна подумки перетнути площиною так, що кожній точці а,тіла з одного боку площині, буде відповідати точка b, що лежить заінший бік площини, притому так, що пряма АВ, що з'єднує ці дваточки, перпендикулярна площині і ділиться цією площиною навпіл, то цетіло має дзеркальною симетрією. Сама площина називається в цьомувипадку площиною симетрії.

Крім дзеркальної симетрії, тіла можуть володіти ще поворотноюсиметрією. Тіло має поворотною симетрією, якщо при повороті навідповідний кут всі частини фігури поєднуються один з одним. Ось,навколо якої відбувається рух тіла, називають віссю симетрії. Дивлячись потого, скільки разів поєднатися фігура сама з собою при повному обороті навколоосі, вісь симетрії має різний порядок (1, 2, 3 і т.д.).

Тіла можуть володіти ще центром симетрії. Центр симетрії - крапка всередині тіла, щодо якої будь-яка точка тіла має іншувідповідну її точку, що лежить на такій же відстані від центру впротилежному напрямку.

Ідеальні форми кристалів симетричні. За висловом відомогоросійської кристалограф Е. С. Федерова (1853-1919), «кристали блищатьсиметрією».

У кристалах можна знайти різні елементи симетрії: площинасиметрії, вісь симетрії, центр симетрії.

Розглянемо симетрію деяких кристалічних форм. Кристали вформі куба (NaCl, KCl та ін) мають дев'ять площин симетрії, три зяких проходять паралельно гранях куба, а шість з діагоналях. Крімтого, куб має три осі симетрії 4-го порядку, чотири осі 3-го порядку ішість осей 2-го порядку

Крім того, він має центр симетрії. Всього в кубі 1 +9 +3 +4 +6 = 23 елементасиметрії. У кристалів мідного купоросу є лише центр симетрії,інших елементів у них немає.