История взглядов на образование Земли

«Минерал — это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии» (Годовиков А. А., «Минералогия», М., «Недра», 1983).

По определению академика Н. П. Юшкина (1977), «минералами называются естественные дискретные органически целостные системы взаимодействующих атомов, упорядоченных с трёхмерной неограниченной периодичностью их равновесных положений, являющиеся относительно неделимыми структурными элементами горных пород и дисперсных фазовогетерогенных образований. Вся совокупность минералов составляет минеральный уровень структурной организации неорганической материи, спецификой которого является кристаллическое состояние, определяющее свойства, законы функционирования и методы исследования минеральных систем».

Понятие «минерал» часто  употребляется в значении «минеральный вид», то есть как совокупность минеральных  тел данного химического состава  с данной кристаллической структурой.

Кристаллическая структура является и важнейшей диагностической характеристикой минерала, и носителем заложенной в минерале генетической информации, расшифровкой которой среди прочего занимается минералогия. Вопрос о целесообразности отнесения к минералам в порядке «исключений из правила» некоторых некристаллических (жидких или рентгеноаморфных) продуктов является спорным и до сих пор дискутируется учеными. Вместе с тем современные исследования показали, что некоторые аморфные, как считалось ранее, геологические продукты, например опал, устроены сложнее, чем считалось ранее и обладают внутренней «структурой дальнего порядка».

Горные  породы. К ним относятся природные  сочетания минералов, относительно постоянного химического состава, которые образуют самостоятельные  геологические тела, слагающие земную кору. Изучением горных пород занимается наук петрография (петро - скала, графо - описание). По происхождению горные породы подразделяются на: осадочные, магматические 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 горные породы  образуются в результате внедрения  магмы по разломам из мантии. Из магматических пород наиболее  распространенными являются гранит  и базальт. Гранит - кристаллическая  интрузивная горная порода. Состоит  из полевых шпатов, кварца, слюды,  и других минералов. Используется  как строительный и декоративный  материал. Базальт - эффузивная порода, черного цвета. Базальт слагает  ложе океанов и значительные  площади на континентах. Его  используют как строительный  материал. Что такое батолиты, штоки,  жилы, потоки, габбро? (задание для  СРС)

         Осадочные горные породы образуются  в поверхностной части земной  коры в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадков из воды, жизнедеятельности организмов. В зависимости от способа образования различают обломочные, химические (хемогенные), органогенные (биогенные), глинистые породы. Обломочные породы бывают рыхлыми и сцементированными, по величине выделяют мелкообломочные, среднеобломочные, грубообломочные. Хемогенные породы образуются в результате осаждения из воды морей, лагун, озер растворенных в ней химических соединений. Органогенные породы образуются в результате накопления остатков растений и животных и продуктов их жизнедеятельности. Глинистые породы - наиболее широко распространенные осадочные породы. Они состоят из продуктов механического и химического разрушения различных пород.

      Задание для СРС. Выписать характерные  для каждой группы горные породы  и дать их краткую характеристику.

     Метаморфические горные породы  возникают в результате глубокого  изменения различных осадочных  и магматических горных пород,  оказавшихся на глубине, под  влиянием высокой температуры,  давления, горячих водных растворов  и газов. Наиболее распространенными  являются гнейсы. Они образуются  в результате метаморфизма гранитов  и многих осадочных пород. Базальты  в результате метаморфизма образуют  амфиболы, песок превращается в  кварциты, глина в глинистый сланец. Известняки и доломиты в результате  перекристаллизации превращаются  в мрамор, каменный уголь в  графит.

       Задание для СРС. Выписать характерные  для каждой группы горные породы  и дать их краткую характеристику  по учебнику Никоновой и Данилова (твердость, плотность, цвет, цвет  черты, блеск, спайность, излом,  прозрачность).

      Минералы - химические соединения, образовавшиеся  в результате природных процессов  и обладающие определенным химическим  составом и физическими свойствами. Минералами занимается наука  минералогия. Минералы обычно  твердые тела, но могут быть  и жидкими, например нефть,  вода, ртуть и газообразными (метан,  диоксид углерода, сероводород). Свойства  минералов на семинарском занятии.                       

      Самородные элементы. В этот класс входят минералы, состоящие из одного химического элемента. Известно около 80 самородных элементов, включая и газы: азот, кислород, водород, инертные газы.

Золото. Встречается главным образом в самородном состоянии. Обычно золото распространено в виде мельчайших зерен. Иногда встречаются самородки в несколько грамм, и даже килограмм. Так в Австралии был найден самородок весом 93, 5 кг. Цвет золотисто-желтый, блеск металлический. Чистое золото довольно мягкий металл, с твердостью 2,5-3. Характерным признаком является также большая плотность. Минерал обычно содержит примесь в виде твердого раствора серебра, реже меди. С увеличением доли серебра появляется белый оттенок.  Ценность золота обусловлена не только его редкостью, но и малой химической активностью. На воздухе оно абсолютно не изменяется, не действуют на него и большинство кислот. Его растворяет только <царская водка> - смесь соляной и азотной кислоты.  Происхождение золота - гидротермальное - оно выделилось из горячих водных растворов, связанных с кислой и средней магмой. Золото ковкий, тягучий металл с высокой электропроводностью. На воздухе не окисляется. Широко используется в технике, медицине, ювелирном деле. Наиболее крупные месторождения: в Бурятии - Окинский район  (Зуун-Холба), Баунтовский район (Ирокинда), Хоринский район (верховья реки Курбы); в России - Восточная Сибирь, Урал, Алтай; в мире - Южная Африка, США, Канада, Австралия.

Платина. В чистом виде встречается редко. Известны твердые растворы в платине железа, палладия, меди, никеля иридия. Платина встречается в виде зернистых масс, иногда образующих самородки массой в несколько грамм. Самородки более килограмма встречаются очень редко. Цвет платины серебрянно-белый, твердость 4 - 4,5. Встречается в коренных месторождениях и россыпях.  Платина обладает высокой электропроводностью, химической стойкостью и тугоплавкостью. Она имеет очень большое значение для современной промышленности. Ее используют для изготовления химических катализаторов, электрических контактов, измерительных эталонов, химической посуды, в ювелирном деле. Крупнейшие месторождения: в России - Средняя Сибирь (Норильск), Урал, Алданское нагорье; в мире - ЮАР, Канада, США.

Графит. Название происходит от греческого графо - <пишу>. Встречается виде тонкочешуйчатых, землистых агрегатов, пластинок. Цвет темно-серый, железисто-черный. Цвет четы - свинцово- черный. Блеск полуметаллический. Твердость 1. Огнеупорен, Спайность совершенная. Происхождение магматическое и метаморфическое. Может образовываться из угля при высокой температуре или при повышенном давлении.  Применяется в металлургии, в электронике, атомной промышленности, полиграфии, производстве карандашей, как смазочный материал. Основные месторождения: в Бурятии - Боярск, Улур - (Курумканский район), Бурлаковское (Прибайкальский район); в России - Красноярский край; в мире - Шри-Ланка, Чехия, США.

Алмаз. Алмаз - ценнейший драгоценный камень. Имеет мощную кристаллическую решетку. Минерал прозрачный, иногда бесцветный. Под влиянием примесей может быть желтоватым, бурым, зеленым, черным, розовым. Блеск - алмазный. Спайность весьма совершенная. При температуре 1500 градусов Цельсия переходит в графит. При нагревании сгорает с образованием углекислого газа. Происхождение алмаза - магматическое. Основные месторождения: в России - Урал, Якутия, Архангельская область; в мире  -  Конго, ЮАР. Ботсвана, Намибия, Индия. Алмаз широко используется в ювелирном ремесле. Искусственно ограненный алмаз называется - бриллиантом. Алмаз также используется в строительной промышленности, металло- и камнеобработке. Широко используют при бурении скважин, резки стекла.

Сера. Самородная сера представляет собой ярко-желтые кристаллы или их сростки. Кристаллы серы обычно прозрачны, они имеют жирный и алмазный блеск, низкую твердость (2). Черта бесцветная, спайность совершенная, излом неровный, горит с выделением сернистого газа. Самородная сера содержится в осадочных породах, где возникает в результате жизнедеятельности некоторых видов бактерий. Сера нередко встречается в вулканических районах.  На заре человеческой цивилизации серу использовали в медицинских и косметологических целей. Позднее из нее стали изготавливать серную кислоту, удобрения, порох. В настоящее время используется в бумажной, резиновой, лакокрасочной отраслях химической промышленности.   Основные крупные месторождения: США, Туркмения, Украина,  Италия, Польша, в России - Урал, Поволжье, Камчатка, Курильские острова.   

Медь. Это метал красноватого цвета, по физическим свойствам очень похожий на золото. Но медь не так устойчива к внешним воздействиям и обычно покрыта черными или зелеными корочками (оксидами солей). Встречается медь в виде руды, может образовывать самородки.  Обладает высокой электропроводностью, благодаря чему является хорошим материалом для производства электрических проводов и некоторых электроприборов. Основные месторождения (Урал, Кипр, Центральный Китай, Испания, США, Чили, Заир, Перу).    

Серебро. Подобно золоту отличается высокой пластичностью, ковкостью, электропроводностью. В природе серебро встречается в самородном состоянии и в сплаве с золотом или серой. Основными его источниками служат руды, образовавшиеся при извержениях наземных и подводных вулканов, а также при застывании гранитной магмы на глубине. Основным потребителем серебра является кино и фото индустрия.     

          Сульфиды (сернистые соединения).

Галенит (свинцовый блеск). Свинцово - серый минерал с металлическим блеском, совершенной спайностью, черта серовато-серая, твердость (2-3). Происхождение гидротермальное. Галенит - основная свинцовая руда, используется в изготовлении электродов, аккумуляторов, кабелей, при производстве хрусталя, красок, в военной и атомной  промышленности. Основные месторождения: Алтай, Приморский край, Австралия, Канада, США.      

Сфалерит. (цинковая обманка). Он отличается алмазным блеском, совершенной спайностью. Цвет в зависимости от примеси железа  - от светло-желтого до черного.  Черта белая, может быть бурой и коричневой. Твердость (3-4), происхождение гидроминеральное, выделяются из горячих водных растворов. Цинк используют для предохранения железа от коррозии, применяют также в электротехнике, машино - и приборостроении, в химической, медицинской, строительной промышленности.     

Пирит (серный колчедан). Самый распространенный из класса сульфидов. Этот минерал имеет соломенно-желтый цвет, металлический блеск, цвет черты - зеленовато-черный, отличается довольно высокой твердостью (6,5). Пирит встречается в горных породах разного происхождения, образует большие залежи в гидроминеральных жилах.  Добывается в Испании, Японии, ЮАР, Норвегия, в России - Урал, Башкотарстан. 

Халькопирит (медный колчедан). Это главная медная руда, минерал латунно-желтого цвета с металлическим блеском. Твердость (3,5-4).  Спайность несовершенная, излом неровный. Основные месторождения: Германия, Канада, Испания, у нас - Урал, Алтай.

          Галоидные соединения. Получили свое название из-за того, что в состав этих минералов входят фтор, хлор, бром, йод.   

Галит (каменная соль) В очищенном виде это не что иное, как поваренная соль. Галит - прозрачный или полупрозрачный минерал со стеклянным блеском, обычно бесцветный, но примеси могут окрашивать его в серый, красный или коричневый цвет. Обладает совершенной спайностью. Используют как пищевой продукт, сырье для производства серной кислоты, соды. В природе он часто образует большие залежи - слои толщиной в сотни метров. Основные месторождения галита возникли при отступлении, высыхании древних морей. Много кристаллов галита можно обнаружить  в водах и на берегу соленых озер. Основные районы добычи: Пермская область (Соликамск), Астраханская область (Баскунчак), Белоруссия, Германия, Польша.  

Флюорит Окраска этого минерала разнообразна. Он бывает зеленым, фиолетовым, черным, желтым, розовым, коричневым, красным. Порой смена цветов происходит в пределах одного минерала. Имеет стеклянный блеск и совершенную спайность.    

Сильвин. Цвет либо красный, либо синий. Используется при производстве калийных удобрений, в стекольной и лакокрасочной промышленности, мыловарении, медицине. 

         Карбонаты. Соли угольной кислоты.

Кальцит (известковый шпат). Он обычно бывает белым, серым, бурым, зеленым, желтым, розовым и даже черным. Блеск стеклянный. Его кристаллы обладают совершенной спайностью. Основная часть кальцита в природе содержится в многокилометровых толщах осадочных пород - известняков, в метаморфизированных известняках - мраморах. Все они почти целиком сложены из карбонатных останков обитателей древних морей - морских лилий, ежей, раковин моллюсков. Используется в оптической промышленности для производства микроскопов и призм. Добыча ведется в Якутии, на Северном Кавказе, в Исландии, Германии.