Самородные элементы (минералы)

К этому классу относятся минералы, состоящие их одного химического элемента и называемых по этому элементу. Например: самородное золото сера и т.д. Все они подразделяются на две группы: металлы и неметаллы. В первую группу входят самородные Au, Ag, Cu, Pt, Fe и некоторые др., во вторую – As, Bi, S и С (алмаз и графит).

34. Окисиды и гидроксиды. Минералы этого класса очень широко распространены в природе и играют большую роль в сложении земной коры. Оксиды и гидроксиды образованы примерно тридцатью химическими элементами. Сейчас известно около 200 минералов, представляющих собой оксиды или гидроксиды металлов, реже полуметаллов и металлоидов. Все они соответствуют примерно 5 % от общего веса литосферы. Наиболее многочисленны оксиды, содержащие железо. Свободная SiO₂ существует в природе главным образом в виде кварца и его разновидностей и очень широко распространена в земной коре. По своей кристаллохимии кварц тесно связан с силикатами, поэтому современная классификация минералов допускает рассмотрение кварца не в классе оксидов, а в классе силикатов.

35. Это соли галоидоводородных кислот: фториды, хлориды, бро­миды, йодиды. В земной коре широко распространены только фто­риды и хлориды.

Фтористые минералы — соли фтористоводородной кислоты НF, или фториды, — в основном светлые, обладают небольшой твер­достью и низкой плотностью. Агрегаты их кристаллически-зерни­стые, землистые, корочки, встречаются кристаллы и друзы, Легко разлагаются при нагревании в Н₂SО₄ с выделением НF. Это мине­ралы магматического, пневматолитового и гидротермального генезиса. Встречаются они также в возгонах вулканов. Некоторые из них осадочного происхождения.

Хлористые минералы — соли хлористоводородной кислоты НС1, или хлориды натрия, калия и магния. Редко встречаются соли серебра, меди, свинца и ртути.

36. Характеристика минералов класса сульфидов

Минералами называются природные химические соединения или отдельные химические элементы, возникшие в результате физико-химических процессов, происходящих в Земле. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, и лишь незначительная часть - в аморфном. Свойства кристаллических веществ обусловливаются как их составом, так и внутренним строением, т.е. кристаллической структурой. В кристаллических решетках расстояния между элементарными частицами и характер связей между ними в разных направлениях неодинаковы (рис. 2.1), что обусловливает и различие свойств. Такое явление называется анизотропией или неравносвойственностью кристаллического вещества. Анизотропия кристаллических веществ проявляется во многих их особенностях. Например, в способности кристаллического вещества самоограняться, т.е. образовывать многогранники - кристаллы, форма кристаллов разнообразна и зависит, прежде всего, от внутреннего строения данного соединения.

38. Соли кислородных кислот. В этот класс минералов входят соли различных кислородных кислот, главными из которых являются угольная (карбонаты), серная (сульфаты), фосфорная (фосфаты) и кремневая (силикаты), выделяемые в виде отдельных подклассов. Карбонаты и силикаты имеют особенно большое значение как породообразующие минералы. Учитывая сложность и важность рассматриваемого класса минералов целесообразно привести краткое описание каждого из отдельных подклассов.

39. Силикаты представляют собой наиболее многочисленный подкласс минералов и слагают около 90 % массы вещества земной коры. Они входят в состав многих горных пород. Одним из главных элементов в составе силикатов является кремний, для которого характерна связь с кислородом. Кремний практически всегда четырехвалентный с ионным радиусом для Si⁴⁺, равным 0,39 А, что позволяет ему находиться в окружении четырех атомов кислорода, расположенных в вершинах тетраэдра (рис. 9). Такая тетраэдрическая группировка [SiO₄]^4- - кремнекислородный тетраэдр - является основой, своеобразным "элементарным кирпичиком", для описания структур всех силикатов. Расстояние Si-O в тетраэдре равно 1,62 А, а между двумя атомами кислорода 2,65 А. Группа [SiO₄]^4- обладает четырьмя свободными валентными связями, за счет которых происходит присоединение ионов других химических элементов (обычно Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, реже Mn, Ti, B, Zr, Li и др.). Кремнекислородные тетраэдры в структурах силикатов могут быть обособленными один от другого, а могут и соединяться между собой за счет общего иона кислорода (рис. 10). Соединение кремнекислородных тетраэдров практически всегда происходит через их вершины, при этом могут образовываться довольно сложные кремнекислородные кластеры. Силикаты в структуре которых кремнекислородные тетраэдры [SiO₄] или кластеры (например, группа сдвоенных тетраэдров [Si₂O₇] или кольцевой радикал [Si₆O₁₈]) находятся в виде изолированных "островов" получили название островные силикаты. Многократно повторяющиеся присоединения тетраэдров друг к другу могут привести к возникновению "бесконечных" одномерных цепочек или лент, двумерных плоскостей или трехмерных каркасов. По форме бесконечно вытянутых построек из кремнекислородных тетраэдров силикаты подразделяются на цепочечные, ленточные, слоистые (листовые) и каркасные (рис. 10). Примеры наиболее широкораспространенных породообразующих силикатов приведены в следующей таблице.

40. Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся,очевидно, из магмы(расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различаютинтрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

· По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.

· Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты.

· Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы,андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты.

· По степени вторичных изменений интрузивные породы делятся на кайнотипные, «молодые», неизменённые, и палеотипные, «древние», в той или иной степени изменённые и перекристаллизованные главным образом под влиянием времени.

· К эффузивным породам относятся также вулканогенно-обломочные породы, образующиеся при изверженияхвулканов и состоящие из различных обломков пирокластитов (туф, вулканические брекчии). Такие породы называются пирокластическими.

· В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO₂) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы, о чём подробно рассказывается при описании химического состава магматических горных пород. Чем больше SiO₂ в породе, тем она светлее.

41. Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно. Генезис осадочных горных пород [править]

«Осадочные горные породы» объединяют три принципиально различные группы поверхностных (экзогенных) образований, между которыми практически отсутствуют существенные общие свойства. Собственно из осадков образуются хемогенные (соли) и механогенные (обломочные, частично терригенные) осадочные породы. Образование осадков происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Но применительно к органогенным породам довольно часто термин «осадок» не применим. Так если осаждение скелетов планктонных организмов ещё можно отнести к осадкам, то куда отнести скелеты донных, а тем более колониальных, например, кораллов, организмов не ясно. Это говорит о том, что сам термин «Осадочные горные породы» является искусственным, надуманным, он является архаизмом. Вследствие этого В. Т. Фролов пытается заменить его термином «экзолит». Поэтому анализ условий образования этих пород должен происходить раздельно.

Классификация осадочных горных пород [править]

В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического,биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.

42. Метаморфизм – это процесс преобразования горных пород под воздействием эндогенных факторов при сохранении твердого состояния.Процессу метаморфизма подвергаются все группы пород – магматические, осадочные и метаморфические, если они попадают в новые условия.

Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толщеземной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породыподвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различныхгазовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.

Состав метаморфических пород [править]

Химический состав метаморфических горных пород разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава исходных пород, так как в процессе метаморфизма происходят изменения под влиянием приносимых водными растворами веществ и метасоматических процессов.

Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца(кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложных силикатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.

Физико — химические условия образования метаморфических пород, определённые методами геобаротермометрии весьма высокие. Они колеблются от 100—300 °C до 1000—1500 °C и от первых десятков баров до 20—30 баров

43. Рассматривая различные кристаллы, мы видим, что все они разные по форме, но

любой из них представляет симметричное тело. И действительно симметричность

это одно из основных свойств кристаллов. К понятию о симметрии мы привыкли

с детства. Симметричными мы называем тела, которые состоят из равных

одинаковых частей. Наиболее известными элементами симметрии для нас

являются плоскость симметрии (зеркальное отображение), ось симметрии

(поворот вокруг оси, перпендикулярной к плоскости). По углу поворота

различают порядок оси симметрии, поворот на 180о – ось симметрии 2-ого

порядка, 120о – 3-его порядка и так далее. Есть и еще один элемент

симметрии - центр симметрии.

Представьте себе зеркало, но не большое, а точечное: точку, в которой

все отображается как в зеркале. Вот эта точка и есть центр симметрии. При

таком отображении отражение поворачивается не только справа налево, но и с

лица на изнанку.

Все кристаллы симметричны. Это значит, что в каждом кристаллическом

многограннике можно найти плоскости симметрии, оси симметрии, центры

симметрии и другие элементы симметрии так, чтобы совместились друг с другом

одинаковые части многогранника. Введем еще одно понятие относящиеся к

симметрии полярность. Представим конус и цилиндр, у обоих объектов есть по

одной оси симметрии бесконечного порядка, но они различаются полярностью,

у конуса ось полярна (представим центральную ось в виде стрелочки,

указывающей к вершине), а у цилиндра ось неполярна.

Поговорим о видах симметрии в кристалле. Прежде всего, в кристаллах

могут быть оси симметрии только 1, 2, 3, 4 и 6 порядков. Представим

плоскость, которую надо полностью покрыть семи -, восьми -,

девятиугольниками и т.д., так чтобы между фигурами не оставалось

пространства, это не получится, пятиугольниками покрыть плоскость так же

нельзя. Очевидно, оси симметрии 5, 7-го и выше порядков не возможны, потому

что при такой структуре атомные ряды и сетки не заполнят пространство

непрерывно, возникнут пустоты, промежутки между положениями равновесия

атомов. Атомы окажутся не в самых устойчивых положениях и кристаллическая

структура разрушится.

В кристаллическом многограннике можно найти разные сочетания

элементов симметрии – у одних мало, у других много. По симметрии, прежде

всего по осям симметрии, кристаллы делятся на три категории.

К высшей категории относятся самые симметричные кристаллы, у них

может быть несколько осей симметрии порядков 2,3 и 4, нет осей 6-го

порядка, могут быть плоскости и центры симметрии. К таким формам относятся

куб, октаэдр, тетраэдр и др.

Им всем присуща общая черта: они примерно одинаковы во все стороны.

У кристаллов средней категории могут быть оси 3, 4 и 6 порядков, но

только по одной. Осей 2 порядка может быть несколько, возможны плоскости

симметрии и центры симметрии. Формы этих кристаллов: призмы, пирамиды и др.

Общая черта: резкое различие вдоль и поперек главной оси симметрии.

У кристаллов низшей категории не может быть ни одной оси симметрии 3

4 и 6 порядков, могут быть только оси 2 порядка, плоскости или центр

симметрии. Структура данных кристаллов самая сложная.

Из кристаллов к высшей категории относятся: алмаз, квасцы, гранаты

германий, кремний, медь, алюминий, золото, серебро, серое олово вольфрам,

железо; к средней категории – графит, рубин, кварц, цинк, магний, белое

олово, турмалин, берилл; к низшей – гипс, слюда, медный купорос, сегнетовая

соль и др. ПРОСТЫ́Е ФО́РМЫ КРИСТА́ЛЛОВ, совокупность кристаллографически одинаковых граней, совмещающихся друг с другом под действием операций симметрии данного класса. Т.е. простой идеальной формой кристалла называется многогранник, все грани которого можно получить из одной грани с помощью преобразований симметрии, свойственных точечной группе симметрии данного кристалла. Для всех граней простой формы идеального кристалла скорости роста одинаковы, все грани равны кристаллографически и по своим физическим и химическим свойствам.

44.45.46.47.48.49.50.

51. 1. Приступим к рассмотрению геологических процессов, которые делятся на две группы: ЭНДОГЕННЫЕ (изнутри рожденные) и ЭКЗОГЕННЫЕ (извне рожденные).

Эндогенные процессы — «созидатели», они создают на Земле горы, поднятия, впадины и котловины, создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые.

Экзогенные процессы — «разрушители» всего того, что создают эндогенные процессы. Но разрушая, они создают свой рельеф и новые горные породы и минералы.

52. Под выветриванием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры.

Это преобразование зависит от ряда факторов: колебаний температуры, химического воздействия воды и газов - углекислоты и кислорода (находящихся в атмосфере и в растворенном состоянии в воде); воздействия органических веществ, образующихся при жизни растений и животных и при их отмирании и разложении. Т.е. процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием приповерхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Именно граничная область разных фаз обладает высокой реактивной способностью. Приповерхностная часть земной коры, в которой происходит преобразование минерального вещества, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза.

Процесс выветривания зависит от климата, рельефа, органического мира и времени. Сочетания перечисленных факторов обуславливает многообразие процессов выветривания. Особенно велика роль климата, являющегося одной из главных причин и движущей силой выветривания. Из совокупности климатических элементов наибольшее значние имеет тепло (приходно-расходный баланс лучистой энергии) и степень увлажнения (водный режим.

53.Геологическая деятельность временных потоков

Геологическая работа поверхностных текучих вод зависит от массы воды и скорости ее течения. Чем больше масса и скорость, тем больше совершаемая работа. Она складывается из смыва, размыва (эрозии), переноса и отложения (аккумуляции) продуктов разрушения горных пород. Деятельность поверхностных вод, или водная денудация, имеет огромное значение в формировании рельефа. Она приводит к расчленению и в целом к понижению поверхности материков

54. Геологическая деятельность моря.

Моря и океаны занимают около 361 млн.км2. (70,8% всей земной поверхности). Общий объем воды в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем воды, которая составляет 1370 млн. км2. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет большую разрушительную и созидательную работу. На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась их водами. На дне морей и океанов накапливались мощные толщи осадков. Из этих осадков образовались различные осадочные горные породы.

55.

Геологическая деятельность рек.

Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф. Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, смешанное, за счет подземных вод. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется меженью, а высокого - паводком или половодьем. Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока - стержне, меньше - у берегов.

56..Геологическая деятельность ледников.

Условиями образования ледника являются: обилие атмосферных осадков, выпадающих при температуре ниже 0° С, накапливающихся выше так называемой снеговой линии (полосы, в пред. которой среднегодовое количество твердых осадков равно их убыли). Отрицательная температура сохраняет в пределах Северного и Южного полюсов, на Западном Кавказе (>2700 м.), в Гималаях (> 5500 м.). При похолодании и увеличении влажности граница этой температуры перемещается вниз, при потеплении и уменьшении влажности – вверх.

Накапливающийся в течении многих тысяч лет лед превращается в зернистый – фирн, затем под давлением

57. Геологическая деятельность ветра

Разрушительная деятельность: дефляция и корразия

Перенос материала ветром

Аккумулятивная деятельность ветра

Эоловые формы рельефа

Деятельность ветра является одним из важнейших геологических и рельефообразующих факторов на поверхности суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими отложения рельефа и формы называют эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии). Эоловые процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

Геологическая деятельность ветра складывается из процессов разрушения пород, переноса материала и его аккумуляции, тесно взаимосвязанных и протекающих одновременно.

Поиск по сайту: