Какво е минерал? Класификация на минералите по произход. Свойства и приложение на минералите

Порошин Станислав

В статията се разглеждат свойствата и класификацията на минералите, предоставя се информация за използването на минералите и тяхното въздействие върху човешкото здраве.

Изтегли:

Преглед:

Научно дружество на учениците на Общинско учебно заведение "Средно училище № 133"

Образователна област "География"

"Минералите около нас"

Порошин Станислав

6 А клас БЕИ "СОУ №133"

Научен съветник-

Невротов Вячеслав Валериевич,

учител по география, МОУ "СОУ №133"

Омск, 2010 г

  1. Въведение. - ° С. 3
  1. Минерали около нас; - ° С. 4 - 6

а) Какво е минерал? - ° С. четири

Б) свойства на минералите; - ° С. четири

В) класификация на полезните изкопаеми; - ° С. четири

Г) използването на полезни изкопаеми; - ° С. 4 - 5

Д) влиянието на минералите върху живота и здравето на човека; - ° С. 5 - 6

Д) Аз съм колекционер на минерали. - ° С. 6

3. Заключение. - ° С. 7

4. Библиография. - ° С. осем

5. Приложение. - ° С. 9

Минералите на Земята са само камъни,

Но те живеят, носят светлината си...

Светлината на небето и морския цвят,

Ярките лъчи на слънцето

Събраха го.

Колко красиви са камъните в огърлицата,

Ярката слънчева светлина ги гали.

Там им е добре, те са в плексита

Създайте хармония за всеки.

(Л. Липска)

Темата на научната ми работа е „Минералите около нас”. Тази тема е много актуална в момента, тъй като много от минералите са изчерпаеми и невъзобновими Природни ресурси. Сега подобрената технология и сложността на използването на природни ресурси правят добива и проучването минерални ресурсипо-"точен" и пълен, ви позволява да запазите заобикалящата природа на полето във формата, в която е била преди началото на развитието.

Проучването и събирането на минерали ви позволява да разкриете тайните на природата, да я опознаете отвътре и допринася за внимателното отношение към природните ресурси.

Минералите ни заобикалят навсякъде: ходим по минерали, строим от минерали, обработваме минерали във фабрики, създаваме устройства и продукти от минерали, широко използваме минерали в науката и технологиите, проникваме в тайните на структурата на минералите, ядем минерали, лекуваме се с минерали . Смело можем да кажем, че съвременният свят е немислим без минерали.

Това ме заинтересува и реших да работя по тази тема, като си поставих за цел да задълбоча и разширя знанията си за минералите.

Въз основа на тази цел имах няколко задачи:

  1. подбират и изучават литература по избраната тема;
  2. да систематизира усвоените знания;
  3. разгледайте свойствата и класификацията на минералите;
  4. разберете къде се използват минерали;
  5. показват ефекта на минералите върху живота и здравето на човека.

Обект на моето изследване са минералите, а предмет на изследване е тяхното значение в зависимост от различни свойства.

Минералът (фр. mineral, от по-късно лат. minera - руда) е природно тяло с определен химичен състав и кристална структура, образувано в резултат на естествени физични и химични процеси. Минералите са неразделна част от земната кора, скали, метеорити и астероиди. Всички минерали са неорганични. Учените преброяват около 4000 минерала, но само 100 от тях са широко разпространени. Много хора наричат ​​минерали всичко, което се добива от Земята. Те също така включват изкопаеми горива, като въглища, в тази категория. Въпреки това хората, които професионално изучават минералите, смятат, че въглищата, нефтът и природният газ са органични съединения, тъй като са образувани от останките на някога живи растения и животни и следователно не са минерали.

Минералите се определят от техните свойства, които се делят на физични и оптични. Да се физични свойствавключват:

Твърдостта е свойството на материала да издържа на проникване повече от твърдо тяло, както и свойството на по-солидно тяло да прониква в други материали;

Разцепване – способността на минерала да се разцепва в определени посоки;

Счупване - формата на повърхността, образувана при разцепването;

Магнетизъм - зависи от съдържанието на желязо, открива се с помощта на конвенционален магнит;

Крехкост - силата на минералните зърна, която се установява при механично разцепване;

Плътността (или специфичното тегло) е съотношението на масата на веществото към неговия обем.

Оптичните свойства включват следните свойства на минералите:

Блясък - светлинен ефект, причинен от отразяването на част от светлинния поток, падащ върху минерала,

Цветът е знак, който със сигурност характеризира някои минерали (напр. зелен малахит, син лапис лазули) и много подвеждащо в редица други минерали (например кварц);

Цветът на чертата е цветът на минерал във фин прах, обикновено се определя чрез надраскване;

Прозрачност - способността на минерала да пропуска светлина през себе си;

Пречупване - състои се в промяна на пътя на светлинния лъч при преминаване през минерала.

Минералите обикновено се разделят на две групи: метални и неметални. Металите включват червена желязна руда (желязо), медна руда, боксит (алуминий). Към неметалните - сяра, кварц, азбест, калцит.

Някои минерали, поради своята красота и рядкост, са много ценни. Те се наричат ​​" скъпоценни камъни". Сред тях са диаманти, гранати, топази, изумруди, рубини, сапфири.

Интересувах се от въпроса: „С какви минерали се занимаваме Ежедневието? След като проучих литературата по тази тема, събрах колекцията си от минерали и се ръководех от собствените си наблюдения, мога спокойно да кажа - с много. И буквално всеки ден – с най-жизнения, незаменим минерал No1 – обикновената готварска (каменна) сол. В кулинарията солта се използва като основна подправка. Солта има характерен вкус, добре познат на всеки човек, без който храната изглежда безвкусна. По някакъв начин е възможно да се живее без други минерали, но какъв живот, например, без фелдшпат, от който се правят порцелан, фаянс и пасти за зъби. Или без минерали - редки, ценни и полускъпоценни камъни? И има много от тях: александрит, рубелит, хромдиопейд, диамант, аметист, андалузит, бразилианит, перли, седеф, топаз, раухтопаз, розов кварц, тигрово око, корал, кехлибар и много други. Много петарди и фойерверки съдържат минерала барий, който гори със зелени пламъци, и минерала целестин, който придава на пламъците червен цвят. Главите на кибрит, които са покрити със сяра, лесно светват. Гнилата за моливи съдържат графит, който лесно оставя следи върху хартията. Шкурката е покрита със зърна от твърд минерал, наречен корунд. Малахитът се използва за направата на зелена боя (в Урал отдавна са се приспособили да боядисват покривите на дървени къщи с малахитов прах), а синята боя се прави от лапис лазули от древни времена. естествени камъниизползвани в строителството също са съставени от минерали. Например минерали като фуксит и калцит се използват като строителни материали. Някои минерали служат като източници на метали, от които се правят пирони, часовников механизъм, жици, микросхеми, компютри и много други необходими неща. Например, борнитът е източник на мед, който се използва в производството на кабели, проводници, водоснабдителни и отоплителни тръби. Оловната руда се получава от вулфенит и миметезит. Стибнитът се използва за производството на антимон, който от своя страна се използва в оръжейната промишленост и в производството на автомобилни акумулатори. Шеелитът е един от основните източници на волфрамов метал, който се използва за производството на електрически крушки. Настуран е основният източник за получаване на уран, радиоактивен минерал и най-важният елемент от научна, индустриална и военна гледна точка. Дълго време минерали като злато и диаманти са били използвани само като декорации. В наши дни те могат да се нарекат неуморни работници. Най-тънкият златен филм, покриващ корпусите на двигателите на свръхзвукови самолети отвън и отвътре, надеждно ги предпазва от корозия. Частите, направени от злато, успешно работят в най-критичните зони на най-сложните компютри - тук златото все още е незаменимо. И сега диамантът с право се нарича герой на технологиите. Диамантените инструменти в умелите ръце на машиностроители и оптици, радиоинженери и енергетици вършат чудеса. Например, малко, направено с помощта на този минерал за сондажни платформи, позволи на геолозите да увеличат скоростта на пробиване на кладенци с 10-15 пъти.

Дори човешкото тяло съдържа минерали. Човек през по-голямата частсе състои от вода (до 50% от телесното тегло) и протеин (състоящ се от въглеводороди, кислород, водород, азот и сяра). Но стабилността и здравината на тези елементи се осигуряват от минерали. Калцият и фосфорът са "циментът" на нашия скелет, тоест костите и зъбите, освен това калцият има благоприятен ефект върху функционирането на мозъка и сърцето, а фосфорът участва в енергийния метаболизъм, мускулната и умствената дейност зависи от магнезият е отговорен за производството и функциите на енергия нервна система, натрият, калият и хлорът са компоненти на телесните течности, а сярата е лубрикант за ставите, съединителната тъкан и кожата. Приблизително 4% от теглото на човешкото тяло се състои от тези седем минерала.

В нашето тяло има 39 микроелемента. Тези органични съединения също са минерали, но поради минималната им концентрация и факта, че се намират в организма само в микродози, се наричат ​​микроелементи.

Сред тях са отровни и вредни, например олово, живак и кадмий. Те са безполезни и ненужни. Но има много други, които контролират определени функции в тялото, като метаболитни функции. За нас те са жизненоважни, това са желязото, йодът и флуорът. Микроелементите като мед, манган, селен, хром и цинк също играят много важна роля.

Интересувам се от минерали от 2008 г. От август 2009 г. започва да събира колекцията „Минерали. Съкровищата на Земята”, набавяне на нагледен учебен материал и отделни образци от минерали. Към днешна дата в колекцията ми има 17 минерала - аметист, розов кварц, тигрово око, азурит, арагонит, цианит, пирит, фуксит, целестин, калцит, хромдиопсид, раухтопаз, карнеол, жадеит, "пустинна роза", халит, хаулит (имитация на тюркоаз). Опитах се да направя класификация на камъните, които събрах (вж. Приложение № 1, стр. 9).Събраните от мен минерали се добиват у нас предимно в Урал, в чужбина - в Европа, Бразилия, САЩ, Индия. Повечето от тях се използват като декоративни и бижутерски камъни.

Всяка колекция има свой собствен чар и научна стойност. Като амбициозен колекционер научих, че има 3 основни вида колекции: систематични, тематични (или специализирани) и местни (или регионални). На този моментмоята колекция от минерали е систематична. Целта на колекцията е да събере възможно най-много минерали. Разбира се, невъзможно е да се попълни такава колекция, дори и най-добрите музеи в света не успяват. Нека такава колекция никога не бъде завършена, но добавянето на рядък или търсен минерал към такава колекция е несравнимо удоволствие. В бъдеще бих искал да премина към тематична колекция - да събирам различни проби от калцит.

Обобщавайки работата си, бих искал да кажа, че минералите са уникални образувания на Земята. По едно време академик А. Ф. Ферсман каза: „Човек винаги е привлечен от минералите“. Модерен човекобича един минерал, безкрайно разнообразен по своите свойства и красота естествен материал. Колкото по-дълбоко го изучаваме и колкото по-енергично го търсим, толкова повече ново и оригинално ни дава минералният свят. Този свят може да се сравни с книга, която винаги е отворена, винаги пред очите ви. И тази книга има какво да каже. Минералите са неми свидетели на миналото. Изучавайки ги, научаваме как се е променил релефът на земната повърхност в продължение на много милиони години, какви промени е претърпял климатът, как са се образували минерални находища. Някои минерали разказват от какво са направени другите планети във Вселената.

Има два начина за събиране на минерали:

  1. закупуване на готови мостри (както правя);
  2. добивайте минерали сами.

Вторият начин също ми стана интересен. В бъдеще бих искал да се заема с местната колекция от минерали в Омска област. Но това изисква определени познания: къде и как да търсите, с какви инструменти и аксесоари. Това изисква известна подготовка. В основата на успешния лов на минерали са знанията и опита. Като цяло събирането на минерали е древно хоби, което винаги е имало верни последователи. Това е възможност да опознаете света, да развиете наблюдателност, предпазливост и предвидливост и да придобиете безценен опит.

Минералите, които ни заобикалят, могат да разкажат много, просто трябва да можете да изучавате и разбирате техния безмълвен „език“. В продължение на стотици години хората изучават минералите, стотици години те вярно служат на човека, но все още има много неясни, противоречиви и мистериозни минерали в света.

Бих искал да отбележа, че моята работа ще представлява интерес за ученици от 6 клас, когато изучават началния курс по физическа география и ученици от 8 клас, когато изучават курса по физическа география на Русия, както и за всички, които се интересуват и обичам минералите.

Библиография.

  1. Герасимова Т. П., Неклюкова Н. П. " Начален курсгеография“ (6 клас). М.: "Дрофа", 2006 г.
  2. Баринова И. И. „География. Природата на Русия" (8 клас). М.: "Дрофа", 2008 г.
  3. Кантор Б. З. „За минералите като цяло и в частност“ (статия).
  4. Максимов Н. А. "Зад страниците на учебник по география."

М .: "Просвещение", 1981 г.

  1. Шасколская М. П. "Кристали". М.: "Наука", 1978 г.
  2. Енциклопедия "География". М.: "Росман", 1996 г.
  3. Научно-образователно списание „Полезни изкопаеми. Съкровища на Земята. Издания: август-декември 2009 г.
  4. Интернет сайт: www. fabreminerals. Ком

Приложение №1.

Име

Майнинг сайтове

Използване

в Русия

в чужбина

1. азурит

Урал

Италия, Франция, САЩ, Австралия

Производство на синя боя, бижута

2. арагонит

Урал, Таймир

Испания

Талисмани, амулети

3. цианит

Урал

Австрия, САЩ, Бразилия

декорации

4. пирит

Урал, Алтай

Азербайджан, Германия, Испания, САЩ

Производство на сярна киселина, сяра; добавка при производството на цимент

5. фуксит

Карелия, Урал

Австрия, Чехия

Бижута, строителни материали

6. селестин

Урал

Италия, Великобритания, САЩ

В пиротехниката, в производството на стъкло и керамика, във фармацевтиката

7. калцит

Приморие, Евенкия, Урал

САЩ, Казахстан, Киргизстан

Строителство, химическо производство, талисмани и амулети

8. хром диопсид

Якутия

Финландия, Южна Африка

Талисмани, амулети

9. аметист

Колски полуостров

Бразилия, Уругвай, Шри Ланка

Бижута, амулети, талисмани

10. раухтопаз

Урал

Индия, Шри Ланка, САЩ

11. карнеол

Якутия, Приморие

Индия, Монголия, Бразилия

Бижута, талисмани, амулети

12. розов кварц

Урал

Бразилия, Мадагаскар, Япония

Бижута, талисмани, амулети

13. тигрово око

Урал

Южна Африка, Индия, Австралия

Бижута, талисмани, амулети

14. жадеит

Полярен Урал, Саяни

Индия, Китай, Япония, САЩ

Декорации

15. "пустинна роза"

Тунис, Алжир, Испания, САЩ

Декорации

16. халит

Урал, езерото Баскунчак

САЩ, Франция, Германия, Австрия, Италия, Испания

Консервант и подправка, суровина за сода, хлор, солна киселина

17. хаулит (имитация на тюркоаз)

Канада, САЩ, Германия

Бижута, в металургията, електрониката

Минерали, техните свойства, състав и класификация

Горните слоеве на земната кора се наричат ​​почви. От инженерна и строителна гледна точка почвите се разглеждат като основи за различни конструкции, а в случаите на тяхната пригодност като строителни материали за различни видовеконструкция, включително и за баластрата на железопътния път.

Почвите се състоят от различни минерали, чието подробно описание за строителите на железниците е дадено в работата на проф. Б. М. Гуменски.

Съединенията на един или повече твърди минерали се наричат ​​скали. Почвите са запазени скалиили продукти от тяхното разрушаване.

Твърдите минерали в повечето случаи са кристални вещества, чиято особеност е анизотропията, т.е. неравномерните физически свойства в различни посоки.

Скалите се подразделят според техния произход и според количеството на съставните им минерали 121.

По произход, т.е. според началния етап на тяхното образуване, скалите се разделят на три групи:

1. Магматични или магмени скали, образувани в резултат на въвеждането на разтопена магма от дълбоките райони на земята в горните слоеве на нейната земна кора или изливането й на повърхността по време на вулканични изригвания.

2. Седиментни скали, образувани в резултат на изветряне, пренасяне и отлагане на продукти от разрушаване на скали във водни басейни или на повърхността на земята.

3. Променени или метаморфни скали, образувани под въздействието на висока температура, огромно налягане, водни пари и магмени газове.
Скалите според броя на съставните им минерали се делят на прости скали, състоящи се от един минерал, и сложни скали, състоящи се от няколко минерала.

Минералите имат различни физични свойства, които позволяват да ги различаваме един от друг.

Физичните свойства на минералите включват: цвят, прозрачност, блясък, цепителност и твърдост.

По цвят всички минерали условно се разделят на тъмни, които включват минерали с тъмносив, тъмнозелен, черен и др. Цветове, и светли, които включват минерали със светлосив, розов, червеникав и др. цвят.

Прозрачност- способността да пропуска светлина. По прозрачност всички минерали се разделят на прозрачни, полупрозрачни и непрозрачни.

Блясък- отражение на светлината от минерал. В минералите се разграничават следните видове блясък: диамант - силно искрящ, стъклен, подобен на блясъка на стъклената повърхност; метален - подобен на блясъка на повърхността на прясна метална фрактура; металоид - същото като метал, но като потъмнял метал; мазен - подобен на блясъка на повърхност, намазана с грес; восъчен - подобен на btesque от повърхност, намазана с восък; копринено - блестящ; матово - за минерали, които нямат блясък.

Деколте- способността на минералите да се разцепват в строго определени посоки при удар. Според разцепването минералите се делят на четири групи:

А) минерали с много перфектна цепителност, при която те са разделени на тънки листове;

Б) минерали с перфектна цепителност, при които след удар с чук образуват цепителни точки;

В) минерали с несъвършено разцепване, при които разцепването се открива трудно върху фрагменти от минерали;

Г) минерали, в които няма разцепване и разцепването става по различни посоки и равнини.

В местата на счупване се образуват неравни и извити повърхности и пукнатини, които не са ограничени до определени посоки на разцепване. В този случай се разграничават следните пет вида фрактури:

конхоидална, при които повърхността на счупване е подобна на вътрешните повърхности на черупките;

нацепенкогато върху повърхността на фрактурата има трески, ориентирани в една посока;

земенкогато повърхността на фрактурата е грапава и се разпада на малки земни частици;

За сравняване на минералите по твърдост се използва специална скала на Моос от десет минерала, при която твърдостта на минералите се увеличава с увеличаване на оценката за твърдост. Така например гипсът има оценка на твърдост 2, докато фелдшпатът и кварцът имат оценка на твърдост 6-7. Най-високият резултат за диамант е 10.

Физическите свойства на минералите - цвят, прозрачност и блясък - при определянето на скалите за баластни материали не са от решаващо значение и практически не се вземат предвид, освен в случаите, когато се изисква да се установи наличието в скалата на вредни минерали към баластния слой, като пирит, опал и др.

При определяне на годността на скалите за използване като баластни материали, разцепването на минералите не се определя специално, но това се прави в изключителни случаи, за да се прецени образуването на люспи в баластните материали по време на развитието на скалите.

Твърдостта е основният показател при вземането на решение дали дадена скала е подходяща за използване като баластен материал. Твърдостта обаче в такива случаи се определя не по скалата на Моос, а чрез тестване на скални проби на специални устройства.

За нормалната работа на електрифицираните железопътни участъци и тези, оборудвани с автоматична блокировка, е много важно да се осигурят установените норми за изолация на коловозните вериги. Следователно във всички съмнителни случаи е необходимо да се проверят магнитните свойства на скалите, предназначени за използване като баластни материали.

от химичен съставМинералите, съдържащи се в скалите, се разделят на пет основни класа:

1) местни елементи, състоящи се от един от някои химичен елемент(диамант, злато, сяра и др.);

2) серни съединения, които са съединения на метали със сяра;

3) оксиди на силиций и метали;

4) соли на кислородни киселини, съчетаващи редица групи минерали: соли на въглеродна киселина - карбонати; соли на сярна киселина - сулфати; соли на фосфорната киселина - фосфати; соли на силициеви киселини - силикати и соли на силициеви киселини - алумосиликати;

5) халогенни съединения, които включват халит (каменна сол).

За материали за баластния слой се използват само някои минерали от 3-ти и 4-ти клас.

От оксидите на силиция основен представител е минералът кварц. Кварцът се среща като полупрозрачни или непрозрачни зърна. Цветът му варира в зависимост от примесите - от светъл до тъмен. Кварцът е минерал, устойчив на атмосферни влияния. Твърдостта му е 7. Кварцът е неразделна част от много скали, използвани за баластни материали.

Криптокристалните разновидности на кварца включват кремъци, които са спечени бъбрековидни форми и нодули. Съставът им е опал, като в повечето случаи са замърсени с глинени примеси. Опалът запълва пукнатините и кухините на различни скали по време на изтичане и се втвърдява под формата на плътни маси с различни форми. Опалът изгражда цели слоеве в седиментните скали под формата на плътни или порести маси с различни цветове, наречени колби, триполи и др.

Колбите лесно се разрушават и дават много малки частици, които замърсяват баластния слой. Поради това смесването им в баластни материали, дори и в малко количество, е нежелателно.

От карбонатите най-разпространени са калцит или варовит шпат и доломит. Калцитът е съставна част на седиментните скали – варовиците.

Силикатите включват оливин (перидот), авгит (пироксен), рогова обманка и серпентин.

Оливинът има маслиненозелен цвят. Понякога се среща в жълт и кафяв цвят, разцепването на оливин е несъвършено, твърдостта е около 7.

Авгитът има различни цветове: черен, зеленикав и кафеникавочерен, жълто-зелен и кафяв. Разцепването в авгита е перфектно, твърдостта е 5-6.

Hornblende е оцветен в зелено или кафяво различни нюансиот тъмно до черно. Твърдостта на роговата обманка е около G, цепителността е перфектна.

Роговата обманка, която изгражда магматичната скала, се нарича рогова обманка, а метаморфната се нарича амфиболит.

Скала, съставена от серпентин, се нарича серпентин или серпентинит. Серпентиновата група включва еластични влакнести минерални разлики, наречени азбест и се наблюдават под формата на жилки в скалата.

Алумосиликатите включват калиеви и варово-натриеви фелдшпати. Основният представител на калиевите фелдшпати - ортоклазът - е неразделна част от много магмени скали (гранити, сиенити), както и метаморфни скали (гнайси).

Фелдшпатите от натриев варовик се наричат ​​плагиоклази, които са смеси в различни пропорции от албит и анортит.

В зависимост от съотношението на албит и анортит се разграничават следните плагиоклази: киселинни с преобладаване на албит, средни с приблизително еднакво съдържание на албит и анортит и основни с преобладаване на анортит.

Алумосиликатите също включват фелдшпати, които са подобни по химичен състав на фелдшпатите, но съдържат по-малко силициева киселина. В тези минерали левцитът съответства на ортоклаза, а нефелинът съответства на албита. Левцитът е безцветен минерал с твърдост 5-6 и без цепителност. Нефелинът е сиво-бял или сив минерал с различни нюанси. Твърдостта му е 5-6, цепителността е несъвършена.

Според В. И. Вернадски преобладаващите елементи на земната обвивка и литосферата-земната кора са девет елемента 131. Разпространението на тези елементи е много неравномерно; около три четвърти са кислород и силиций, около 12% са алуминий и желязо, около 10% са калций, натрий, калий и магнезий и накрая 1% от теглото е водород.

Това показва, че солите на кислородните киселини и силициевите оксиди преобладават в състава на земната кора.

гладка- при наличие на плоска фрактурна повърхност;

зърнеста- със зърнеста фрактурна повърхност.

Минералите са много широко понятие. Минералите се наричат ​​части от скали и руди, които са еднородни по състав и структура. Те са естествени химични съединения, получени в резултат на различни геоложки процеси. В природата има много минерали. За изследване и търсене те се обединяват в хомогенни групи според техния химичен състав и физични свойства.

Повечето минерали се намират в земната кора в твърдо състояние. Има обаче течни (самороден живак) и дори газообразни минерали (въглероден диоксид, сероводород). Поразително разнообразни са външните белези, по които минералите се различават един от друг. Някои от тях са прозрачни, други са мътни, полупрозрачни или изобщо не пропускат светлина.

Калцитът (калцит) е един от най-разпространените минерали, открити в земната кора. Понякога цели планини са съставени от чист калцит.

Важна характеристика на много минерали е техният цвят. И така, цинобърът винаги е карминово-червен, а малахитът е ярко зелен, кубичните кристали от пирит лесно се разпознават по металния златист цвят. Много важна външна характеристика на минералите е тяхната форма. По-често е кристална, но за едни има форма на куб (пирит), за други е шестоъгълна призма (берил), за трети е полиедър (гранат) и др. Много минерали образуват синтрови маси от странна форма, която няма нищо общо с кристалите. Такива са например бъбрековидни секрети от малахит и сталактитоподобни израстъци от лимонит.

Някои минерали са толкова твърди, че лесно оставят драскотини по стъклото (кварц, фелдшпати, гранат) .. други се надраскват от стъклени фрагменти или острие на нож (калцит). Трети са меки и върху тях можете да очертаете белег с нокът (графит).

В минералогията се използва най-простият метод за определяне на твърдостта - чрез надраскване на един минерал с друг. За оценка на твърдостта се използва така наречената скала на Моос, представена от десет минерала. Техният сериен номер съответства на конвенционалната единица за твърдост. Ето ги и тях:

1. Талк
2. Гипс
3. Калцит
4. Флуорит
5. Апатит
6. Ортоклаз
7. Кварц
8. Топаз
9. Корунд
10. Диамант

Всеки следващ минерал в скалата на Моос драска всички предишни с острия си край.

За да се определи твърдостта на неизвестен минерал, се установява кой от стандартите на минералите той драска последен. Например, неизвестен минерал надрасква апатита, а самият той е надраскан от ортоклаза, тогава твърдостта му е между 5 и 6.

Минералите също се държат различно при разцепване. Някои от тях лесно се разделят по определени равнини, образувайки фрагменти. правилна форма, подобни на кристали (галенит, калцит); други дават извити, конхоидални повърхности (кварц) при счупването. Свойството на минералите да се разделят в определени посоки се нарича разцепване. Има много перфектно разцепване, при което кристалът може да се раздели на тънки листа (слюда); идеален, когато при удар се образуват фрагменти, които външно приличат на истински кристали (калцит, галенит); среден - върху фрагментите от минерали се наблюдават геометрично правилни равнини и неравномерни фрактури (рогова обманка); несъвършени - прекъсванията, като правило, са представени от неравни повърхности (оливин, апатит); много несъвършен, когато разцепването практически липсва и фрагментите имат конхоидална (като стъкло) фрактура.

Минералите също се различават по цвета на линията, тоест цвета на финия прах, който оставя минерала върху матовата (неглазирана) повърхност на порцелановата чиния. Понякога цветът на линията съвпада с цвета на самия минерал, както например в цинобъра. Но в редица случаи цветът на минерала и цветът на неговите характеристики са рязко различни. И така, минералът хематит е сиво-стоманен на цвят, а линията му е червена, пиритът е месингово-жълт, но оставя черна линия.

Специфичното тегло, магнетизмът, радиоактивността и редица други свойства също са важни характеристики, по които геолозите идентифицират или диагностицират минералите.

Свойствата на минералите зависят от техния химичен състав, кристална структура, т.е. на пространствената фигура, която атомите и йоните, изграждащи минералната форма, както и върху природата и силите на сцепление между тях.

Според химичния състав и структура всички минерали се разделят на големи групи или секции.

Тук ще споменем само някои минерали, които най-често се срещат в земната кора и са част от широко разпространените скали.

Калцитът (или калцит) е един от най-разпространените минерали. В природата има цели планини. съставен от варовици или мрамори, които се състоят от един почти чист калцит.

По химичен състав калцитът е въглеродно-калциева сол - CaCO3. Неговите безцветни, прозрачни разновидности се наричат ​​исландски шпат. Много красиви са така наречените калцитни друзи, които представляват струпване на добре оформени кристали, възникнали в кухините на скалите.

По-голямата част от калцита е безцветен или има млечнобял цвят. Но също така се среща боядисана в различни нюанси на сиво, жълто, червено, кафяво и черно. Твърдостта на калцита е 3 (лесно се надрасква от ръба на нож или игла), разцепването е перфектно (лесно се разпада на фрагменти с правилна форма). Важен диагностичен признак на калцита е реакцията му към солна киселина: от една капка от него, която е паднала върху минерала, започва бързо кипене - отделяне на въглероден диоксид.

Огромни маси от калцит се образуват в морски басейни под формата на варовити тини, мъртви морски растения и безгръбначни с варовит скелет. По-късно тези вещества се превръщат в скала - варовик или мрамор.

Кварцът, подобно на калцита, е един от най-широко разпространените минерали. Съставът му е прост - това е силициев оксид SiO2. Има кварцови кристали с много големи размери, тежащи до 40 т. Формите на кристалите са много разнообразни, но се характеризират с призмени лица, върху които се забелязва хоризонтално засенчване.

Най-често цветът на кварца е млечнобял или сив. Безцветните прозрачни за вода кварцови кристали се наричат ​​скален кристал, лилавите разновидности се наричат ​​аметист, опушените се наричат ​​раухтопаз, а черните разновидности се наричат ​​морион.

Твърдостта на кварца е 7, разцепването е много несъвършено (при разцепване фрагментите се отличават с конхоидална фрактура).

Кварцът най-често влиза в състава на кисели магмени скали – гранити, липарити, гранитни пегматити и др.

Фелдшпатите са алумосиликати на натрий, калий и калций. От всички силикати (соли на силициева киселина), известни в природата, фелдшпатите представляват около 50% от теглото. Според химичния състав калциево-натриевите и калиево-натриевите фелдшпати се различават.

По-често срещани са калциево-натриеви фелдшпати или плагиоклази, състоящи се от две значително различни молекули - NaAISi 3 O 8 и CaAI 2 Si 2 O 8. Количественото съотношение между тези молекули в един минерал може да бъде различно. чист натрий фелдшпат(NaAISi 3 O 8) се нарича албит, чист калциев (CaAI 2 Si 2 O 8) анортит. Плагиоклазите са всички разновидности с непрекъснато променящ се състав, от талбит до анортит (те се отличават с числа, съответстващи на процентното съдържание на анортит).

Добре оформените кристали на плагиоклаза са доста редки, видът им е табличен или таблично-призматичен. Цветът на плагиоклазите е бял или сиво-бял, понякога със зеленикав, синкав, рядко червеникав оттенък. Стъклен блясък, твърдост 6-6,5. Деколтето е перфектно в две посоки.

Плагиоклазите се намират главно в магмени скали.

Кали - натриевите фелдшпати са по-рядко срещани в земната кора от плагиоклазите. Техният състав се изразява с формулата KAISi 3 O 8 (чист калиев фелдшпат). Обикновено определено количество от молекула албит (NaAISi 3 O 8) се смесва с калиевия компонент на минерала. Според структурата ортоклазният имикроклин се отличава сред калиево-натриевите фелдшпати. Появата на калиеви кристали - натриеви фелдшпати е най-често призматична, цветът е светлорозов, кафеникаво-жълт, червеникаво-бял, понякога месночервен. Стъклен блясък. Твърдост 6-6,5. Деколтето е перфектно в две посоки.

Кали - натриевите фелдшпати са част от вулканичните скали с киселинен състав.

слюда. Тази група включва минерали с доста сложен и променлив състав. Тук ще се спрем само на магнезиево-железистата тъмна слюда - биотит и светъл алуминиев мусковит. Съставът на слюдата включва летливи съединения.

Химическата формула на биотита е доста сложна K(Mg 1 Fe) 3; състои се от калий, магнезий, желязо, алуминий, силиций и кислород. Водата (по-точно хидроксилната група - ОН) и флуорът присъстват като летливи вещества в биотита. Цветът на биотита е черен, кафяв, понякога с оранжев, червеникав или зеленикав оттенък. Стъклен блясък, на деколтета със седефен оттенък. Твърдостта е 2-3, цепителността е много перфектна (биотитов кристал може лесно да се раздели на отделни най-тънки листа), външният вид на кристалите е табличен, често колонен или пирамидален. Най-често се срещат в непрекъснати ламеларни или люспесто-зърнести маси. Биотитът се среща в много магмени и метаморфни скали.

Светлата слюда - мусковит - получи името си от старото италианско име на град Москва - Муска. В древността големи листове мусковит, наречени московско стъкло, са били изнасяни от Москва за Западна Европа, които са били вмъквани в рамките на прозорците на къщите.

Мусковит - KAI 2 [AISi 3 O 10] 2 - състои се от калий, алуминий, силиций и кислород. От силно летливите съединения присъства вода (хидроксилна група). Появата на кристалите обикновено е таблична или ламеларна. Страничните лица са силно набраздени в хоризонтални посоки. Подобно на биотита, мусковитът най-често се среща в непрекъснати листовидно-зърнести или люспести маси.

Мусковитът е безцветен в тънките разцепени листа. Блясък стъклен, седефен и сребрист по равнините на разцепване. Твърдост 2-3. Листата от мусковит, както всички слюди, са гъвкави и еластични при огъване. Разцепването е перфектно (лесно се разделя на тънки прозрачни листа).

Мусковитът се среща в земната кора по-често от другите слюди. Той е съставна част на много магмени и метаморфни скали.

От голяма група минерали, обединени под общото наименование амфиболи, ще споменем само най-често срещаната рогова обманка. Състои се от калций, натрий, магнезий, желязо, алуминий, силиций и кислород. Основен компонент на роговата обманка е водата. Химичният му състав не е постоянен, а количествените съотношения между магнезий и желязо, желязо, алуминий и калий варират в широки граници. Появата на кристалите е призматична или колонна. Обикновените рогови бленди са оцветени в зелено или кафяво в различни нюанси. Стъклен блясък, твърдост 5,5-6. Деколтето е перфектно само в една посока и несъвършено в други.

Hornblende е минерал, типичен за редица магмени и много метаморфни скали.

Голяма група минерали, които са магнезиево-железисти, варовито-магнезиеви и варовито-железисти силикати, са обединени под общото наименование пироксени. Според кристалографските характеристики се разграничават орторомбични и моноклинни пироксени.

Орторомбичните пироксени включват енстатит - Mg 2 .

Неговите разновидности, в които има забележимо количество железни оксиди, се наричат ​​бронзит.

Най-често се срещат под формата на зърна с неправилна удължена форма. Енстатитът е безцветен или сиво-бял със зеленикав оттенък, рядко кафеникаво-зелен. Блясъкът му е стъклен, на деколтета със седефен оттенък. Твърдост 5,5, цепителността е средна.

Енстатитът е типичен минерал от магмени скали, образуван от магматични стопилки, обогатени с магнезий (основни магми). Заедно с оливина, който ще обсъдим по-късно, енстатитът е част от такива магмени скали като габро и базалти.

Авгитът, варовиково-магнезиево-железен алумосиликат, е пример за моноклинни пироксени.

Неговият химичен състав е много по-сложен от този на другите пироксени. Появата на кристалите му е късо-стълбовидна. Разрезите се характеризират с очертанията на осмоъгълник с повече или по-малко развити страни. Най-често се срещат под формата на гранулирани агрегати. Цветът е черен, зеленикав и кафявочерен, по-рядко тъмнозелен или кафяв. Стъклен блясък. Твърдост 5-6. Депилацията е средна.

Авгитът най-често се среща в магмени скали с основен и среден състав - базалти, габро, андезити, диорити.

И накрая, оливинът, магнезиево-железен силикат (Mg,Fe) 2 SiO 4 , е много разпространен. Понякога се нарича още хризолит.

Оливинът обикновено се среща като гранулирани агрегати. Цветът му е жълт със зеленикав оттенък, но често се срещат безцветни сортове. Стъклен блясък, мазен. Твърдост 6,5-7. Разцепването е несъвършено (когато разделянето дава неравномерна фрактура). Оливинът е минерал от магматичен произход. Характерен е за магмени скали, образувани от магмена стопилка с основен състав, бедна на силиций и богата на магнезий и желязо - дунити, габро и базалти.

Друг забележителен минерал, използван в оптиката, е флуоритът. Това са чисти, прозрачни, безцветни или леко оцветени кристали. Техните ценни свойства са изотропност, ниска дисперсия, нисък индекс на пречупване и, подобно на планинския кристал, висока способност за пропускане на инфрачервени и ултравиолетови лъчи. Флуоритът се използва за направата на лещи за телескопи и микроскопи, за направата на призми за спектрографи и в други оптични инструменти.

Повечето голямо значениеима използването на оптичните свойства на забележителни минерали, свързани с изобретяването на лазер - оптичен квантов генератор. Думата "лазер" е съкращение от английските думи Light amplification by stimulated emission ot radiation - светлинен усилвател със стимулирано излъчване. Принципът на работа на лазера е доста сложен; за генериране на електромагнитно лъчение той използва енергията, която възниква, когато атомите или електроните преминават от едно енергийно състояние в друго.

Първият лазер е създаден през 1960 г. върху рубин. Този лазер излъчва ярка светлина с дължина на вълната 694,3 nm. С помощта на рубинен лазер е извършено точно определяне (локация) на разстоянието от Земята до Луната. Консумацията на енергия в този случай не надвишава енергията на изгаряне на дузина кибрит. В момента използването на лазери в технологиите все повече се разширява. Те се използват за изучаване на физиката на плазмата, по време на хирургични операции, в телевизията, за заснемане и предаване на изображения, за пробиване и заваряване на метали и т.н. И въпреки че лазерите наскоро се появиха върху други вещества, например газови или полупроводникови лазери, минералът рубин все още остава един от най-широко използваните материали. Предимствата на рубина се крият в изключителните му механични свойства, за които говорихме по-рано: в неговата твърдост, устойчивост на топлина и устойчивост на силно агресивни условия. От другите кристални вещества за лазери се използват итриеви алуминиеви гранати, флуорит и редица други, предимно изкуствени кристали.



Знаете ли от какво са направени скалите? А какво представляват минералите? Твърдата обвивка на Земята, която учените наричат земната кора, съставен от скали. Минералът е естествено тяло, което се образува в недрата или на повърхността на Земята и е част от скали, руди и метали.

Всяка скала е изградена от минерали, но някои скали имат само един минерал в състава си. Например кварцовият пясък се състои от един минерал, кварц, докато варовикът е съставен от калцит (фиг. 1).

Ориз. 1. Кварцов пясък ()

В гранит (фиг. 2) могат да се видят зърна от три минерала едновременно: фелдшпат, кварц и слюда. Името на гранита идва от думата "grana", което означава зърно. Нека разгледаме по-отблизо гранита: виждаме бели полупрозрачни зърна с неравни ръбове, сякаш намазани, това са кварцови зърна. Цветните, червени и сиви зърна, с дори лъскави ръбове, са фелдшпат. А тънките пластини с черен блясък, които понякога могат да се отделят дори с нокът, са слюда.

Минералите са навсякъде около нас. Пясъкът скърца под краката ви - това означава, че ходите върху кварц, не можете да издърпате крака си от земята след дъжд - може да е глина. Гърфелът на молива се е счупил - вижте го, той също е от минерал, графит (фиг. 3). Името на този минерал идва от думата "графо", което означава "пиша". Пишем на дъската с тебешир, тебеширът също е минерал, вид варовик. От него чрез обработка се получава вар, който се използва в строителството за варосване на стени и в селското стопанство за варуване на почви.

Вероятно сте виждали повече от веднъж Бижута. Обикновено са украсени минерали от скъпоценни камъниили скъпоценни камъни: аметист, малахит, карнеол, ахат, кехлибар. Колко вида минерали има на земята? Известни са около три хиляди различни вида. Те се различават помежду си по това от какви частици на атома и молекулите се състоят и как са разположени тези частици. Повечето минерали имат цвят и блясък. Някои минерали имат метален блясък, други имат стъклен блясък, а трети имат матово покритие. Повечето минерали са твърди и издръжливи, минералите са част от метеорита. Минерали са открити на Луната и Марс.

Как иначе човек използва минералите? Диамантът има най-висока твърдост. Преведено от Гръцкиимето му означава "непобедим, неустоим" (фиг. 4).

Раждането на диаманта е една от мистериите, които учените все още решават. В продължение на милиони години нажежени маси от вещества с огромно съдържание на различни газове и пари пробиха от дълбините на земята до нейната повърхност. Температури от няколко хиляди градуса и много силно налягане доведоха до факта, че въглеродът в тези газове се превърна в диамант (фиг. 5).

Ориз. 5. Диамантени бижута ()

Диамантът е най-ценният, най-твърдият и един от най-много редки камъниНа земята. Той реже всичко на света - и стъкло, и всякакъв камък, и най-здравата стомана. Поради това се използва широко в технологиите. Най-красивите бижута се правят от полирани диаманти (фиг. 5). Също така, диамантът се използва за направата на скъпи инструменти: диамантени ножове и часовници.

В древни времена слюдата (фиг. 6) е била поставена в прозорците на къщите вместо много скъпо стъкло, светлината трудно е прониквала през такива прозорци, но в старите времена е била добра защита от студ и дъжд. Днес слюдата се използва в електронната и радио индустрията. Смляната слюда се използва за направата на мек материал за покриви - покривен филц, изделия от каучук, златни и бронзови бои и мастила.

Моливът е с олово, направен е от минерала графит, който цапа ръцете, оставя следи по хартията, но има невероятно свойство. Графитът издържа на температури от няколко хиляди градуса, а продуктите от него не се развалят дори при силно охлаждане (фиг. 7).

Ориз. 7. Графитен продукт ()

Подобно на метал, графитът провежда електричество и се използва в електротехниката и леярството. Контейнерите са направени от графит - тигли, в които се топи метал (фиг. 8). Графитът се използва и за направата на ядрени реактори.

Днес в урока научихте от какво са изградени скалите, запознахте се с разнообразието от минерали и практическото им използване от човека.

Библиография

  1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Светът 3. - М.: Балас.
  2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Светът около 3. - М .: Издателство "Фьодоров".
  3. Плешаков А.А. Светът около 3. - М .: Образование.
  1. Klopotow.narod.ru ().
  2. Circ.mgpu.ru ().

Домашна работа

  1. Какво представляват минералите?
  2. Какви диамантени продукти познавате?
  3. Какви свойства има графитът?