Was ist ein Mineral? Klassifizierung der Mineralien nach Herkunft. Eigenschaften und Verwendung von Mineralien

Poroschin Stanislaw

Die Arbeit untersucht die Eigenschaften und Klassifizierung von Mineralien und liefert Informationen über die Verwendung von Mineralien und ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.

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Vorschau:

Wissenschaftliche Gesellschaft der Schüler der städtischen Bildungseinrichtung „Sekundarschule Nr. 133“

Bildungsbereich „Geographie“

„Mineralien um uns herum“

Poroschin Stanislaw

6 A-Klasse BOU „Sekundarschule Nr. 133“

Wissenschaftlicher Leiter-

Nevrotov Vyacheslav Valerievich,

Geographielehrer, Städtische Bildungseinrichtung „Sekundarschule Nr. 133“

Omsk, 2010

Einführung. - C. 3

Mineralien sind überall um uns herum; - C. 4 - 6

A) Was ist ein Mineral? - C. 4

B) Eigenschaften von Mineralien; - C. 4

B) Klassifizierung von Mineralien; - C. 4

D) Verwendung von Mineralien; - C. 4 – 5

D) der Einfluss von Mineralien auf das Leben und die Gesundheit des Menschen; - C. 5 - 6

E) Ich bin Mineraliensammler. - C. 6

3. Fazit. - C. 7

4. Bibliographie. - C. 8

5. Bewerbung. - C. 9

Mineralien auf der Erde sind nur Gesteine,

Aber sie leben, tragen ihr Licht ...

Das Licht des Himmels und die Farbe des Meeres,

Die hellen Strahlen der Sonne

Sie versammelten sich.

Wie schön sind die Steine in der Halskette,

Das helle Licht der Sonne streichelt sie.

Dort ist es gut für sie, sie sind in der Mitte

Schaffen Sie Harmonie in jedem von ihnen.

(L. Lipska)

Das Thema meiner wissenschaftlichen Arbeit ist „Mineralien um uns herum“. Dieses Thema ist derzeit sehr relevant, da viele der Mineralien erschöpfbar und nicht erneuerbar sind Natürliche Ressourcen. Heutzutage erschweren verbesserte Technologie und die Komplexität der Nutzung natürlicher Ressourcen den Bergbau und die Exploration Bodenschätze„Genauer“ und vollständiger, ermöglicht es Ihnen, die Natur rund um die Lagerstätte in der Form zu bewahren, in der sie vor Beginn der Entwicklung war.

Das Studium und Sammeln von Mineralien ermöglicht es Ihnen, die Geheimnisse der Natur zu enthüllen, sie von innen kennenzulernen und einen sorgfältigen Umgang mit natürlichen Ressourcen zu fördern.

Mineralien umgeben uns überall: Wir gehen auf Mineralien, bauen mit Mineralien, verarbeiten Mineralien in Fabriken, stellen Geräte und Produkte aus Mineralien her, nutzen Mineralien in großem Umfang in Wissenschaft und Technik, dringen in die Geheimnisse der Struktur von Mineralien ein, essen Mineralien und werden behandelt mit Mineralien. Wir können mit Sicherheit sagen, dass die moderne Welt ohne Mineralien undenkbar ist.

Das interessierte mich und ich beschloss, mich mit diesem Thema zu befassen und mir das Ziel zu setzen: mein Wissen über Mineralien zu vertiefen und zu erweitern.

Ausgehend von diesem Ziel hatte ich mehrere Aufgaben:

Literatur zum gewählten Thema auswählen und studieren;
das erworbene Wissen systematisieren;
Berücksichtigen Sie die Eigenschaften und die Klassifizierung von Mineralien.
Finden Sie heraus, wo Mineralien verwendet werden.
zeigen den Einfluss von Mineralien auf das Leben und die Gesundheit des Menschen.

Der Gegenstand meiner Forschung sind Mineralien, und der Gegenstand meiner Forschung ist ihre Bedeutung in Abhängigkeit von ihren verschiedenen Eigenschaften.

Ein Mineral (französisches Mineral, später lateinisch minerala – Erz) ist ein natürlicher Körper mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur, der durch natürliche physikalische und chemische Prozesse entsteht. Mineralien sind Bestandteile der Erdkruste, von Gesteinen, Meteoriten und Asteroiden. Alle Mineralien haben eine anorganische Basis. Wissenschaftler zählen etwa 4.000 Mineralien, doch nur 100 davon sind weit verbreitet. Viele Menschen bezeichnen alles, was aus der Erde gewonnen wird, als Mineralien. Zu dieser Kategorie zählen auch fossile Brennstoffe wie Kohle. Menschen, die sich professionell mit Mineralien befassen, glauben jedoch, dass Kohle, Öl und Erdgas organische Verbindungen, da sie aus den Überresten einst lebender Pflanzen und Tiere entstanden sind und daher keine Mineralien sind.

Mineralien werden durch ihre Eigenschaften bestimmt, die in physikalische und optische unterteilt werden. ZU physikalische Eigenschaften enthalten:

Härte ist die Eigenschaft eines Materials, dem Eindringen in das Material mehr als zu widerstehen solide sowie die Eigenschaft eines härteren Körpers, andere Materialien zu durchdringen;

Spaltung ist die Fähigkeit eines Minerals, sich in bestimmte Richtungen zu spalten;

Bruch ist die Form der Oberfläche, die beim Spalten entsteht;

Magnetität – hängt vom Eisengehalt ab, der mit einem herkömmlichen Magneten erfasst wird;

Unter Zerbrechlichkeit versteht man die Festigkeit mineralischer Körner, die sich durch mechanische Spaltung zeigt;

Die Dichte (oder das spezifische Gewicht) ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen.

Zu den optischen Eigenschaften von Mineralien gehören:

Glitzer ist ein Lichteffekt, der durch die Reflexion eines Teils entsteht Lichtstrom auf ein Mineral fallen,

Farbe ist ein Merkmal, das einige Mineralien definitiv charakterisiert (z. B. grüner Malachit, blauer Lapislazuli) und sehr trügerisch in einer Reihe anderer Mineralien (z. B. Quarz);

Merkmalsfarbe – die Farbe eines Minerals in einem feinen Pulver, die normalerweise durch Kratzen bestimmt wird;

Transparenz ist die Fähigkeit eines Minerals, Licht durch sich selbst hindurchzulassen;

Brechung besteht darin, den Weg zu ändern Lichtstrahl beim Durchgang durch ein Mineral.

Normalerweise werden Mineralien in zwei Gruppen eingeteilt: metallische und nichtmetallische. Zu den metallischen gehören rotes Eisenerz (Eisen), Kupfererz und Bauxit (Aluminium). Nichtmetallisch – Schwefel, Quarz, Asbest, Calcit.

Einige Mineralien haben aufgrund ihrer Schönheit und Seltenheit Hohe Kosten. Sie heißen " Edelsteine" Darunter sind Diamanten, Granate, Topase, Smaragde, Rubine und Saphire.

Mich interessierte die Frage: „Mit welchen Mineralien haben wir es zu tun?“ Alltagsleben? Nachdem ich die Literatur zu diesem Thema studiert, meine Mineraliensammlung zusammengestellt und mich von meinen eigenen Beobachtungen leiten lassen habe, kann ich mit Sicherheit sagen – mit vielen. Und das buchstäblich jeden Tag – mit dem lebenswichtigsten und unersetzlichsten Mineral Nr. 1 – gewöhnlichem Speisesalz (Steinsalz). Beim Kochen wird Speisesalz als wichtiges Gewürz verwendet. Salz hat einen charakteristischen, jedem Menschen wohlbekannten Geschmack, ohne den das Essen langweilig wirkt. Man kann irgendwie ohne andere Mineralien leben, aber was ist das für ein Leben, zum Beispiel ohne Feldspat, aus dem Porzellan, Steingut und Zahnpasten hergestellt werden. Oder ohne Mineralien – selten, kostbar und Halbedelsteine? Und es gibt eine große Vielfalt davon: Alexandrit, Rubellit, Chromdiopeid, Diamant, Amethyst, Andalusit, Brasilianit, Perle, Perlmutt, Topas, Rauchtopas, Rosenquarz, Tigerauge, Koralle, Bernstein und viele andere. Viele Böller und Feuerwerkskörper enthalten das Mineral Barium, das mit grüner Flamme brennt, sowie das Mineral Celestin, das der Flamme eine rote Farbe verleiht. Streichholzköpfe, die mit Schwefel überzogen sind, leuchten leicht auf. Bleistiftminen enthalten Graphit, der leicht Spuren auf dem Papier hinterlässt. Schleifpapier ist mit Körnern eines harten Minerals namens Korund beschichtet. Aus Malachit wird grüne Farbe hergestellt (im Ural ist man seit langem daran gewöhnt, die Dächer von Holzhäusern mit Malachitpulver zu bemalen), und seit der Antike wird blaue Farbe aus Lapislazuli hergestellt. Natursteine, die im Bauwesen verwendet werden, bestehen ebenfalls aus Mineralien. Als Baustoffe werden beispielsweise Mineralien wie Fuchsit und Calcit verwendet. Einige Mineralien dienen als Metallquellen, aus denen Nägel, Uhrwerke, Drähte, Mikroschaltungen, Computer und viele andere notwendige Dinge hergestellt werden. Bornit ist beispielsweise eine Kupferquelle, die bei der Herstellung von Kabeln, Leitungen, Wasserversorgungs- und Heizungsrohren verwendet wird. Bleierz wird aus Wulfenit und Mimetesit gewonnen. Aus Stibnit wird Antimon hergestellt, das wiederum in der Waffenindustrie und bei der Herstellung von Autobatterien verwendet wird. Scheelit ist eine der Hauptquellen für Wolframmetall, das zur Herstellung von Glühbirnen verwendet wird. Pechblende ist die Hauptquelle für Uran, ein radioaktives Mineral und ein wesentliches Element aus wissenschaftlicher, industrieller und militärischer Sicht. Lange Zeit wurden Mineralien wie Gold und Diamanten nur als Schmuck verwendet. Heutzutage kann man sie als unermüdliche Arbeiter bezeichnen. Der dünnste Goldfilm, der die Triebwerksgehäuse von Überschallflugzeugen außen und innen bedeckt, schützt sie zuverlässig vor Korrosion. Teile aus Gold funktionieren erfolgreich in den kritischsten Bereichen der komplexesten Computer; hier ist Gold immer noch unersetzlich. Und der Diamant wird heute zu Recht als Held der Technik bezeichnet. Diamantwerkzeuge in den fähigen Händen von Maschinenbauern und Optikern, Funktechnikern und Energietechnikern wirken Wunder. Beispielsweise ermöglichte ein aus diesem Mineral hergestellter Bohrer für Bohrinseln Geologen, die Bohrgeschwindigkeit von Bohrlöchern um das 10- bis 15-fache zu erhöhen.

Auch der menschliche Körper enthält Mineralien. Menschlich hauptsächlich besteht aus Wasser (bis zu 50 % des Körpergewichts) und Eiweiß (bestehend aus Kohlenwasserstoffen, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel). Die Stabilität und Festigkeit dieser Elemente wird jedoch durch Mineralien gewährleistet. Kalzium und Phosphor sind der „Zement“ unseres Skeletts, also der Knochen und Zähne. Darüber hinaus wirkt sich Kalzium positiv auf die Funktion von Gehirn und Herz aus, und Phosphor ist am Energiestoffwechsel beteiligt, von dem Muskel- und Geistesaktivität abhängen Darin ist Magnesium für die Produktion von Energie und Funktionen verantwortlich nervöses System, Natrium, Kalium und Chlor sind Komponenten Körperflüssigkeiten und Schwefel ist ein Schmiermittel für Gelenke, Bindegewebe und Haut. Ungefähr 4 % Gewicht menschlicher Körper Diese sieben Mineralien bilden.

In unserem Körper gibt es 39 Mikroelemente. Diese organischen Verbindungen zählen ebenfalls zu den Mineralien, werden aber aufgrund ihrer geringen Konzentration und der Tatsache, dass sie im Körper nur in Mikrodosen vorkommen, als Spurenelemente bezeichnet.

Darunter sind giftige und schädliche Stoffe wie Blei, Quecksilber und Cadmium. Sie sind nutzlos und unnötig. Aber es gibt noch viele andere, die bestimmte Funktionen im Körper steuern, beispielsweise Stoffwechselfunktionen. Sie sind für uns lebenswichtig, das sind Eisen, Jod und Fluor. Auch Mikroelemente wie Kupfer, Mangan, Selen, Chrom und Zink spielen eine sehr wichtige Rolle.

Im Jahr 2008 begann ich, mich für Mineralien zu interessieren. Seit August 2009 begann ich mit dem Sammeln der „Mineralien. „Schätze der Erde“ und erwirbt anschauliches Lehrmaterial und einzelne Mineralienexemplare. Heute befinden sich 17 Mineralien in meiner Sammlung – Amethyst, Rosenquarz, Tigerauge, Azurit, Aragonit, Cyanit, Pyrit, Fuchsit, Celestin, Calcit, Chromdiopsid, Rauchtopas, Karneol, Jadeit, „Wüstenrose“, Halit, Howlith (Imitation). türkis). Ich habe versucht, die von mir gesammelten Steine zu klassifizieren (siehe Anhang Nr. 1, Seite 9). Die von mir gesammelten Mineralien werden in unserem Land, hauptsächlich im Ural, im Ausland abgebaut – in Europa, Brasilien, den USA und Indien . Die meisten von ihnen werden als Zier- und Schmucksteine verwendet.

Jede Kollektion hat ihren eigenen Charme und wissenschaftlicher Wert. Als unerfahrener Sammler habe ich gelernt, dass es drei Haupttypen von Sammlungen gibt: systematische, thematische (oder spezialisierte) und lokale (oder regionale) Sammlungen. An dieser Moment Meine Mineraliensammlung ist systematisch. Ziel der Sammlung ist es, möglichst viele Mineralien zu sammeln. Natürlich ist es unmöglich, eine solche Sammlung zu vervollständigen; selbst die besten Museen der Welt können dies nicht leisten. Eine solche Sammlung wird vielleicht nie vollständig sein, aber es ist ein unvergleichliches Vergnügen, einer solchen Sammlung ein seltenes oder begehrtes Mineral hinzuzufügen. In Zukunft möchte ich auf eine thematische Sammlung umsteigen und verschiedene Calcitproben sammeln.

Die Ergebnisse meiner Arbeit zusammenfassend möchte ich sagen, dass Mineralien einzigartige Formationen auf der Erde sind. Der Akademiker A.F. Fersman sagte einmal: „Der Mensch fühlt sich immer zu Mineralien hingezogen.“ Moderner Mann fasziniert von Mineralien, deren Eigenschaften und Schönheit unendlich vielfältig sind natürliches Material. Je tiefer wir sie studieren und je energischer wir suchen, desto Neues und Ursprünglicheres schenkt uns die Mineralienwelt. Diese Welt kann mit einem Buch verglichen werden, das immer offen und immer vor Ihren Augen liegt. Und dieses Buch kann Ihnen viel erzählen. Mineralien sind stille Zeugen der Vergangenheit. Indem wir sie studieren, erfahren wir, wie sich die Topographie der Erdoberfläche über viele Millionen Jahre hinweg verändert hat, welche Veränderungen das Klima erfahren hat und wie Mineralvorkommen entstanden sind. Einige Mineralien verraten uns, woraus andere Planeten im Universum bestehen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Mineralien zu sammeln:

Kauf fertiger Muster (wie ich es tue);
Mineralien selbst extrahieren.

Auch die zweite Methode begann mich zu interessieren. In Zukunft möchte ich mich an der lokalen Sammlung von Mineralien aus der Region Omsk beteiligen. Dafür bedarf es aber gewisser Kenntnisse: wo und wie man suchen muss, mit welchen Werkzeugen und Zubehör. Dies erfordert einige Vorbereitungen. Die Basis für eine erfolgreiche Mineraliensuche sind Wissen und Erfahrung. Generell ist das Sammeln von Mineralien ein uraltes Hobby, das schon immer treue Anhänger hat. Dies ist eine Gelegenheit, die Welt zu erkunden, Beobachtungsgabe, Vorsicht und Weitsicht zu entwickeln und wertvolle Erfahrungen zu sammeln.

Die Mineralien, die uns umgeben, können uns viel sagen, wir müssen nur in der Lage sein, ihre stille „Sprache“ zu studieren und zu verstehen. Seit Hunderten von Jahren erforschen Menschen Mineralien, sie haben dem Menschen seit Hunderten von Jahren treu gedient, aber es gibt immer noch viele unklare, umstrittene und mysteriöse Mineralien auf der Welt.

Ich möchte darauf hinweisen, dass meine Arbeit sowohl für Schüler der 6 über Mineralien.

Literaturverzeichnis.

Gerasimova T. P., Neklyukova N. P. „ Anfängerkurs Geographie“ (6. Klasse). M.: „Drofa“, 2006.
Barinova I. I. „Geographie. Natur Russlands“ (8. Klasse). M.: „Drofa“, 2008.
Kantor B.Z. „Über Mineralien im Allgemeinen und im Besonderen“ (Artikel).
Maksimov N. A. „Hinter den Seiten eines Geographie-Lehrbuchs.“

M.: „Aufklärung“, 1981.

Shaskolskaya M. P. „Kristalle“. M.: „Wissenschaft“, 1978.
Enzyklopädie „Geographie“. M.: „Rosman“, 1996.
Wissenschaftliche und pädagogische Zeitschrift „Mineralien. Schätze der Erde. Ausgaben: August-Dezember 2009.
Internetseite: www. Fabremineralien. Com

Anhang Nr. 1.

Name	Bergbaustandorte	Verwendung
	in Russland	im Ausland
1. Azurit	Ural	Italien, Frankreich, USA, Australien	Herstellung von blauer Farbe, Schmuck
2. Aragonit	Ural, Taimyr	Spanien	Talismane, Amulette
3. Cyanit	Ural	Österreich, USA, Brasilien	Dekorationen
4. Pyrit	Ural, Altai	Aserbaidschan, Deutschland, Spanien, USA	Herstellung von Schwefelsäure, Schwefel; Zusatzstoff in der Zementherstellung
5. Fuchsit	Karelien, Ural	Österreich, Tschechien	Dekorationen, Baumaterialien
6. Celestine	Ural	Italien, Großbritannien, USA	In der Pyrotechnik, Glas- und Keramikherstellung, Pharmazeutik
7. Calcit	Primorje, Evenkia, Ural	USA, Kasachstan, Kirgisistan	Bauwesen, chemische Produktion, Talismane und Amulette
8. Chromdiopsid	Jakutien	Finnland, Südafrika	Talismane, Amulette
9. Amethyst	Kola-Halbinsel	Brasilien, Uruguay, Sri Lanka	Schmuck, Amulette, Talismane
10. Rauchtopas	Ural	Indien, Sri Lanka, USA
11. Karneol	Jakutien, Primorje	Indien, Mongolei, Brasilien	Schmuck, Talismane, Amulette
12. Rosenquarz	Ural	Brasilien, Madagaskar, Japan	Schmuck, Talismane, Amulette
13. Tigerauge	Ural	Südafrika, Indien, Australien	Schmuck, Talismane, Amulette
14. Jadeit	Polarural, Sajan-Gebirge	Indien, China, Japan, USA	Dekorationen
15. „Wüstenrose“		Tunesien, Algerien, Spanien, USA	Dekorationen
16. Halit	Ural, Baskunchak-See	USA, Frankreich, Deutschland, Österreich, Italien, Spanien	Konservierungs- und Würzmittel, Rohstoffe zur Herstellung von Soda, Chlor, Salzsäure
17. Howlith (Türkisimitat)		Kanada, USA, Deutschland	Schmuck, Metallurgie, Elektronik

Mineralien, ihre Eigenschaften, Zusammensetzung und Klassifizierung

Die oberen Schichten der Erdkruste werden üblicherweise als Böden bezeichnet. Aus ingenieurtechnischer und bautechnischer Sicht gelten Böden als Fundament für verschiedene Bauwerke und im Falle ihrer Eignung als Baumaterial für verschiedene Arten Bauwesen, auch für die Schotterschicht von Eisenbahngleisen.

Böden bestehen aus verschiedenen Mineralien, deren detaillierte Beschreibung für Bauherren wichtig ist Eisenbahnen gegeben in der Arbeit von Prof. B. M. Gumensky.

Verbindungen aus einem oder mehreren festen Mineralien werden als Gesteine bezeichnet. Die Böden sind erhalten geblieben Felsen oder Produkte ihrer Zerstörung.

Feste Mineralien sind in den meisten Fällen kristalline Substanzen, deren Besonderheit die Anisotropie ist, d. h. ungleiche physikalische Eigenschaften in verschiedenen Richtungen.

Gesteine werden nach ihrer Herkunft und der Anzahl der 121 darin enthaltenen Mineralien klassifiziert.

Nach ihrer Herkunft, also nach dem Anfangsstadium ihrer Entstehung, werden Gesteine in drei Gruppen eingeteilt:

1. Magmatisches oder magmatisches Gestein, das durch das Einbringen von geschmolzenem Magma aus tiefen Erdregionen in die oberen Schichten der Erdkruste oder durch dessen Ausströmen an die Oberfläche bei Vulkanausbrüchen entsteht.

2. Sedimentgesteine, die durch Verwitterung, Transport und Ablagerung von Gesteinszerstörungsprodukten in Wasserbecken oder auf der Erdoberfläche entstehen.

3. Veränderte oder metamorphe Gesteine, die unter dem Einfluss hoher Temperaturen, enormen Drucks, Wasserdampf und Magmagasen entstanden sind.
Basierend auf der Anzahl der Mineralien, aus denen sie bestehen, werden Gesteine in einfache Gesteine, die aus einem Mineral bestehen, und komplexe Gesteine, die aus mehreren Mineralien bestehen, unterteilt.

Mineralien haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften, die es ermöglichen, sie voneinander zu unterscheiden.

Zu den physikalischen Eigenschaften von Mineralien gehören Farbe, Transparenz, Glanz, Spaltbarkeit und Härte.

Basierend auf der Farbe werden alle Mineralien herkömmlicherweise in dunkle Farben unterteilt, zu denen Mineralien in Dunkelgrau, Dunkelgrün, Schwarz usw. gehören, und helle Mineralien, zu denen Mineralien in Hellgrau, Rosa, Rötlich usw. gehören.

Transparenz- die Fähigkeit, Licht durch sich selbst zu übertragen. Basierend auf der Transparenz werden alle Mineralien in transparent, durchscheinend und undurchsichtig unterteilt.

Scheinen- Lichtreflexion durch ein Mineral. Mineralien haben folgende Glanzarten: Diamant – stark funkelnd, glasartig, ähnlich dem Glanz einer Glasoberfläche; metallisch – ähnlich dem Glanz der Oberfläche eines frischen Metallbruchs; metallisch – das gleiche wie metallisch, aber wie angelaufenes Metall; fettig – ähnlich dem Glanz einer gefetteten Oberfläche; wachsartig – ähnlich einer mit Wachs verschmierten Oberfläche; seidig - schimmernd; matt – für Mineralien, die keinen Glanz haben.

Dekollete- die Fähigkeit von Mineralien, sich beim Aufprall in genau definierte Richtungen aufzuspalten. Basierend auf der Spaltung werden Mineralien in vier Gruppen eingeteilt:

A) Mineralien mit sehr perfekter Spaltung, bei der sie sich in dünne Blätter aufspalten;

B) Mineralien mit perfekter Spaltung, bei denen sie nach einem Hammerschlag Rillen entlang der Spaltung bilden;

C) Mineralien mit unvollständiger Spaltung, bei denen die Spaltung an Mineralfragmenten schwer zu erkennen ist;

D) Mineralien, bei denen keine Spaltung stattfindet und die Spaltung in verschiedene Richtungen und Ebenen erfolgt.

An Bruchstellen bilden sich unebene und gekrümmte Oberflächen und Risse, die nicht auf bestimmte Bruchrichtungen beschränkt sind. Dabei werden folgende fünf Arten von Frakturen unterschieden:

Muschel, bei dem die Bruchfläche den Innenflächen von Schalen ähnelt;

splittrig wenn sich Splitter auf der Bruchfläche befinden, die in eine Richtung ausgerichtet sind;

erdig wenn die Bruchfläche rau ist und in kleine erdige Partikel zerfällt;

Um Mineralien anhand ihrer Härte zu vergleichen, verwenden sie eine spezielle Mohs-Skala mit zehn Mineralien, bei der die Härte der Mineralien mit steigenden Härtewerten zunimmt. Gips hat beispielsweise einen Härtegrad von 2, während Feldspat und Quarz einen Härtegrad von 6-7 haben. Die höchste Punktzahl für einen Diamanten beträgt 10.

Die physikalischen Eigenschaften von Mineralien – Farbe, Transparenz und Glanz – sind bei der Zuordnung von Gesteinen als Ballastmaterialien nicht von entscheidender Bedeutung und werden praktisch nicht berücksichtigt, außer in Fällen, in denen das Vorhandensein schädlicher Mineralien im Gestein festgestellt werden muss Ballastschicht, wie Pyrit, Opal usw.

Bei der Feststellung der Eignung von Gesteinen für die Verwendung als Schottermaterialien wird die Spaltung von Mineralien nicht speziell bestimmt, sondern nur in Ausnahmefällen, um die Flanschbildung in Schottermaterialien während der Gesteinsentwicklung zu beurteilen.

Die Härte ist der Hauptindikator bei der Entscheidung über die Eignung eines bestimmten Gesteins als Schottermaterial. Allerdings wird die Härte in solchen Fällen nicht anhand der Mohs-Skala bestimmt, sondern durch Prüfung von Gesteinsproben mit speziellen Instrumenten.

Für den normalen Betrieb elektrifizierter und mit automatischer Blockierung ausgestatteter Eisenbahnabschnitte ist es sehr wichtig, die festgelegten Standards für die Isolierung von Gleisstromkreisen sicherzustellen. Daher ist es in allen Zweifelsfällen erforderlich, die magnetischen Eigenschaften von Gesteinen zu überprüfen, die als Ballastmaterialien verwendet werden sollen.

Von chemische Zusammensetzung In Gesteinen vorkommende Mineralien werden in fünf Hauptklassen eingeteilt:

1) native Elemente, die aus einer Sache bestehen Chemisches Element(Diamant, Gold, Schwefel usw.);

2) Schwefelverbindungen, das sind Verbindungen von Metallen mit Schwefel;

3) Oxide von Silizium und Metallen;

4) Salze von Sauerstoffsäuren, die eine Reihe von Mineralgruppen vereinen: Salze von Kohlensäure - Carbonate; Salze der Schwefelsäure - Sulfate; Salze der Phosphorsäure – Phosphate; Salze von Kieselsäuren – Silikate und Salze von Kieselsäuren – Alumosilikate;

5) Halogenverbindungen, zu denen Halit (Steinsalz) gehört.

Für Schottermaterialien werden nur teilweise Mineralien der 3. und 4. Klasse verwendet.

Der Hauptvertreter der Siliziumoxide ist das Mineral Quarz. Quarz kommt als durchscheinende oder undurchsichtige Körner vor. Seine Farbe variiert je nach Verunreinigungen – von hell bis dunkel. Quarz ist ein witterungsbeständiges Mineral. Seine Härte beträgt 7. Quarz ist Bestandteil vieler Gesteine, die als Ballastmaterialien verwendet werden.

Zu den kryptokristallinen Quarzarten gehören Hornsteine, bei denen es sich um gesinterte nierenförmige Formen und Knötchen handelt. Ihr Bestandteil ist Opal und in den meisten Fällen sind sie mit Tonverunreinigungen verunreinigt. Opal füllt beim Austreten die Risse und Hohlräume verschiedener Gesteine und verfestigt sich in Form dichter Massen verschiedene Formen. Opal bildet ganze Schichten in Sedimentgesteinen in Form dichter oder poröser Massen verschiedener Farben, die Opoka, Tripoli usw. genannt werden.

Die Kolben werden leicht zerstört und produzieren viele kleine Partikel, die die Schotterschicht verunreinigen. Daher ist ihre Beimischung in Schottermaterialien, auch in geringen Mengen, unerwünscht.

Die häufigsten Karbonate sind Calcit bzw. Kalkspat und Dolomit. Calcit ist ein Bestandteil von Sedimentgesteinen – Kalksteinen.

Zu den Silikaten gehören Olivin (Peridot), Augit (Pyroxen), Hornblende und Serpentin.

Olivin hat eine olivgrüne Farbe. Manchmal hat es eine gelbe und braune Farbe, die Spaltung von Olivin ist unvollständig und die Härte beträgt etwa 7.

Augit hat verschiedene Farben: schwarz, grünlich und bräunlichschwarz, gelbgrün und braun. Augit hat eine perfekte Spaltbarkeit, Härte 5-6.

Hornblende ist grün oder braun gefärbt verschiedene Farbtöne von dunkel nach schwarz. Die Härte der Hornblende liegt bei etwa G, die Spaltbarkeit ist perfekt.

Die Hornblende, aus der das magmatische Gestein besteht, wird Hornmischung genannt, und das metamorphe Gestein wird Amphibolit genannt.

Das aus Serpentin bestehende Gestein wird Serpentin oder Serpentinit genannt. Die Serpentinengruppe umfasst elastische faserige Varianten des Minerals Asbest, das als Adern im Gestein beobachtet wird.

Zu den Alumosilikaten zählen Kalium- und Kalk-Soda-Feldspäte. Der Hauptvertreter der Kaliumfeldspäte – Orthoklas – ist Bestandteil vieler magmatischer Gesteine (Granite, Syenite) sowie metamorpher Gesteine (Gneise).

Kalk-Natrium-Feldspäte werden Plagioklase genannt, bei denen es sich um Mischungen aus Albit und Anorthit in unterschiedlichen Anteilen handelt.

Abhängig vom Verhältnis von Albit und Anorthit werden folgende Plagioklase unterschieden: sauer mit überwiegendem Anteil an Albit, mittel mit etwa gleichem Gehalt an Albit und Anorthit und basisch mit überwiegendem Anteil an Anorthit.

Zu den Alumosilikaten zählen auch Feldspäte, die in ihrer chemischen Zusammensetzung den Feldspaten ähneln, jedoch weniger Kieselsäure enthalten. In diesen Mineralien entspricht Leucit Orthoklas und Nephelin Albit. Leucit ist ein farbloses Mineral mit einer Härte von 5–6 und keiner Spaltung. Nephelin ist ein grauweißes oder graues Mineral mit verschiedenen Schattierungen. Seine Härte beträgt 5-6, die Spaltung ist unvollständig.

Laut V.I. Wernadski sind die vorherrschenden Elemente der Erdhülle und Lithosphäre – Erdkruste sind neun Elemente 131. Die Prävalenz dieser Elemente ist sehr unterschiedlich; Etwa drei Viertel bestehen aus kombiniertem Sauerstoff und Silizium, etwa 12 % aus kombiniertem Aluminium und Eisen, etwa 10 % aus Kalzium, Natrium, Kalium und Magnesium und schließlich 1 % nach Gewicht aus Wasserstoff.

Dies weist darauf hin, dass in der Zusammensetzung der Erdkruste Salze von Sauerstoffsäuren und Siliziumoxiden vorherrschen.

glatt- bei Vorhandensein einer glatten Bruchfläche;

körnig- mit körniger Bruchfläche.

Mineralien sind ein sehr weit gefasster Begriff. Mineralien sind Bestandteile von Gesteinen und Erzen, die in ihrer Zusammensetzung und Struktur homogen sind. Es handelt sich um natürliche chemische Verbindungen, die aus verschiedenen geologischen Prozessen entstehen. In der Natur gibt es eine große Vielfalt an Mineralien. Zum Studium und zur Suche werden sie entsprechend ihrer chemischen Zusammensetzung und ihren physikalischen Eigenschaften zu homogenen Gruppen zusammengefasst.

Die meisten Mineralien kommen in festem Zustand in der Erdkruste vor. Es gibt jedoch flüssige (natives Quecksilber) und sogar gasförmige Mineralien (Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff). Die äußeren Merkmale, durch die sich Mineralien voneinander unterscheiden, sind erstaunlich vielfältig. Manche davon sind durchsichtig, andere sind trüb, durchscheinend oder lassen überhaupt kein Licht durch.

Calcit (Kalkspat) ist eines der am häufigsten vorkommenden Mineralien in der Erdkruste. Manchmal bestehen ganze Berge aus reinem Calcit.

Ein wichtiges Merkmal vieler Mineralien ist ihre Farbe. So ist Zinnober immer karminrot und Malachit hellgrün; kubische Pyritkristalle sind leicht an ihrer metallisch-goldenen Farbe zu erkennen. Ein sehr wichtiges äußeres Zeichen von Mineralien ist ihre Form. Häufiger ist es kristallin, aber für einige hat es die Form eines Würfels (Pyrit), für andere - eines sechseckigen Prismas (Beryll), für andere - eines Polyeders (Granat) usw. Viele Mineralien bilden Sintermassen mit bizarren Formen haben nichts mit Kristallen zu tun. Dabei handelt es sich beispielsweise um nierenförmige Ablagerungen von Malachit und stalaktitenartige Wucherungen von Limonit.

Einige Mineralien sind so hart, dass sie leicht Kratzer auf Glas hinterlassen (Quarz, Feldspat, Granat). Andere werden durch Glassplitter oder die Schneide eines Messers zerkratzt (Kalzit). Wieder andere sind weich und können mit dem Fingernagel nachgezeichnet werden (Graphit).

In der Mineralogie wird die Härte am einfachsten bestimmt, indem man ein Mineral mit einem anderen kratzt. Zur Beurteilung der Härte wird die sogenannte Mohs-Skala verwendet, die durch zehn Mineralien repräsentiert wird. Ihre Seriennummer entspricht der herkömmlichen Härteeinheit. Hier sind sie:

1. Talk
2. Gips
3. Calcit
4. Fluorit
5. Apatit
6. Orthoklas
7. Quarz
8. Topas
9. Korund
10. Diamant

Jedes nachfolgende Mineral auf der Mohs-Skala zerkratzt mit seinem scharfen Ende alle vorherigen.

Um die Härte eines unbekannten Minerals zu bestimmen, wird ermittelt, welches der Mineralnormale es zuletzt ankratzt. Wenn beispielsweise ein unbekanntes Mineral Apatit zerkratzt und selbst von Orthoklas zerkratzt wird, liegt seine Härte zwischen 5 und 6.

Auch Mineralien verhalten sich bei der Spaltung unterschiedlich. Einige von ihnen spalten sich leicht entlang bestimmter Ebenen und bilden Fragmente richtige Form, ähnlich wie Kristalle (Galena, Calcit); andere erzeugen beim Bruch gekrümmte, muschelförmige Oberflächen (Quarz). Die Eigenschaft von Mineralien, sich in bestimmte Richtungen zu spalten, wird als Spaltung bezeichnet. Es kommt zu einer sehr perfekten Spaltung, bei der der Kristall in dünne Blätter (Glimmer) spalten kann; perfekt, wenn beim Aufprall Fragmente entstehen, die wie echte Kristalle aussehen (Kalzit, Bleiglanz); mittel – geometrisch regelmäßige Ebenen und ungleichmäßige Brüche (Hornblende) werden auf Mineralfragmenten beobachtet; unvollkommen - Brüche werden in der Regel durch unebene Oberflächen (Olivin, Apatit) dargestellt; sehr unvollkommen, wenn die Spaltung praktisch nicht vorhanden ist und die Fragmente einen Muschelbruch (wie Glas) aufweisen.

Mineralien unterscheiden sich auch in der Farbe der Markierung, also der Farbe des feinen Pulvers, das das Mineral auf der matten (unglasierten) Oberfläche des Porzellantellers hinterlässt. Manchmal stimmt die Farbe des Streifens mit der Farbe des Minerals selbst überein, wie zum Beispiel bei Zinnober. Aber in manchen Fällen unterscheiden sich die Farbe des Minerals und die Farbe seines Merkmals deutlich. So hat das Mineral Hämatit eine stahlgraue Farbe und einen roten Streifen; Pyrit ist messinggelb und hinterlässt einen schwarzen Streifen.

Spezifisches Gewicht, Magnetismus, Radioaktivität und eine Reihe anderer Eigenschaften sind ebenfalls wichtige Merkmale, anhand derer Geologen Mineralien identifizieren oder diagnostizieren.

Die Eigenschaften von Mineralien hängen von ihrer chemischen Zusammensetzung, Kristallstruktur, d.h. die räumliche Figur, die von den Atomen und Ionen gebildet wird, aus denen das Mineral besteht, und über die Art und Kräfte der Adhäsion zwischen ihnen.

Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur werden alle Mineralien in große Gruppen oder Abschnitte eingeteilt.

Hier erwähnen wir nur einige der Mineralien, die am häufigsten in der Erdkruste vorkommen und Teil weit verbreiteter Gesteine sind.

Calcit (oder Kalkspat) ist eines der häufigsten Mineralien. In der Natur gibt es ganze Berge. bestehend aus Kalksteinen oder Marmoren, die aus nahezu reinem Calcit bestehen.

Von seiner chemischen Zusammensetzung her handelt es sich bei Calcit um ein Calciumcarbonatsalz – CaCO3. Seine farblosen, transparenten Sorten werden Islandspat genannt. Sehr schön sind die sogenannten Calcit-Drusen, die eine Ansammlung wohlgeformter Kristalle darstellen, die in den Hohlräumen von Gesteinen entstanden sind.

Calcit ist größtenteils farblos oder milchig weiß. Man findet ihn aber auch bemalt in verschiedenen Grau-, Gelb-, Rot-, Braun- und Schwarztönen. Die Härte von Calcit beträgt 3 (leicht mit der Schneide eines Messers oder einer Nadel zerkratzt), die Spaltung ist perfekt (spaltet sich leicht in Fragmente mit der richtigen Form). Ein wichtiges diagnostisches Merkmal von Calcit ist seine Reaktion auf Salzsäure: Sobald ein Tropfen auf das Mineral fällt, beginnt ein heftiges Sieden – die Freisetzung von Kohlendioxid.

In Meeresbecken entstehen riesige Mengen an Calcit in Form von kalkhaltigem Schlick, abgestorbenen Meerespflanzen und wirbellosen Tieren mit Kalkskelett. Später verwandeln sich diese Stoffe in Gestein – Kalkstein oder Marmor.

Quarz ist wie Calcit eines der am weitesten verbreiteten Mineralien. Seine Zusammensetzung ist einfach: Es handelt sich um Siliziumoxid SiO2. Es gibt sehr große Quarzkristalle mit einem Gewicht von bis zu 40 Tonnen. Die Formen der Kristalle sind sehr unterschiedlich, sie zeichnen sich jedoch durch Prismenflächen aus, auf denen horizontale Schattierungen erkennbar sind.

Die häufigste Farbe von Quarz ist milchig weiß oder grau. Farblose wassertransparente Quarzkristalle werden Bergkristall genannt, violette Sorten werden Amethyst genannt, rauchige Sorten werden Rauchtopas genannt und schwarze Sorten werden Morion genannt.

Die Härte von Quarz beträgt 7, die Spaltung ist sehr unvollkommen (bei der Spaltung zeichnen sich die Fragmente durch einen Muschelbruch aus).

Quarz kommt am häufigsten in sauren magmatischen Gesteinen vor – Graniten, Lipariten, granitischen Pegmatiten usw.

Feldspäte sind Alumosilikate aus Natrium, Kalium und Kalzium. Von allen in der Natur bekannten Silikaten (Kieselsäuresalzen) machen Feldspäte etwa 50 Gewichtsprozent aus. In der chemischen Zusammensetzung wird zwischen Kalk-Natrium- und Kalium-Natrium-Feldspat unterschieden.

Häufiger sind Kalk-Natrium-Feldspäte oder Plagioklase, die aus zwei deutlich unterschiedlichen Molekülen bestehen – Na-ISi 3 O 8 und CaAI 2 Si 2 O 8. Das Mengenverhältnis zwischen diesen Molekülen in einem Mineral kann unterschiedlich sein. Reines Natrium Feldspat(NaAISi 3 O 8) heißt Albit, reines Calcium (CaAI 2 Si 2 O 8) Anorthit. Plagioklase sind alle Sorten mit kontinuierlich variierender Zusammensetzung, von Otalbit bis Anorthit (sie werden durch Zahlen unterschieden, die dem Prozentsatz des Anorthitgehalts entsprechen).

Gut geformte Plagioklaskristalle sind recht selten; ihr Aussehen ist tafelförmig oder tafelförmig-prismatisch. Die Farbe von Plagioklasen ist weiß oder grauweiß, manchmal mit einer grünlichen, bläulichen oder seltener rötlichen Tönung. Glasglanz, Härte 6-6,5. Das Dekolleté ist in zwei Richtungen perfekt.

Plagioklase kommen hauptsächlich in magmatischen Gesteinen vor.

Kali-Natrium-Feldspäte kommen in der Erdkruste seltener vor als Plagioklase. Ihre Zusammensetzung wird durch die Formel KAISi 3 O 8 (reiner Kaliumfeldspat) ausgedrückt. Normalerweise wird eine bestimmte Menge Albitmolekül (NaAISi 3 O 8) mit der Kaliumkomponente des Minerals vermischt. Aufgrund ihrer Struktur werden Kalium-Natrium-Feldspäte zwischen Orthoklas und Mikroklin unterschieden. Das Aussehen von Kalium-Natrium-Feldspatkristallen ist meist prismatisch, die Farbe ist hellrosa, bräunlich-gelb, rötlich-weiß, manchmal fleischrot. Glasglanz. Härte 6-6,5. Das Dekolleté ist in zwei Richtungen perfekt.

Kali-Natrium-Feldspäte sind Teil von magmatischen Gesteinen mit saurer Zusammensetzung.

Glimmer. Zu dieser Gruppe gehören Mineralien mit recht komplexer und variabler Zusammensetzung. Hier konzentrieren wir uns nur auf dunklen Magnesium-Eisen-Glimmer – Biotit und hellen Aluminium-Muskowit. Glimmer enthält leicht flüchtige Verbindungen.

Die chemische Formel von Biotit ist recht komplex: K(Mg 1 Fe) 3; es besteht aus Kalium, Magnesium, Eisen, Aluminium, Silizium und Sauerstoff. Biotit enthält Wasser (genauer gesagt die Hydroxylgruppe – OH) und Fluor als leicht flüchtige Stoffe. Die Farbe von Biotit ist schwarz, braun, manchmal mit einem orangefarbenen, rötlichen oder grünlichen Farbton. Der Glanz ist glasig, auf den Spaltflächen mit perlmuttartiger Tönung. Die Härte beträgt 2-3, die Spaltung ist sehr perfekt (ein Biotitkristall lässt sich leicht in einzelne dünne Blätter spalten), die Form der Kristalle ist tafelförmig, oft säulenförmig oder pyramidenförmig. Kommt meist in festen, lamellaren oder schuppenkörnigen Massen vor. Biotit kommt in vielen magmatischen und metamorphen Gesteinen vor.

Leichter Glimmer – Muskovit – hat seinen Namen vom alten italienischen Namen der Stadt Moskau – Musca. In der Antike wurden große Moskauer Glasscheiben, sogenannte Moskauer Glas, aus Moskau nach Westeuropa exportiert und in die Fensterrahmen von Häusern eingesetzt.

Moskauerit – KAI 2 [AISi 3 O 10 ] 2 – besteht aus Kalium, Aluminium, Silizium und Sauerstoff. Von den leichtflüchtigen Verbindungen ist Wasser (Hydroxylgruppe) vorhanden. Das Aussehen von Kristallen ist normalerweise tafelförmig oder lamellar. Die Seitenränder sind in horizontaler Richtung stark gestreift. Wie Biotit kommt Muskovit am häufigsten in zusammenhängenden blättrigen, körnigen oder schuppigen Massen vor.

In dünnen Klebeblättern ist Muskovit farblos. Der Glanz ist glasig, auf den Spaltflächen ist er perlmuttartig und silbrig. Härte 2-3. Die Blätter von Muskovit sind, wie alle Glimmerblätter, beim Biegen flexibel und elastisch. Die Spaltung ist perfekt (spaltet sich leicht in dünne transparente Blätter).

Muskovit kommt in der Erdkruste häufiger vor als andere Glimmer. Es ist Teil vieler magmatischer und metamorpher Gesteine.

Aus einer großen Gruppe von Mineralien, die unten zusammengefasst sind gemeinsamen Namen Amphibole, wir erwähnen nur die am häufigsten vorkommende Hornblende. Es besteht aus Kalzium, Natrium, Magnesium, Eisen, Aluminium, Silizium und Sauerstoff. Ein wesentlicher Bestandteil von Hornblende ist Wasser. Seine chemische Zusammensetzung ist nicht konstant und die Mengenverhältnisse zwischen Magnesium und Eisen, Eisen, Aluminium und Kalium variieren stark. Das Aussehen der Kristalle ist prismatisch oder säulenförmig. Hornblende ist in verschiedenen Farbtönen grün oder braun gefärbt. Glasglanz, Härte 5,5-6. Die Spaltung ist nur in einer Richtung perfekt und in anderen unvollkommen.

Hornblende ist ein typisches Mineral für eine Reihe magmatischer und vieler metamorpher Gesteine.

Eine große Gruppe von Mineralien, die Magnesium-Eisen-, Kalk-Magnesium- und Kalk-Eisen-Silikate sind, werden unter dem allgemeinen Namen Pyroxene zusammengefasst. Anhand der kristallographischen Eigenschaften werden rhombische und monokline Pyroxene unterschieden.

Orthorhombische Pyroxene umfassen Enstatit – Mg 2 .

Seine Sorten, die merkliche Mengen an Eisenoxiden enthalten, werden Bronzit genannt.

Am häufigsten kommt es in Form von Körnern mit unregelmäßiger, länglicher Form vor. Enstatit ist farblos oder grauweiß mit grünlicher Tönung, seltener bräunlichgrün. Sein Glanz ist glasig, auf den Spaltflächen mit einem perlmuttartigen Farbton. Härte 5,5, durchschnittliche Spaltbarkeit.

Enstatit ist ein typisches Mineral magmatischer Gesteine, die aus mit Magnesium angereicherten magmatischen Schmelzen (mafischen Magmen) entstehen. Zusammen mit Olivin, über das wir später sprechen werden, ist Enstatit Teil von magmatischen Gesteinen wie Gabbro und Basalten.

Ein Beispiel für monokline Pyroxene ist Augit, ein Kalk-Magnesium-Eisen-Aluminosilikat.

Seine chemische Zusammensetzung ist viel komplexer als die anderer Pyroxene. Das Aussehen seiner Kristalle ist kurzsäulig. Charakteristisch für die Schnitte ist der Umriss eines Achtecks mit mehr oder weniger ausgeprägten Seiten. Am häufigsten in Form von körnigen Aggregaten gefunden. Die Farbe ist schwarz, grünlich und bräunlichschwarz, seltener dunkelgrün oder braun. Glasglanz. Härte 5-6. Die Spaltung ist durchschnittlich.

Augit kommt am häufigsten in magmatischen Gesteinen mit einfacher und mittlerer Zusammensetzung vor – Basalte, Gabbros, Andesite, Diorite.

Schließlich ist Olivin ein sehr verbreitetes Magnesium-Eisen-Silikat (Mg,Fe) 2 SiO 4. Manchmal wird es auch Chrysolith genannt.

Olivin kommt typischerweise als körnige Aggregate vor. Seine Farbe ist gelb mit einem grünlichen Schimmer, es sind jedoch häufig farblose Sorten. Glasiger Glanz, fettig. Härte 6,5-7. Die Spaltung ist unvollständig (bei Spaltung entsteht ein ungleichmäßiger Bruch). Olivin ist ein Mineral magmatischen Ursprungs. Es ist charakteristisch für magmatische Gesteine, die aus einer siliziumarmen und Magnesium- und Eisenreichen magmatischen Schmelze mit der Grundzusammensetzung Dunit, Gabbro und Basalte gebildet werden.

Ein weiteres bemerkenswertes Mineral, das in der Optik verwendet wird, ist Fluorit. Dabei handelt es sich um reine transparente, farblose oder leicht gefärbte Kristalle. Ihre wertvollen Eigenschaften sind Isotropie, geringe Dispersion, niedriger Brechungsindex und, wie Bergkristall, eine hohe Fähigkeit, Infrarot- und Ultraviolettstrahlen durchzulassen. Fluorit wird zur Herstellung von Linsen für Teleskope und Mikroskope, zur Herstellung von Spektrographenprismen und in anderen optischen Instrumenten verwendet.

Am meisten sehr wichtig nutzt die optischen Eigenschaften bemerkenswerter Mineralien im Zusammenhang mit der Erfindung eines Lasers – eines optischen Quantengenerators. Das Wort „Laser“ ist eine Abkürzung für die englischen Wörter „Light amplification by stimulierte emittierung aus Strahlung“ – ein Lichtverstärker während der induzierten Strahlung. Das Funktionsprinzip eines Lasers ist recht komplex; zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung nutzt er die Energie, die beim Übergang von Atomen oder Elektronen von einem Energiezustand in einen anderen entsteht.

Der erste Laser wurde 1960 mit Rubin hergestellt. Dieser Laser emittierte helles Licht mit einer Wellenlänge von 694,3 nm. Mit einem Rubinlaser wurde eine genaue Bestimmung (Standort) der Entfernung von der Erde zum Mond durchgeführt. Der Energieverbrauch überstieg in diesem Fall nicht die Verbrennungsenergie von einem Dutzend Streichhölzern. Derzeit nimmt der Einsatz von Lasern in der Technik zunehmend zu. Sie werden zum Studium der Plasmaphysik, bei chirurgischen Eingriffen, im Fernsehen, zum Filmen und Übertragen von Bildern, zum Bohren und Schweißen von Metallen usw. verwendet. Und obwohl Laser in letzter Zeit auf anderen Substanzen aufgetaucht sind, zum Beispiel Gas- oder Halbleiterlaser, ist das Mineral Rubin immer noch bleibt eines der am häufigsten verwendeten Materialien. Die Vorteile von Rubin liegen in seinen hervorragenden mechanischen Eigenschaften, die wir bereits besprochen haben: seiner Härte, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegenüber hochaggressiven Bedingungen. Weitere für Laser verwendete kristalline Stoffe sind Aluminium-Yttrium-Granate, Fluorit und eine Reihe anderer, meist künstlicher Kristalle.

Wissen Sie, woraus Steine bestehen? Und was sind Mineralien? Die feste Hülle der Erde, die Wissenschaftler nennen Erdkruste, bestehend aus Steinen. Ein Mineral ist ein natürlicher Körper, der in der Tiefe oder auf der Erdoberfläche entsteht und Teil von Gesteinen, Erzen und Metallen ist.

Jedes Gestein besteht aus Mineralien, aber manche Gesteine enthalten nur ein Mineral. Quarzsand besteht beispielsweise aus einem Mineral – Quarz, und Kalkstein besteht aus Calcit (Abb. 1).

Reis. 1. Quarzsand ()

Im Granit (Abb. 2) sieht man Körner aus drei Mineralien gleichzeitig: Feldspat, Quarz und Glimmer. Der Name Granit kommt vom Wort „grana“, was Korn bedeutet. Schauen wir uns den Granit genauer an: Wir sehen weiße, durchscheinende Körner mit unebenen Kanten, als wären sie mit Fett verschmiert; Farbige, rote und graue Körner mit glatten, glänzenden Rändern – das ist Feldspat. Und dünne Platten mit schwarzem Glanz, die sich manchmal sogar mit dem Fingernagel trennen lassen, sind Glimmer.

Mineralien sind überall um uns herum. Der Sand knirscht unter Ihren Füßen – das bedeutet, dass Sie auf Quarz laufen, Sie können Ihren Fuß nach Regen nicht aus dem Boden ziehen – es könnte Lehm sein. Die Bleistiftmine ist kaputt – schauen Sie mal, sie besteht ebenfalls aus einem Mineral, Graphit (Abb. 3). Der Name dieses Minerals leitet sich vom Wort „grapho“ ab, was „Ich schreibe“ bedeutet. Wir schreiben mit Kreide auf die Tafel; Kreide ist ebenfalls ein Mineral, eine Art Kalkstein. Daraus wird durch Verarbeitung Kalk hergestellt, der im Bauwesen zum Tünchen von Wänden und in verwendet wird Landwirtschaft zum Kalken von Böden.

Sie haben es wahrscheinlich mehr als einmal gesehen Schmuck. In der Regel sind sie dekoriert Edelsteine-Mineralien oder Halbedelsteine: Amethyst, Malachit, Karneol, Achat, Bernstein. Wie viele Arten von Mineralien gibt es auf der Erde? Es sind etwa dreitausend verschiedene Arten bekannt. Sie unterscheiden sich darin, aus welchen Atom- und Molekülteilchen sie bestehen und wie diese Teilchen angeordnet sind. Die meisten Mineralien haben Farbe und Glanz. Einige Mineralien haben einen metallischen Glanz, andere einen glasigen Glanz und wieder andere einen matten Glanz. Die meisten Mineralien sind hart und haltbar, und Mineralien sind Teil des Meteoriten. Auf dem Mond und dem Mars wurden Mineralien entdeckt.

Wie sonst nutzen Menschen Mineralien? Diamant hat die höchste Härte. Übersetzt aus griechische Sprache sein Name bedeutet „unbesiegbar, unüberwindbar“ (Abb. 4).

Die Geburt des Diamanten ist eines der Rätsel, die Wissenschaftler immer noch lösen. Über Millionen von Jahren drangen heiße Stoffmassen mit einem enormen Gehalt an verschiedenen Gasen und Dämpfen aus den Tiefen der Erde an ihre Oberfläche. Temperaturen von mehreren tausend Grad und sehr starker Druck führten dazu, dass sich der Kohlenstoff in diesen Gasen in Diamant verwandelte (Abb. 5).

Reis. 5. Diamantschmuck ()

Diamant ist der wertvollste, härteste und einer der wertvollsten seltene Steine auf der Erde. Es schneidet alles auf der Welt – Glas, jeden Stein und den stärksten Stahl. Daher ist es in der Technik weit verbreitet. Der schönste Schmuck besteht aus geschliffenen Diamanten (Abb. 5). Diamant wird auch zur Herstellung teurer Geräte verwendet: Diamantschneider und Uhren.

In der Antike wurde Glimmer (Abb. 6) anstelle von sehr teurem Glas in die Fenster von Häusern eingesetzt; Licht drang durch solche Fenster nur schwer ein, aber früher war es ein guter Schutz vor Kälte und Regen. Heutzutage wird Glimmer in der Elektronik- und Radioindustrie verwendet. Hergestellt aus gemahlenem Glimmer weiches Material für Dächer – Dachpappe, Gummiprodukte, Gold- und Bronzefarben und -tinten.

Ein Bleistift hat eine Mine, er besteht aus dem Mineral Graphit, das die Hände schmutzig macht und Spuren auf dem Papier hinterlässt, aber das hat es erstaunlichstes Anwesen. Graphit hält Temperaturen von mehreren tausend Grad stand und daraus hergestellte Produkte verderben auch bei starker Abkühlung nicht (Abb. 7).

Reis. 7. Graphitprodukt ()

Graphit leitet wie Metall den Strom und wird in der Elektrotechnik und Gießerei eingesetzt. Aus Graphit werden Behälter hergestellt – Tiegel, in denen Metall geschmolzen wird (Abb. 8). Graphit wird auch zur Herstellung von Kernreaktoren verwendet.

Heute haben Sie in der Lektion gelernt, woraus Gesteine bestehen, haben die Vielfalt der Mineralien und ihre praktische Verwendung durch den Menschen kennengelernt.

Referenzliste

Vakhrushev A.A., Danilov D.D. Die Umwelt 3. - M.: Ballas.
Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. Die Welt um uns herum 3. - M.: Verlag "Fedorov".
Pleschakow A.A. Die Welt um uns herum 3. - M.: Aufklärung.

Klopotow.narod.ru ().
Circ.mgpu.ru ().

Hausaufgaben

Was sind Mineralien?
Welche Diamantprodukte kennen Sie?
Welche Eigenschaften hat Graphit?