Какие свойства горных пород и минералов

Земная кора состоит из горных пород и минералов. Эти ресурсы необходимы людям, поскольку из них можно изготовить разнообразные материалы и сплавы. Многие путают минералы с горными породами. Эти понятия очень близки, но не равнозначны. Чем они отличаются друг от друга? Каковы их свойства? Какие разновидности минералов и горных пород существуют? Как их используют в промышленности?

Минерал и горная порода: в чем отличие между этими понятиями?

В чем отличие минерала от горной породы? Некоторые люди считают, что эти понятия синонимичны. В действительности горные породы – это смеси разнообразных минералов. В зависимости от того, как минералы сочетаются между собой, они способны создавать разнообразные породы с разным набором физических свойств. К примеру, на основе кварца могут образовываться абсолютно разные горные породы – гранит и базальт.

Гранит

Минералы обладают следующими свойствами:

• В большинстве случаев имеют однородную кристаллическую структуру, также их структура может быть аморфной. Они бывают твердыми (сера), жидкими (нефть) и газообразными (углекислый газ).
• Наличие цвета. Минералы бывают прозрачными, полупрозрачными, мутными. Любой из минералов обладает конкретным цветом. Например, графит – черный, а малахит – зеленый.
• Спайность. У всех минеральных пород есть способность раскалываться по нескольким направлениям. В зависимости от того, насколько минерал твердый, он будет раскалываться по-разному. Различают весьма совершенную спайность (кусочки от минерала откалываются тонкими пластами), совершенную (куски в виде кристаллов откалываются при механическом воздействии), среднюю (отколотые частички обладают неправильной формой), несовершенную (плоскости у отколовшихся кусочков неровные) и весьма несовершенную (минерал ломается, как стекло).
• Способность оставлять порошковый след на фарфоровой пластинке. Любой минерал способен рисовать на фарфоре, при этом цвет его следа не всегда совпадает с цветом самого минерала.

Базальт

Ученые выделяют больше 3 тысяч основных видов минералов, но наиболее распространены лишь 300. Изучением минералов занимается минералогия, а горные породы изучает петрография.

Типы горных пород

Горные породы являются частью земной коры. Их основная особенность – длительный и непростой процесс образования. В результате различных реакций, происходящих в земной коре, минералы вступают в химическое взаимодействие и образуют многообразие горных пород. В зависимости от происхождения горные породы делятся на несколько типов: осадочные, магматические и метаморфические.

Описание осадочных пород

Осадочные горные породы наиболее распространены в земной коре. Само название «осадочные» свидетельствует об особенностях их образования: данные соединения оседают на поверхности коры нашей планеты.

Они появляются в результате выветривания магматических пород, которые рассыпаются на кусочки и скапливаются в одном месте. Постепенно, под воздействием различных внешних сил, эти скопления приобретают новую структуру и затвердевают.

Осадочные породы делятся на несколько разновидностей. В основе деления лежит специфика процесса осаждения:

• обломочные – появляются после скопления в определенном месте кусочков магматических пород, перенесенных ветром;
• хемогенные – породы, которые образуются путем отделения от водных растворов;
• биохимические – минеральные породы, которые появляются благодаря деятельности микроорганизмов;
• биогенные – остатки растительных и животных организмов.

Нередко осадочные породы образуются в результате нескольких процессов, которые протекали в какой-либо очередности. Например, известняк имеет одновременно хемогенное, обломочное, биохимическое и биогенное происхождение. Осадочные породы широко используются в строительстве.

Магматические породы

Такие минеральные смеси образуются в результате того, что магма с мантии поднимается на поверхность земли, при этом на ней появляется вулканический рельеф. Магматические породы, осевшие в толще таким образом, имеют интрузивную структуру. Под воздействием ветра и осадков породы, под которыми скрывается магматический пласт, разрушаются и дают ему выйти на поверхность.

Данные горные породы отличаются плотной кристаллической структурой, которая сформировалась в результате охлаждения магмы. Если магма остывает медленно, внутри породы формируются крупные кристаллы. При быстром остывании происходит формирование скрытокристаллической породы.

Громадные глыбы магмы, поднимаясь и остывая в толще земли, образуют батолиты. Эти породы обычно состоят из гранита, в результате эрозии они нередко выступают на земной поверхности. В природе встречаются залежи батолитов, которые простираются на несколько километров.

Метаморфические породы

Когда на магматические или осадочные породы воздействуют высокие или низкие температуры, давление, они меняют структуру. В результате этого образуются метаморфические породы, залежи которых могут занимать как небольшие участки, так и огромные подземные территории. К метаморфическим породам принадлежат сланцы, которые образовываются из глины и почвы, и мрамор, формирующийся из известняка.

Горячая магма оказывает влияние на горные породы. Под влиянием высокой температуры меняются цвет, структура и химический состав минеральных соединений. Породы способны нагреваться не только под воздействием магмы, но и при трении движущихся плит и пластов.

Классификация минералов

Классификация минералов производится на основе состава:

• Самородные минералы, состоящие только из одного основного химического элемента. К ним относятся сера, золото, графит. Их насчитывается около 90 видов.
• Сульфиды. Так называются соединения, которые состоят из нескольких элементов, один из которых — сера. К сульфидам относят сфалерит и галенит. К этой группе принадлежит еще и пирит, который еще называется «золотом дураков», потому что соединение обладает блеском и характерным желтым цветом.
• Сульфаты. Данное название носят натуральные соли серы. Известно около 260 видов сульфатов, самые используемые среди них – гипс и барит. Последний выделяется своими способностями нейтрализовать вред рентгеновских лучей.
• Галоиды – группа минералов, которые образовались в результате химической реакции между галогенами и другими элементами. В состав этого вида входит около сотни минералов – все они являются осадками соленых озер и морей. Наиболее распространенный галоид – это хлорид натрия.
• Фосфаты. В группу входят соли фосфорной кислоты, которых насчитывается около 350 видов. Одно из наиболее популярных фосфатных соединений – бирюза. К этой группе причисляются и такие драгоценные камни, как апатит и пурпурит.
• Карбонаты. Под этим названием объединяют соли угольной кислоты. Среди них выделяется доломит. В Альпах есть массив, который почти полностью состоит из этого минерала. Горы называются Доломитовые Альпы. Под воздействием солнечного света они приобретают розовый цвет.
• Окислы – образуются при соединении оксидов с металлами. Ученые описали около 300 разновидностей этих минералов. К наиболее распространенным окислам относятся кремень, опал и александрит. Наиболее необычным видом этой группы можно назвать аметрин – довольно редкий драгоценный камень.
• Силикаты. Данная группа является наиболее многочисленной. В силикатах содержится алюминий и кремний. В состав этих минералов входят ионы железа, магния, натрий, калий и многие другие микроэлементы. К наиболее известным минералам группы относятся глины, полевой шпат, изумруд, турмалин, нефрит и др.

Использование этих природных соединений человеком

Горные породы и минералы сыграли огромную роль в развитии нашей цивилизации. Так, кремний был материалом для изготовления первых орудий труда. Из глины люди с давних времен изготавливали разные предметы. Не обходятся без этого полезного ископаемого люди и сегодня. Из глины делают строительные материалы, посуду и даже косметику.

Известняк, песок, глина, мел, гипс, мрамор нашли широкое применение в строительстве. Такие породы, как железистые кварциты, используют для получения чугуна и стали.

Некоторые минералы нашли свое применение в радиоэлектронике, оптике, химической промышленности и в космической отрасли.

Многие силикаты и окислы использовались для украшения аксессуаров и разнообразных атрибутов. Нефриты, изумруды, опалы, александриты используются для дорогих украшений, описание всех этих и других минералов встречаются в старинных книгах ювелиров.

К минералам относятся также самородные золото, серебро и платина. Сферы, в которых их применяют: ювелирное дело, электроника, машиностроение.

Геология – совокупность наук, изучающих историю образования нашей планеты, ее недра и доступную для исследования оболочку. Геология особое значение уделяет детальному исследованию минералов и горных пород.

В этой статье мы коснемся основ геологии, популярной терминологии, классификации пород применяющейся в области природного отделочного камня.

Итак, начнем с азов: минералы и горные породы. Это принципиально разные термины, которые не следует путать.

Разнообразие горных пород и минералов

Земная кора состоит из разнообразных горных пород и минералов. Со многими из них мы часто встречаемся в повседневной жизни: поваренная соль, графит, тальк, пемза, мрамор и многие другие. Горные породы и минералы имеют разный состав, внешний вид, цвет.

Минералы

Природное тело, обладающее определенным химическим составом и кристаллической структурой. Грубо говоря, минерал – это однородное по химическому составу твердое вещество, хотя внешне оно может быть неоднородным, с незначительным содержанием примесей и прослоек.

Минерал может иметь несколько минеральных видов, отличных небольшими колебаниями химического состава. К примеру, кварц встречается в разных видах с характерными оттенками: белый кварц, сиреневый аметист, прозрачный горный хрусталь, желтый цитрин, темный дымчатый кварц.

Интересный факт: к минералам относят и самородную ртуть, которая способна приобретать четкую кристаллическую решетку при замерзании. А вот вода признана не минералом, а раствором минерала «лед»!

В нашем каталоге минералы представлены в элитной отделочной коллекции: полудрагоценные минералы — аметист, содалит, малахит и агат; а также часто встречающийся в земной коре – кварц.

Существует множество классификаций минералов.

Мы остановимся на той, что основана на распространенности в толщах горных пород:

• Породообразующие – самые распространенные, слагают основную массу горной породы (кварц, полевые шпаты, кальцит, плагиоклазы);
• Акцессорные – минералы, часто встречающиеся в горных породах в виде небольших включений (к примеру, гранат, слюды);
• Рудные минералы (самородные металлы, а также сульфиды и окислы металлов). Рудные минералы обладают металлическим блеском, отчего довольно легко различимы в породах. Часто используются как источник выплавки руды.
• Редкие минералы – единичные минеральные агрегаты. Большинство недавно открытых минералов являются крайне редкими.

Горные породы

Природное образование, возникшее в недрах или на поверхности земли, сложенное несколькими минеральными видами. Т.е. это полиминеральное природное образование. Минералы, входящие в состав породы, а также ее залегание зависят обусловлены геологическими условиями генезиса.

Именно условия образования пород лежат в основе их главной классификации. Итак, 3 группы горных пород:

Магматические породы

Образуются за счет остывания раскаленной магмы – это может происходить на поверхности земли и дне океана (базальты) или же в недрах на различной глубине (граниты). Для магматических пород характерна высокая устойчивость, отчасти объяснимая условиями их образования – при сверхвысоких температурах и давлении. В составе этих пород преобладает кремнезем (кварц), плагиоклазы, полевые шпаты, слюда, реже – рудные минералы.

Граниты, базальты и родственные им породы широко применяются во всех областях отделки: строительстве, архитектуре, ландшафтном благоустройстве. Для магматических пород характерен широкий диапазон цветов и текстур: от однородных бежевых, серых и черных до ярких оттенков красной, желтой, синей гаммы. Как правило, сложный витиеватый рисунок присущ магматическим породам, прошедшим также через сильные метаморфические изменения. Такие породы относятся и ко второй группе:

Метаморфические породы

Это магматические или осадочные породы, которые в толще земли подвергались сильным изменениям за счет высоких температур и давлений, подвижек земной коры, а также при воздействии на них инородных растворов. В этих обстоятельствах порода меняет минеральный состав, плотность, степень кристалличности и другие физико-химические характеристики.

К метаморфическим породам относят кварцит, сланцы, многие разновидности гранитных пород, скарны и амфиболиты. Применение этих пород не ограничено: практически любая интерьерная и экстерьерная отделка, изготовление изделий.

Осадочные породы

Породы, которые образуются в процессе изменения континентальных или морских отложений в самых верхних слоях земной коры. Осадочные горные породы образуются за счет выветривания и разрушения магматических или метаморфических пород; при разрушении и минеральном замещении останков организмов (раковин, моллюсков); в процессе преобразования материнской породы в глинистое вещество.

Области применения минералов

Минералы применяются в различных сферах человеческой деятельности. Область применения зависит от состава и других характеристик. Многие экземпляры используют в чистом виде, из некоторых выделяют другие химические элементы.

Сферы применения минералов:

• Ювелирное дело. Ювелиры подразделяют ископаемые на поделочные, ювелирно-поделочные, ювелирные, драгоценные и полудрагоценные. Из камней делают различные украшения и сувениры. Ими украшают предметы быта. Для получения необходимых экземпляров минералы подвергают огранке. На фото представлены ограненные камни.
• Строительство. Породы могут быть самостоятельным строительным и облицовочным материалом или служить для их производства.
• Изготовление абразивных и антиабразивных материалов.
• Радиоэлектронная промышленность. Особую популярность в этой сфере имеют кварцевые породы.
• Производство посуды и керамических изделий.
• Медицинская промышленность. Например, тальк применяют при изготовлении перчаток.
• Производство оптики.
• Химическая и металлургическая промышленность. В этих сферах чаще всего используют вещества, полученные при переработке природных минералов.

Список самых распространенных горных пород, используемых человеком

Горные породы в зависимости от состава, способа образования, химических характеристик и структуры делят на классы и группы, в которые входят отдельные минералы. Описать все горные породы сложно. В некоторые классы входят от нескольких десятков до сотни различных элементов.

В таблице приведен список наиболее популярных и распространенных природных ископаемых.

Многие горные породы состоят из элементов, относящихся к разным группам ископаемых.

Наиболее интересные из них:

• Гранит. Содержит слюду, кварц и полевые шпаты.
• Песчаник. Образуется из обломков различных пород, которые сцементированы различными минералами.
• Сланец. Характеризуются слоистой структурой, образованной при спрессовывании нескольких горных пород.

Источники:

https://kamnemir.ru/articles/geology/#

https://interneturok.ru/lesson/geografy/5-klass/litosfera-tvyordaya-obolochka-zemli/gornye-porody-mineraly-i-poleznye-iskopaemye

https://moykamen.com/galereya/gornye-porody-kamnej.html#i-7