Горные породы и минералы
Понятия «горная порода»
и «минерал» относятся
к основным в геологии. Вся толща земной
коры состоит из разнообразных по свойствам,
составу и происхождению горных пород.
В свою очередь горная порода построена
из минералов. Состав и свойства горной
породы определяются составом и свойствами
минералов, из ко торых она состоит, их
размерами, формой, взаимным расположением
и силой сцепления между ними.
Горные породы — это твердые природные вещества, слагающие
Землю. Вы можете встретить их повсюду:
в холмах и горах, в скалах на морском побережье,
в стенах больших зданий, в битом камне,
покрывающем поверхность дороги. Горные
породы также лежат под океанами и морями
и подо льдом в полярных районах. Существует
три основных типа горных пород: магматические, осадочные
и метаморфические. Магматические
и метаморфические составляют более 90
% массы земной коры, остальные 10% приходится
на долю осадочных пород. Вместе с тем
осадочные горные породы покрывают 75%
площади земной поверхности.
Магматические породы. Они образуются из горячей расплавленной
массы, которую называют магмой. Магма
прорывается вверх с больших глубин сквозь
кору Земли. Иногда она достигает поверхности
в виде лавы, изливающейся из извергающегося
вулкана. Остывая, магма затвердевает
и образует горную породу. Какой именно
вид магматической породы образуется,
зависит от того, из чего состоит магма,
где она охлаждается и как много времени
ей нужно, чтобы остыть. После охлаждения
минералы в магме приобретают кристаллическую
структуру. Чем дольше остывают кристаллы,
тем крупнее они становятся. Примером
магматических горных пород являются
гранит, базальт, пемза.
Гранит - кристаллическая горная порода.
Состоит из полевых шпатов, кварца, слюды,
и других минералов. Используется как
строительный и декоративный материал. Базальт слагает ложе океанов
и значительные площади на континентах.
Его используют как строительный материал.
Осадочные породы. Мягкие и подвижные песок, или остатки
мелких животных и растений на дне рек,
озер и морей образуют осадочные горные
породы: песчаник, аргиллит и известняк.
Эти породы — часть грандиозного кругового
процесса разрушения и отложения материала,
непрерывно происходящего в природе. Наземные
породы разрушаются под действием ветра,
воды, льда и корней растений. Мелкие кусочки
песка, суглинка или глины затем сдуваются
ветром либо смываются водой в реки или
озера. За долгие годы в одном месте могут
отложиться миллионы таких зернышек, нарастая
толстыми слоями на суше либо под водой.
Самые обширные области отложения осадка
находятся в море. Там осадок образуется
еще и в результате разрушения берегов
под воздействием самого моря.
Осадочные породы образуются
также и в результате отложения, обычно
на дне океана, остатков погибших в давние
времена растений и животных. Такой материал
называют органическими остатками. На
суше растительные остатки затвердевали,
превращаясь в отложения торфа и каменного
угля. В море скелеты и раковины крошечных
существ, затвердевая, образовывали меловые
и известковые породы.
Осадок преобразуется в горную
породу, если происходят два главных изменения.
Сначала на более глубокие слои осадка
давит масса лежащего выше песка и ила,
и вода из этих слоев выдавливается. На
следующем этапе образуется нечто вроде
цемента. Вода, остающаяся вокруг осадка,
содержит растворенные в ней минералы.
Теряя в дальнейшем воду, эти минералы
образуют кристаллы.
Метаморфические
породы. Слово «метаморфический» означает
«имеющий измененную форму». Они формируются
из осадочных или магматических пород,
погребенных глубоко под землей и нагретых
до очень высоких температур либо подвергшихся
огромному давлению, а также воздействию
горячих растворов и газов. Когда магма
прорывается вверх сквозь кору Земли,
она нагревает окружающие породы. Песчаник,
сквозь который проходит магма, может
спекаться в твердый кварцит, а известняк
— в мрамор. Этот процесс называют метаморфизмом.
Он захватывает только небольшие участки
породы вблизи поднимающейся магмы.
Широкомасштабный метаморфизм
может происходить при горообразовании.
Так, при столкновении крупных плит земной
коры возникает колоссальное давление.
И давление, и высокая температура могут
преобразовывать осадочные породы на
дне океанов (например, аргиллит и песчаник)
в метаморфические породы (например, в
глинистый или кристаллический сланец).
Минералы — это однородные по составу
и кристаллической структуре вещества,
служащие строительным материалом для
горных пород. Каждая разновидность горных
пород состоит из одного или нескольких
минералов. Если ты внимательно рассмотришь
кусок какой-нибудь горной породы, например
гранита, то заметишь более мелкие кусочки
отдельных минералов, часто разнообразных
по цвету и форме. К минералам относятся
и обычные для нашей жизни каменная (поваренная)
соль, асбест, графит (его используют как
грифель для карандашей), тальк (идет на
гигиеническую пудру), каолин (из него
делают глиняную и фаянсовую посуду). Минералы
— это также золото, серебро и руды металлов,
например меди, олова и железа. Минералы,
высоко ценимые за красоту и редкость,
к примеру алмазы, называют драгоценными
камнями.
Одни горные породы состоят
из единственного минерала, другие же
содержат их множество. Ученые обнаружили
более 2500 различных минералов, однако
многие встречаются очень редко. Важной
особенностью многих минералов является
их окраска, а также - их форма. Минерал
можно определить по форме его кристаллов,
а также по цвету и блеску (то есть по тому,
как он отражает свет). Можно также проверить
минерал на цвет черты. Если проводить
кусками минералов по грубой белой поверхности,
то многие из них оставят отчетливую цветную
черточку.
Твердость минерала можно узнать, проверив, какие другие
минералы он может царапать. Для оценки
твердости используется так называемая
шкала Мооса, представленная десятью минералами.
Их порядковый номер и соответствует условной
единице твердости. Вот они: 1. Тальк. 2.
Гипс. 3. Кальцит. 4. Флюорит. 5. Апатит. 6.
Ортоклаз. 7. Кварц. 8. Топаз. 9. Корунд. 10.
Алмаз. Каждый последующий в шкале Мооса
минерал царапает своим острым концом
все предыдущие. Любой минерал царапает другой,
который мягче его, но не тот, который тверже.