|
|
Подготовка к тесту часть 1. Выветривание
Контактовый метаморфизм по масштабам проявления также является локальным и наблюдается в относительно узкой зоне контакта внедрившейся магмы и вмещающих ее осадочных пород. Контактовый метаморфизм выражается преимущественно в интенсивной перекристаллизации вмещающих интрузию пород. Типичными породами этого вида метаморфизма являются роговики, мраморы, кварциты, скарны.
Роговик – тонкозернистая или скрытокристаллическая, массивная или пятнистая порода с раковистым изломом, состоящая из кварца, слюд, полевых шпатов, граната, андалузита, силлиманита, реже пироксена, амфибола и других минералов. Образуется при нагреве глинистых и других тонкозернистых алюмосиликатных пород, находящихся в контакте с магматическими телами в условиях малых и умеренных глубин (до 10 км).
Скарны – крупнокристаллические, массивные, высокотемпературные контактово-метасоматические горные породы, сложенные специфическими известковыми или магнезиально-железистыми силикатами. Образуются при воздействии высокотемпературных флюидов в зоне взаимодействия алюмосиликатных (обычно кислых) магм с карбонатными породами.
Породы динамометаморфизма развиты на небольших участках, прилегающих к зонам разрывных нарушений, где породы испытали ориентированное давление, превысившее предел их прочности, и подверглись механическому дроблению и истиранию без перекристаллизации или с частичной перекристаллизацией. Этот вид метаморфизма называют еще катакластическим или дислокационным. При этом типе метаморфизма образуются тектонические брекчии, милониты и ряд других пород.
Тектонические брекчии (катаклазиты) – тектонически раздроб-ленная брекчированная горная порода с размером обломков от незначительного до глыб. Структура пород катакластическая, текстура – беспорядочная. Минеральный состав обломков может быть любым и зависит от состава раздробленных пород. Пространство между обломками заполняется относительно более мелко раздробленным материалом, в котором можно наблюдать более поздние гидротермальные образования. Катаклазиты образуются вдоль плоскостей разрыва – надвигов, сдвигов, сбросов, взбросов, вследствие трения перемещающихся блоков горных пород.
Милонит –раздробленная, тонкоперетертая и развальцованная кремнеподобная порода, образующаяся на поверхности тектонических разрывов. Часто имеет сланцеватую или полосчатую текстуру. Он является конечным (наиболее интенсивно раздробленным и перетертым) продуктом динамометаморфизма.
Физические свойства минералов
Определение минералов производится по физическим свойствам, которые обусловлены вещественным составом и строением кристаллической решетки минерала. Это цвет минерала и его порошка, блеск, прозрачность, характер излома и спайности, твердость, удельный вес, магнитность, электропроводность, ковкость, хрупкость, горючесть и запах, вкус, шероховатость, жирность, гигроскопичность. При определении некоторых минералов может быть использовано отношение их к 5-10 % соляной кислоте (карбонаты вскипают).
Генезис минералов (минералообразование) - учение о генезисе минералов занимается процессами образования минералов. Минералы представляют из себя определенные химические соединения или изоморфные смеси таких соединений (см. изоморфизм), образовавшиеся естественным путем на Земле.
Каждый минерал является памятником физического или химического процесса, шедшего на Земле, иногда в весьма отдаленное от нас время. Изучив минералы какого-нибудь определенного места на земном шаре и определив генезис их, мы можем восстановить картину химических процессов, один за другим шедших в этой местности. От этих частных проявлений химической жизни Земли можно перейти к более общим представлениям о генетических условиях различных частей земного шара по отношению к поверхности и изменению этих условий генезиса минералов в слоях различной глубины, наконец, изменение генетических явлений с течением времени. В этом заключается научный и практический интерес изучения генезиса минералов. Зная условия генезиса определенного минерала, его устойчивость при природных условиях можно прогнозировать при каких условиях и в каких местностях можно ждать тех или иных руд и месторождений важных металлов. Эти и тому подобные вопросы могут быть решены только при широком развитии и распространении учения о генезисе минералов, которые отчасти и сложились под влиянием практических потребностей.
Все геологические процессы, происходящие на Земле, принято называть эндогенными, т.е. происходящими внутри Земли (в земной коре, астеносфере или мантии), и экзогенными, т.е. происходящими непосредственно на земной поверхности или близ нее. Так минералогами выделяются эндогенные и экзогенные процессы минералообразования и парагенетические ассоциации. Процессы минералообразования легко сгруппировать по источникам энергии в три группы.
Пегматитовое минералообразование протекает в верхних частях магматических очагов, в условиях высокого давления, богатства магмы летучими компонентами (водой, фтором, бором, литием, бериллием и др.). Здесь возникают весьма своеобразные породы, называемые пегматитами. Пегматиты образуются в конце собственно магматического процесса в интервале температур от 700 до 400° С и характеризуются рядом особенностей в структуре (строении) и минеральном составе. В частности, для пегматитов характерно присутствие ценных редких элементов, таких, как ниобий, тантал, литии, бериллии, рубидий, цезий, редкие земли и др. Пегматитам свойственна своеобразная структура прорастания кварца и полевого шпата. Такая структура напоминает письменность (клинопись), отсюда и название «пегматит» (греч. «пегма»-буква).
Иначе пегматит называют «еврейским камнем» (напоминает древнееврейские письмена) или письменным гранитом (рис. 66). Пегматиты характеризуются крупнозернистой структурой и залегают в виде неправильных жил, линз, гнезд, штокообразных тел, протягивающихся от 1—2 м до 300—400 м. Мощность пегматитовых тел — от долей метра до 30—40 м. Пегматитовые тела нередко имеют зональное строение и тенденцию к увеличению размеров минералов от периферии к центру. Часто в центральной части пегматитовых тел имеются полости, так называемые «занорыши», в которых формируются крупные кристаллы мориона, ортоклаза, амазонита, аметиста, берилла и других минералов. Иногда такие кристаллы достигают гигантских размеров — до нескольких метров в длину и весом до нескольких десятков тонн.
Наряду с главными породообразующими минералами — полевым шпатом и кварцем — в пегматитах наблюдаются турмалин, мусковит, берилл, колумбит, танталит, топаз, сподумен, а также минералы, содержащие уран, торий, олово, вольфрам, редкоземельные элементы, фосфор и др. Среди пегматитов выделяют образования, связанные с магматическими горными породами разного состава. Наиболее часто они встречаются среди кислых и щелочных горных пород.
Пневматолитовый процесс минералообразования.
Магма в своём составе всегда содержит различные летучие вещества. По мере охлаждения ее эти летучие соединения постепенно выделяются. Если летучие компоненты магмы не могут покинуть магматический очаг ( это может быть, когда внешнее давление больше внутреннего давления газов; обычно наблюдается на больших глубинах), они концентрируются, и дальнейшее охлаждение магмы, а следовательно, и образование минералов происходит при активном участии в этих процессах летучих веществ.
В земной коре широко распространены жильные скопления различных минералов. Жила – минеральное тало, заполняющее трещину в горной породе.
Пневмалитовый процесс получил свое название от греческого слова «пневма» (газ) в связи с тем, что в нем активное участие принимают летучие вещества. Пневматолиз – процесс образования минералов за счет взаимодействия с горными породами газов и летучих веществ, или их возгонки (отложения в твёрдом виде), или взаимодействия газов. Путем пневматолиза из магмы выносятся многие металлы и металлоиды.
Пневматолиты (продукты пневматолиза) делится на вулканический и глубинный.
Вулканические пневматолиты образуются в вулканических областях за счет газов, отделяющихся от магмы вблизи или на поверхности Земли. Вулканические газы в огромных количествах уходят в атмосферу через жерла вулканов, фумарол и трещин.
Глубинные пневматолиты образуются в том случае, когда газы отделяются от магматического очага в недрах земной коры. Они просачиваются сквозь горные породы, реагируют с ними, преобразуя их химический и минеральный состав. Степень химических преобразований пород под действием газов зависит от их химической активности, состава пород, тектонического строения и длительности процесса.
Гидротермальные процессы — эндогенные геологические процессы образования и преобразования минералов и руд, происходящие в земной коре на средних и малых глубинах с участием горячих водных растворов при высоких давлениях. В результате гидротермальных процессов происходит формирование рудных жил и рудных месторождений. Так, большинство полиметаллических, золоторудных, урановых и хрусталеносных промышленно значимых месторождений имеют гидротермальное происхождение. Пустоты («занорыши»), обычные для многих гидротермальных жил, являются одним из основных источников получения высококачественных коллекционных кристаллов и друз, пользующихся со временем всё более широким спросом на мировом рынке.
Гидротермальные месторождения — промышленные минеральные скопления, созданные циркулирующими под поверхностью Земли горячими минерализованными газово-жидкими растворами. Наиболее распространённые формы гидротермальных тел — жилы, штокверки, пластообразные и неправильные по очертаниям залежи. Они достигают длины нескольких километров, при ширине от нескольких сантиметров до десятков метров.
Характерные черты гидротермальных месторождений:
гидротермальные тела окаймлены ореолами рассеяния составляющих их элементов (первичные ореолы рассеяния)
прилегающие к ним породы гидротермально преобразованы
содержат жидкие/газово-жидкие включения в минералах руд
Типичные гидротермальные минералы:Кварц, горный хрусталь,Шеелит,Касситерит,Киноварь,Антимонит, Аурипигмент,Галенит,Сфалерит,Халькопирит,Гематит,Настуран,Барит,Флюорит,Рутил,Пирит,Золото самородное
МИНЕРАЛ – природное химическое соединение кристаллической структуры, образовавшееся на земле как результат геологических и геохимических процессов или эквивалентных процессов на внеземных телах вселенной.
К минеральному виду относятся все минеральные индивиды, характеризующиеся одинаковой структурной группой, хим. составом, непрерывно изменяющимся в определенных пределах и равновесным существованием в определенных термодинамических условиях.
Минеральные разновидности одного вида без изменения структуры различаются физическими, кристалломорфологическими и хим. свойствами (корунд – сапфир, рубин; кварц – аметист, горный хрусталь, цитрин).
Классификация минералов:
Гомоатомные (3,67 %) – самородные элементы (золото, серебро, платина), интерметаллиды (сера, алмаз, графит). 100 минералогических видов.
Сульфиды (16,02 %) – 450 видов (сульфид железа FeS2, свинца PbS, цинка ZnS, меди СuFeS2).
Кислородные соединения (75,12%) – оксиды, гидроксиды, силикаты, фосфаты, сульфаты, бораты, карбонаты, вольфрамиты, хроматы и др. 400 мин.видов (оксид кремния, железа; гидроксид железа, магния, алюминия).
Галоидные соединения (4,59) – хлориды, фториды. 120 мин.видов (хлорид натрия).
Сульфа́ты — минералы, соли серной кислоты H2SO4. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы SO42−. Наиболее характерны труднорастворимые сульфаты сильных двухвалентных оснований, особенно Ba2+, а также Sr2+ и Ca2+. Более слабые основания образуют основные соли, часто весьма неустойчивые (например сульфаты окисленного железа), более сильные основания — двойные соли и кристаллогидраты.
Свойства:Твёрдость,Удельный вес,Окраска разнообразная,Показатель преломления Растворимость
Происхождение (генезис)
Образуются в условиях повышенной концентрации кислорода и при относительно низких температурах, то есть вблизи земной поверхности. Большей частью экзогенные, хемогенные (в месторождениях солей). Сульфаты Cu, Zn и других близких элементов образуются при разрушении сульфидов. В природе встречается 180 минералов-сульфатов и на их долю приходится
0,5 % массы земной коры[источник не указан 2325 дней].
Использование
Некоторые из сульфатов добывают для различных технических целей (гипс, барит и др.), для химической промышленности (мирабилит и др.), как руды Mg и др.
Карбона́ты и ги́дрокарбонаты — соли и эфиры угольной кислоты (H2CO3). Среди солей известны нормальные карбонаты (с анионом СО32−) и кислые или гидрокарбонаты (с анионом НСО3−).
Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в минеральных водах, а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме атмосферных осадков и ледников. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую временную жёсткость воды. При сильном нагревании воды (выше +60 °C) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, бойлеров, труб, запорной арматуры и так далее, образуя накипь.
Применение
Карбонаты кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле. Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь составной частью буферных систем крови, поддерживающих постоянство её рН.
Сульфи́ды (от лат. sulphur — сера) — класс химических соединений, представляющих собой соединения металлов (а также ряда неметаллов В, Si, Р, As) с серой (S), где она имеет степень окисления −2. Могут рассматриваться как соли сероводородной кислоты H2S. Свойства сульфидов сильно зависят от металлов, входящих в их состав.
Сульфиды в природе
В природных условиях сера встречается в двух валентных состояниях аниона S2, образующего сульфиды S2−, и катиона S6+, который входит в сульфатный радикал SO4. Вследствие этого миграция серы в земной коре определяется степенью её окисленности: восстановительная среда способствует образованию сульфидных минералов, окислительные условия — возникновению сульфатных минералов. Нейтральные атомы самородной серы представляют переходное звено между двумя типами соединений, зависящими от степени окисления или восстановления.
Применение
Природные сульфиды служат сырьем для получения соответствующих металлов, а также серной кислоты. Сульфиды находят применение как полупроводниковые материалы (CuS, CdS, PbS, Ga2S3, In2S3, GeS2 и др.), как люминофоры (ZnS, CaS, SrS), в органической химии, в медицине, для производства красок (литопон), в сельском хозяйстве
Силикаты и алюмосиликаты представляют собой обширную группу минералов. Для них характерен сложный химический состав и изоморфные замещения одних элементов и комплексов элементов другими. Главными химическими элементами, входящими в состав силикатов, являются Si, O, Al, Fe2+, Fe3+, Mg, Mn, Ca, Na, K, а также Li, B, Be, Zr, Ti, F, H, в виде (OH)− или H2O и другие.
Общее количество минеральных видов силикатов около 800. По распространённости на их долю приходится более 90 % минералов литосферы. Силикаты и алюмосиликаты являются породообразующими минералами. Из них сложена основная масса горных пород: полевые шпаты, кварц, слюды, роговые обманки, пироксены, оливин и другие. Самыми распространёнными являются минералы группы полевых шпатов и затем кварц, на долю которого приходится около 12 % от всех минералов.
Структурные типы силикатов
В основе структурного строения всех силикатов лежит тесная связь кремния и кислорода; эта связь исходит из кристаллохимического принципа, а именно из отношения радиусов ионов Si (0.39Å) и O (1.32Å). Каждый атом кремния окружён тетраэдрически расположенными вокруг него атомами кислорода. Таким образом, в основе всех силикатов находятся кислородные тетраэдры или группы [SiO4]3, которые различно сочетаются друг с другом. В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов.
Островные силикаты, то есть силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4− и изолированными группами тетраэдров:
а) силикаты с изолированными кремнекислородными тетраэдрами (См. схему, а). Их радикал [SiO4]4−, так как каждый из четырёх кислородов имеет одну валентность. Между собой эти тетраэдры непосредственно не связаны, связь происходит через катионы;
б) Островные силикаты с добавочными анионами О2−, ОН−, F− и другие.
в) Силикаты со сдвоенными тетраэдрами.
Силикаты с непрерывными трёхмерными каркасами, или каркасные силикаты. В этом случае все атомы кислорода общие. Такой каркас нейтрален. Радикал [SiO2]0. Именно такой каркас отвечает структуре кварца. На этом основании его относят не к окислам, а к силикатам. Разнообразие каркасных силикатов объясняется тем, что в них присутствуют алюмокислородные тетраэдры. Замена четырёхвалентного кремния на трехвалентный алюминий вызывает появление одной свободной валентности, что в свою очередь влечет за собой вхождение других катионов (например калия и натрия). Обычно отношение Al к Si равно 1:3 или 1:1.
Каркасные силикаты делятся на две группы минералов: полевые шпаты и фельдшпатиды. [2]
Каркасные силикаты объединяют наиболее важные породообразующие минералы - кварц и полевые шпаты. Кварц ( SiO2), по структуре относящийся к этой группе, с химической точки зрения является окислом и обычно рассматривается вместе с другими окислами. Они подразделяются на кали-ево-натриевые полевые шпаты и известково-натриевые или плагиоклазы. Плагиоклазы представлены непрерывным рядом минералов: альбит, олигоклаз, андезит, Лабрадор, битовнит, анортит. [3]
Каркасные силикаты объединяют наиболее важные породообразующие минералы - кварц и полевые шпаты. Кварц ( SiO2), по структуре относящийся к этой группе, с химической точки зрения является оксидом и обычно рассматривается вместе с другими оксидами. Они подразделяются на калиево-на-триевые или плагиоклазы. Плагиоклазы представлены непрерывным рядом минералов: альбит, олигоклаз, андезит, Лабрадор, битовнит, анортит. [5]
Классифицируются каркасные силикаты по характеру петель.
|
|
|
Скачать 73.11 Kb.