Što je mineral? Podjela minerala prema podrijetlu. Značajke i primjena minerala
Porošin Stanislav
U radu se govori o svojstvima i klasifikaciji minerala, daju se podaci o upotrebi minerala i njihovom utjecaju na zdravlje ljudi.
Preuzimanje datoteka:
Pregled:
Znanstveno društvo učenika općinske obrazovne ustanove "Srednja škola br. 133"
Obrazovno područje "Geografija"
"Minerali oko nas"
Porošin Stanislav
6 A razred BEI "Srednja škola br. 133"
znanstveni savjetnik-
Nevrotov Vjačeslav Valerijevič,
profesor geografije, MOU "Srednja škola br. 133"
Omsk, 2010
- Uvod. – c. 3
- Minerali oko nas; - c. 4 - 6 (izvorni znanstveni rad, znanstveni).
a) Što je mineral? - c. 4
B) svojstva minerala; - c. 4
C) klasifikacija minerala; - c. 4
D) korištenje minerala; - c. 4 - 5 (izvorni znanstveni rad, znanstveni).
E) utjecaj minerala na život i zdravlje ljudi; - c. 5 - 6 (prikaz, znanstveni).
E) Ja sam kolekcionar minerala. – c. 6
3. Zaključak. – c. 7
4. Bibliografija. – c. 8
5. Primjena. – c. 9
Minerali na Zemlji su samo kamenje,
Ali žive, nose svoje svjetlo...
Svjetlost neba i boja mora,
Sunčeve svijetle zrake
Skupljali su ga.
Kako je lijepo kamenje u ogrlici,
Miluje ih jarka sunčeva svjetlost.
Tamo im je dobro, u pleksusu su
Stvorite harmoniju za svakoga.
(L. Lipska)
Tema mog znanstvenog rada je “Minerali oko nas”. Ova tema je vrlo relevantna u današnje vrijeme, jer su mnogi minerali iscrpljivi i neobnovljivi Prirodni resursi. Sada poboljšana tehnologija i složenost korištenja prirodnih resursa čine rudarenje i istraživanje mineralni resursi"precizniji" i potpuniji, omogućuje vam da spasite okolnu prirodu polja u obliku u kojem je bio prije početka razvoja.
Proučavanje i sakupljanje minerala omogućuje otkrivanje tajni prirode, upoznavanje iznutra i doprinosi pažljivom odnosu prema prirodnim resursima.
Minerali nas okružuju posvuda: hodamo po mineralima, gradimo od minerala, prerađujemo minerale u tvornicama, stvaramo uređaje i proizvode od minerala, široko koristimo minerale u znanosti i tehnologiji, prodiremo u tajne strukture minerala, jedemo minerale, mineralima se liječimo. Sa sigurnošću možemo reći da je moderni svijet nezamisliv bez minerala.
To me zainteresiralo i odlučio sam se baviti ovom temom, postavivši si cilj produbiti i proširiti svoje znanje o mineralima.
Na temelju tog cilja imao sam nekoliko zadataka:
- odabrati i proučiti literaturu o odabranoj temi;
- usustaviti stečeno znanje;
- razmotriti svojstva i klasifikaciju minerala;
- saznati gdje se koriste minerali;
- prikazati utjecaj minerala na život i zdravlje čovjeka.
Predmet mog istraživanja su minerali, a predmet istraživanja je njihov značaj ovisno o različitim svojstvima.
Mineral (fr. mineral, od kasnije lat. minera - ruda) je prirodno tijelo određenog kemijskog sastava i kristalne strukture, nastalo kao rezultat prirodnih fizikalnih i kemijskih procesa. Minerali su sastavni dio zemljine kore, stijena, meteorita i asteroida. Svi minerali su anorganski. Znanstvenici broje oko 4000 minerala, ali samo 100 od njih je široko rasprostranjeno. Mnogi ljudi nazivaju mineralima sve što je iskopano sa Zemlje. U ovu kategoriju također uključuju fosilna goriva, poput ugljena. Međutim, ljudi koji se profesionalno bave mineralima vjeruju da su ugljen, nafta i prirodni plin organski spojevi, budući da su nastali od ostataka nekoć živućih biljaka i životinja, te stoga nisu minerali.
Minerali su određeni svojim svojstvima koja se dijele na fizikalna i optička. DO fizička svojstva uključuju:
Tvrdoća je svojstvo materijala da se više odupire prodiranju čvrsto tijelo, kao i svojstvo čvršćeg tijela da prodire u druge materijale;
Cijepavost - sposobnost minerala da se cijepa u određenim smjerovima;
Lom - oblik plohe koji nastaje pri cijepanju;
Magnetizam - ovisi o sadržaju željeza, otkriva se pomoću konvencionalnog magneta;
Krhkost - čvrstoća mineralnih zrna, koja se nalazi tijekom mehaničkog cijepanja;
Gustoća (ili specifična težina) je omjer mase tvari i njenog volumena.
Optička svojstva uključuju sljedeća svojstva minerala:
Sjaj - svjetlosni efekt uzrokovan refleksijom dijela svjetlosnog toka koji pada na mineral,
Boja je znak koji sa sigurnošću karakterizira neke minerale (npr. zeleni malahit, plavi lapis lazuli), i vrlo pogrešno u nizu drugih minerala (na primjer, kvarc);
Boja svojstva je boja minerala u finom prahu, obično određena grebanjem;
Prozirnost - sposobnost minerala da propušta svjetlost kroz sebe;
Refrakcija - sastoji se u promjeni putanje svjetlosne zrake pri prolasku kroz mineral.
Minerali se obično dijele u dvije skupine: metalne i nemetalne. Metali uključuju crvenu željeznu rudu (željezo), bakrenu rudu, boksit (aluminij). Za nemetalne - sumpor, kvarc, azbest, kalcit.
Neki minerali su zbog svoje ljepote i rijetkosti vrlo vrijedni. Zovu se " drago kamenje". Među njima su dijamanti, granati, topazi, smaragdi, rubini, safiri.
Zanimalo me pitanje: „Kojim mineralima se bavimo Svakidašnjica? Proučavajući literaturu o ovoj temi, prikupivši svoju zbirku minerala i vođen vlastitim zapažanjima, mogu sa sigurnošću reći - s mnogima. I to doslovno svaki dan - s najvitalnijim, nezamjenjivim mineralom broj 1 - običnom kuhinjskom (kamenom) soli. U kulinarstvu se sol koristi kao osnovni začin. Sol ima karakterističan okus dobro poznat svakoj osobi, bez kojeg se hrana čini neukusnom. Nekako je moguće živjeti bez drugih minerala, ali kakav život, na primjer, bez glinenca, od kojeg se izrađuju porculan, fajansa i paste za zube. Ili bez minerala - rijetki, dragocjeni i poludrago kamenje? A ima ih jako puno: aleksandrit, rubelit, kromodiopeid, dijamant, ametist, andaluzit, brazilijanit, biseri, sedef, topaz, rauhtopaz, ružičasti kvarc, tigrovo oko, koral, jantar i mnogi drugi. Mnoge petarde i vatrometi sadrže mineral barij koji gori zelenim plamenom i mineral celestin koji plamenu daje crvenu boju. Glave šibica, koje su prekrivene sumporom, lako se zasvijetle. Minovi za olovke sadrže grafit koji lako ostavlja tragove na papiru. Brusni papir je presvučen zrncima tvrdog minerala koji se zove korund. Malahit se koristi za izradu zelene boje (na Uralu su se odavno prilagodili bojanju krovova drvenih kuća prahom malahita), a plava boja se od davnina proizvodi od lapis lazulija. prirodno kamenje koji se koriste u građevinarstvu također se sastoje od minerala. Na primjer, minerali poput fuksita i kalcita koriste se kao građevinski materijali. Neki minerali služe kao izvori metala od kojih se izrađuju čavli, satovi, žice, mikro krugovi, računala i mnoge druge potrebne stvari. Na primjer, bornit je izvor bakra koji se koristi u proizvodnji kabela, žica, vodovoda i cijevi za grijanje. Ruda olova dobiva se iz wulfenita i mimetezita. Stibnit se koristi za proizvodnju antimona, koji se pak koristi u industriji oružja i proizvodnji akumulatora za automobile. Šeelit je jedan od glavnih izvora metala volframa koji se koristi za izradu žarulja. Nasturan je glavni izvor dobivanja urana, radioaktivnog minerala i najvažnijeg elementa sa znanstvenog, industrijskog i vojnog gledišta. Dugo su se vremena minerali poput zlata i dijamanata koristili samo kao ukrasi. Danas ih se može nazvati neumornim radnicima. Najtanji zlatni film koji prekriva kućišta motora nadzvučnih zrakoplova izvana i iznutra pouzdano ih štiti od korozije. Dijelovi izrađeni od zlata uspješno funkcioniraju u najkritičnijim područjima najsloženijih računala - ovdje je zlato i dalje neizostavno. A dijamant se sada s pravom naziva herojem tehnologije. Dijamantni alati u vještim rukama graditelja strojeva i optičara, radioinženjera i energetičara čine čuda. Na primjer, dlijeto izrađeno od ovog minerala za bušilice omogućilo je geolozima da povećaju brzinu bušenja bušotine za 10-15 puta.
Čak i ljudsko tijelo sadrži minerale. ljudski najvećim dijelom sastoji se od vode (do 50% tjelesne težine) i bjelančevina (sastoji se od ugljikovodika, kisika, vodika, dušika i sumpora). Ali stabilnost i snagu ovih elemenata osiguravaju minerali. Kalcij i fosfor su "cement" našeg kostura, odnosno kostiju i zuba, osim toga, kalcij povoljno djeluje na rad mozga i srca, a fosfor sudjeluje u energetskom metabolizmu, mišićnoj i mentalnoj aktivnosti ovisi o to, magnezij je odgovoran za proizvodnju energije i funkcije živčani sustav, natrij, kalij i klorid su sastavni dijelovi tjelesne tekućine, a sumpor je lubrikant za zglobove, vezivno tkivo i kožu. Otprilike 4% težine ljudsko tijeločine ovih sedam minerala.
U našem tijelu postoji 39 elemenata u tragovima. Ovi organski spojevi također su minerali, ali zbog svoje minimalne koncentracije i činjenice da se u organizmu nalaze samo u mikrodozama nazivaju se elementima u tragovima.
Među njima su otrovni i štetni, na primjer, olovo, živa i kadmij. Oni su beskorisni i nepotrebni. Ali postoje mnogi drugi koji kontroliraju određene funkcije u tijelu, poput metaboličkih funkcija. Za nas su vitalni, to su željezo, jod i fluor. Vrlo važnu ulogu imaju i mikroelementi poput bakra, mangana, selena, kroma i cinka.
Od 2008. zanimaju me minerali. Od kolovoza 2009. počeo je prikupljati zbirku “Minerali. Blago zemlje”, stjecanje ilustrativnog edukativnog materijala i pojedinačnih primjeraka minerala. Do danas je u mojoj kolekciji 17 minerala - ametist, rozenkvarc, tigrovo oko, azurit, aragonit, cijanit, pirit, fuksit, celestin, kalcit, krom diopsid, rauhtopaz, karneol, jadeit, "pustinjska ruža", halit, haulit (imitacija tirkiza). Pokušao sam napraviti klasifikaciju kamenja koje sam prikupio (vidi Dodatak br. 1, str. 9).Minerali koje sam prikupio vade se u našoj zemlji uglavnom na Uralu, u inozemstvu - u Europi, Brazilu, SAD-u, Indiji. Većina ih se koristi kao ukrasno kamenje i kamenje za nakit.
Svaka zbirka ima svoj šarm i znanstvenu vrijednost. Kao ambiciozan kolekcionar, naučio sam da postoje 3 glavne vrste zbirki: sustavne, tematske (ili specijalizirane) i lokalne (ili regionalne). Na ovaj trenutak moja zbirka minerala je sustavna. Svrha sakupljanja je prikupiti što više minerala. Naravno, takvu zbirku nemoguće je kompletirati, to ne uspijevaju ni najbolji svjetski muzeji. Neka takva zbirka nikada ne bude dovršena, ali dodavanje rijetkog ili traženog minerala takvoj zbirci neusporedivo je zadovoljstvo. U budućnosti bih želio prijeći na tematsko prikupljanje - prikupljanje raznih uzoraka kalcita.
Rezimirajući svoj rad, želio bih reći da su minerali jedinstvene formacije na Zemlji. Jednom je akademik A. F. Fersman rekao: "Osobu uvijek privlače minerali." Moderni čovjek voli mineral beskrajno raznolik u svojim svojstvima i ljepoti prirodni materijal. Što ga dublje proučavamo i što ga energičnije tražimo, mineralni svijet nam daje više novog i originalnog. Ovaj svijet se može usporediti s knjigom koja je uvijek otvorena, uvijek pred vašim očima. A ova knjiga ima puno toga za reći. Minerali su nijemi svjedoci prošlosti. Proučavajući ih, saznajemo kako se reljef zemljine površine mijenjao tijekom mnogo milijuna godina, kakve je promjene pretrpjela klima, kako su nastale mineralne naslage. Neki minerali govore od čega su sačinjeni drugi planeti svemira.
Postoje dva načina sakupljanja minerala:
- kupnja gotovih uzoraka (kao što ja radim);
- rudarite sami.
I drugi način me je zainteresirao. U budućnosti bih volio preuzeti lokalnu zbirku minerala u regiji Omsk. Ali to zahtijeva određeno znanje: gdje i kako tražiti, s kojim alatima i priborom. Ovo zahtijeva određenu pripremu. Osnova uspješnog lova na minerale je znanje i iskustvo. Općenito, sakupljanje minerala drevni je hobi koji je uvijek imao vjerne sljedbenike. Ovo je prilika da upoznate svijet, razvijete zapažanje, oprez i dalekovidnost te steknete neprocjenjivo iskustvo.
Minerali koji nas okružuju mogu reći mnogo, samo treba znati proučiti i razumjeti njihov tihi "jezik". Stotinama godina ljudi proučavaju minerale, stotinama godina oni vjerno služe čovjeku, ali još uvijek postoji mnogo nejasnih, kontroverznih i tajanstvenih minerala na svijetu.
Želio bih napomenuti da će moj rad biti od interesa za učenike 6. razreda kada proučavaju početni tečaj fizičke geografije i učenike 8. razreda kada proučavaju tečaj fizičke geografije Rusije, kao i sve one koji su zainteresirani. i voli minerale.
Bibliografija.
- Gerasimova T. P., Neklyukova N. P. " Početni tečaj zemljopis" (6. razred). Moskva: "Drofa", 2006.
- Barinova I. I. “Geografija. Priroda Rusije" (8. razred). M.: "Drofa", 2008.
- Kantor B. Z. “O mineralima općenito i posebno” (članak).
- Maksimov N. A. "Iza stranica udžbenika geografije."
M .: "Prosvjetljenje", 1981.
- Shaskolskaya M.P. "Kristali". M.: "Nauka", 1978.
- Enciklopedija "Geografija". M.: "Rosman", 1996.
- Znanstveno-edukativni časopis “Minerali. Blago Zemlje. Izdanja: kolovoz-prosinac 2009.
- Internet stranica: www. fabreminerali. Kom
Primjena br. 1.
Ime | Rudarska mjesta | Korištenje | |
u Rusiji | u inozemstvu | ||
1. azurit | Ural | Italija, Francuska, SAD, Australija | Proizvodnja plave boje, nakita |
2. aragonit | Ural, Tajmir | Španjolska | Talismani, amuleti |
3. cijanit | Ural | Austrija, SAD, Brazil | ukrasi |
4. pirit | Ural, Altaj | Azerbajdžan, Njemačka, Španjolska, SAD | Proizvodnja sumporne kiseline, sumpora; dodatak u proizvodnji cementa |
5. fuksit | Karelija, Ural | Austrija, Češka | Nakit, građevinski materijal |
6. celestin | Ural | Italija, Velika Britanija, SAD | U pirotehnici, u proizvodnji stakla i keramike, u farmaciji |
7. kalcit | Primorye, Evenkia, Ural | SAD, Kazahstan, Kirgistan | Graditeljstvo, kemijska proizvodnja, talismani i amuleti |
8. krom diopsid | Jakutija | Finska, Južna Afrika | Talismani, amuleti |
9. ametist | poluotok Kola | Brazil, Urugvaj, Šri Lanka | Nakit, amuleti, talismani |
10. rauchtopaz | Ural | Indija, Šri Lanka, SAD | |
11. karneol | Jakutija, Primorje | Indija, Mongolija, Brazil | Nakit, talismani, amuleti |
12. ružičasti kvarc | Ural | Brazil, Madagaskar, Japan | Nakit, talismani, amuleti |
13. tigrovo oko | Ural | Južna Afrika, Indija, Australija | Nakit, talismani, amuleti |
14. jadeit | Polarni Ural, Sajani | Indija, Kina, Japan, SAD | Dekoracije |
15. "pustinjska ruža" | Tunis, Alžir, Španjolska, SAD | Dekoracije |
|
16. halit | Ural, jezero Baskunchak | SAD, Francuska, Njemačka, Austrija, Italija, Španjolska | Konzervans i začin, sirovina za sodu, klor, klorovodičnu kiselinu |
17. howlite (imitacija tirkiza) | Kanada, SAD, Njemačka | Nakit, u metalurgiji, elektronici |
Minerali, njihova svojstva, sastav i podjela
Gornji slojevi zemljine kore nazivaju se tlima. S inženjersko-građevinskog gledišta, tla se smatraju temeljima za razne građevine, a u slučajevima njihove prikladnosti i građevinskim materijalom za razne vrste konstrukciju, uključujući balastni sloj željezničke pruge.
Tla se sastoje od raznih minerala, čiji je detaljan opis za graditelje željeznica dan u djelu prof. B. M. Gumenskog.
Spojevi jednog ili više čvrstih minerala nazivaju se stijenama. Tla su očuvana stijene ili proizvodi njihovog uništenja.
Čvrsti minerali u većini slučajeva su kristalne tvari, čija je osobitost anizotropija, tj. nejednaka fizička svojstva u različitim smjerovima.
Stijene se dijele prema podrijetlu i prema količini minerala koji ih čine 121.
Po podrijetlu, odnosno po početnoj fazi nastanka, stijene se dijele u tri skupine:
1. Magmatske, ili magmatske, stijene nastale kao rezultat unošenja rastaljene magme iz dubokih područja zemlje u gornje slojeve njezine zemljine kore ili njezinog izlijevanja na površinu tijekom vulkanskih erupcija.
2. Sedimentne stijene nastale kao rezultat trošenja, prijenosa i taloženja produkata razaranja stijena u vodenim bazenima ili na površini zemlje.
3. Izmijenjene, odnosno metamorfne, stijene nastale pod utjecajem visoke temperature, ogromnog tlaka, vodene pare i magma plinova.
Stijene, prema broju minerala koji ih čine, dijele se na jednostavne stijene koje se sastoje od jednog minerala i složene stijene koje se sastoje od više minerala.
Minerali imaju različita fizikalna svojstva po kojima ih je moguće razlikovati jedne od drugih.
Fizička svojstva minerala su: boja, prozirnost, sjaj, cijepljivost i tvrdoća.
Po boji se svi minerali uvjetno dijele na tamne, u koje spadaju minerali tamnosive, tamnozelene, crne i dr. boja, i na svijetle, u koje spadaju minerali svijetlosive, ružičaste, crvenkaste i dr. boje.
Transparentnost- sposobnost propuštanja svjetla. Po prozirnosti svi minerali se dijele na prozirne, prozirne i neprozirne.
Sjaj- refleksija svjetlosti od minerala. U mineralima se razlikuju sljedeće vrste sjaja: dijamant - jako pjenušav, staklast, sličan sjaju staklene površine; metalik - sličan sjaju površine svježeg loma metala; metaloid - isto što i metal, ali kao potamnjeli metal; mastan - sličan sjaju površine podmazane mašću; voštan - sličan btesku površine namazane voskom; svilenkasto - svjetlucavo; mat - za minerale koji nemaju sjaj.
dekoltea- sposobnost minerala da se pri udaru cijepaju u točno određenim smjerovima. Prema cijepanju minerali se dijele u četiri skupine:
A) minerali s vrlo savršenom cijepanošću, u kojoj su cijepani u tanke listove;
B) minerali sa savršenom cijepanošću, u kojima nakon udaranja čekićem stvaraju cijepajuće ubode;
C) minerali nesavršene cijepanja, kod kojih se cijepanje teško nalazi na fragmentima minerala;
D) minerali kod kojih nema cijepanja i cijepanje se odvija po različitim pravcima i ravninama.
Na mjestima prijeloma stvaraju se neravne i zakrivljene površine i pukotine koje nisu ograničene na određene smjerove cijepanja. U ovom slučaju razlikuju se sljedećih pet vrsta prijeloma:
konhoidalni, kod koje je površina loma slična unutarnjim površinama školjki;
raskošan kada na površini prijeloma postoje krhotine usmjerene u jednom smjeru;
zemljani kada je površina prijeloma hrapava i raspada se u sitne zemljaste čestice;
Za usporedbu minerala u tvrdoći koristi se posebna Mohsova ljestvica od deset minerala, u kojoj tvrdoća minerala raste s povećanjem ocjene tvrdoće. Tako, na primjer, gips ima ocjenu tvrdoće 2, dok feldspat i kvarc imaju ocjenu tvrdoće 6-7. Najviša ocjena za dijamant je 10.
Fizikalna svojstva minerala - boja, prozirnost i sjaj - pri određivanju stijena za balastne materijale nisu od presudne važnosti i praktički se ne uzimaju u obzir, osim u slučajevima kada je potrebno utvrditi prisutnost u stijeni štetnih minerala. na balastni sloj, kao što je pirit, opal itd.
Pri utvrđivanju prikladnosti stijena za korištenje kao balastne tvari ne utvrđuje se posebno cijepanje minerala, ali se to radi u iznimnim slučajevima radi prosudbe o stvaranju ljuskica u balastnim tvarima tijekom razvoja stijena.
Tvrdoća je glavni pokazatelj pri odlučivanju je li određena stijena prikladna za korištenje kao balastni materijal. Međutim, tvrdoća se u takvim slučajevima ne određuje na Mohsovoj ljestvici, već ispitivanjem uzoraka stijena na posebnim uređajima.
Za normalan rad elektrificiranih dionica željeznice i onih opremljenih automatskom blokadom vrlo je važno osigurati utvrđene norme za izolaciju kolosiječnih krugova. Stoga je u svim sumnjivim slučajevima potrebno provjeriti magnetska svojstva stijena koje se koriste kao balastni materijali.
Po kemijski sastav Minerali sadržani u stijenama dijele se u pet glavnih klasa:
1) domaći elementi, koji se sastoje od jednog od nekih kemijski element(dijamant, zlato, sumpor itd.);
2) spojevi sumpora, koji su spojevi metala sa sumporom;
3) oksidi silicija i metala;
4) soli kisikovih kiselina, koje kombiniraju niz skupina minerala: soli ugljične kiseline - karbonati; soli sumporne kiseline - sulfati; soli fosforne kiseline - fosfati; soli silicijeve kiseline - silikati i soli silicijeve kiseline - aluminosilikati;
5) halogeni spojevi, koji uključuju halit (kamenu sol).
Za materijale balastnog sloja koriste se samo neki minerali iz 3. i 4. klase.
Od oksida silicija glavni predstavnik je mineral kvarc. Kvarc se javlja kao prozirna ili neprozirna zrnca. Njegova boja varira ovisno o nečistoćama - od svijetle do tamne. Kvarc je mineral otporan na vremenske uvjete. Tvrdoća mu je 7. Kvarc je sastavni dio mnogih stijena koje se koriste kao balastni materijali.
Kriptokristalne varijante kvarca uključuju kremen, koji su sinterovi bubrežasti oblici i kvržice. Njihov sastavni dio je opal, au većini slučajeva onečišćeni su nečistoćama gline. Opal ispunjava pukotine i šupljine raznih stijena tijekom curenja i stvrdnjava se u obliku guste mase različitih oblika. Opal sastavlja čitave slojeve u sedimentnim stijenama u obliku gustih ili poroznih masa raznih boja, zvanih tikvice, tripoli i sl.
Boce se lako uništavaju i daju puno sitnih čestica koje zagađuju balastni sloj. Stoga je njihovo dodavanje u balastne materijale, čak iu malim količinama, nepoželjno.
Od karbonata najzastupljeniji su kalcit, ili vapnenasti spar, i dolomit. Kalcit je sastavni dio sedimentnih stijena – vapnenaca.
Silikati uključuju olivin (peridot), augit (piroksen), hornblende i serpentin.
Olivin ima maslinasto zelenu boju. Ponekad se nalazi u žutoj i smeđoj boji, cijepanje olivina je nesavršeno, tvrdoća je oko 7.
Augit ima različite boje: crnu, zelenkasto i smeđe crnu, žutozelenu i smeđu. Cijepnost u augitu je savršena, tvrdoća je 5-6.
Hornblende je obojen zeleno ili smeđe različite nijanse od tamne do crne. Tvrdoća hornblende je oko G, cijepanje je savršeno.
Hornblenda koja čini magmatsku stijenu naziva se hornblende, a metamorfna se zove amfibolit.
Stijena sastavljena od serpentina naziva se serpentin ili serpentinit. Skupina serpentina uključuje elastične vlaknaste mineralne razlike koje se nazivaju azbest i uočavaju se u obliku žilica u stijeni.
Aluminosilikati uključuju kalijeve i vapneno-natrijeve glinence. Glavni predstavnik kalijevih feldspata - ortoklas - sastavni je dio mnogih magmatskih stijena (graniti, sieniti), kao i metamorfnih stijena (gnajsovi).
Soda-calc feldspati nazivaju se plagioklasi, a to su mješavine albita i anortita u različitim omjerima.
Ovisno o omjeru albita i anortita razlikuju se sljedeći plagioklasi: kiseli s prevladavanjem albita, srednji s približno istim sadržajem albita i anortita i bazični s prevladavanjem anortita.
U aluminosilikate spadaju i glinenci, koji su po kemijskom sastavu slični glinencima, ali sadrže manje kremene kiseline. U tim mineralima leucit odgovara ortoklasu, a nefelin albitu. Leucit je bezbojni mineral tvrdoće 5-6 i bez cijepanja. Nefelin je sivkastobijeli ili sivi mineral raznih nijansi. Tvrdoća mu je 5-6, cijepanje je nesavršeno.
Prema V. I. Vernadskom, prevladavajući elementi zemljine ljuske i litosfere-zemljine kore su devet elemenata 131. Rasprostranjenost ovih elemenata je vrlo neujednačena; oko tri četvrtine su kisik i silicij, oko 12% su aluminij i željezo, oko 10% su kalcij, natrij, kalij i magnezij, i konačno 1% težine je vodik.
To ukazuje da u sastavu zemljine kore prevladavaju soli kisikovih kiselina i silicijevi oksidi.
glatko, nesmetano- u prisutnosti ravne površine prijeloma;
zrnast- sa granuliranom površinom prijeloma.
Minerali su vrlo širok pojam. Mineralima se nazivaju dijelovi stijena i ruda koji su homogeni po sastavu i građi. Oni su prirodni kemijski spojevi koji nastaju kao rezultat različitih geoloških procesa. U prirodi ima jako puno minerala. Za proučavanje i traženje kombiniraju se u homogene skupine prema kemijskom sastavu i fizičkim svojstvima.
Većina minerala nalazi se u zemljinoj kori u čvrstom stanju. Međutim, postoje tekući (prirodna živa), pa čak i plinoviti minerali (ugljični dioksid, sumporovodik). Nevjerojatno su raznolika vanjska obilježja po kojima se minerali međusobno razlikuju. Neki od njih su prozirni, drugi su mutni, prozirni ili uopće ne propuštaju svjetlost.
Kalcit (kalcit) jedan je od najčešćih minerala pronađenih u zemljinoj kori. Ponekad su cijele planine sastavljene od čistog kalcita.
Važna karakteristika mnogih minerala je njihova boja. Dakle, cinobarit je uvijek karmin-crven, a malahit svijetlo zelen, kubični kristali pirita lako se prepoznaju po metalik zlatnoj boji. Vrlo važna vanjska značajka minerala je njihov oblik. Češće je kristalan, ali za neke ima oblik kocke (pirit), za druge je heksagonalne prizme (beril), za treće je poliedar (granat) itd. Mnogi minerali tvore sinter mase od bizarnog oblika koji nema nikakve veze s kristalima. Takvi su npr. bubrežasti izlučevine malahita i stalaktitni izdanci limonita.
Neki minerali su toliko tvrdi da lako ostavljaju ogrebotine na staklu (kvarc, glinenci, granat) .. druge izgrebu krhotine stakla ili oštrica noža (kalcit). Drugi su pak mekani i na njima se može ocrtati trag noktom (grafit).
U mineralogiji se koristi najjednostavnija metoda za određivanje tvrdoće - grebanjem jednog minerala drugim. Za procjenu tvrdoće koristi se takozvana Mohsova ljestvica koju predstavlja deset minerala. Njihov serijski broj odgovara konvencionalnoj jedinici tvrdoće. Evo ih:
1. talk
2. Gips
3. Kalcit
4. Fluorit
5. Apatit
6. Ortoklas
7. Kvarc
8. Topaz
9. Korund
10. Dijamant
Svaki sljedeći mineral u Mohsovoj ljestvici svojim oštrim krajem grebe sve prethodne.
Za određivanje tvrdoće nepoznatog minerala utvrđuje se koji od etalona minerala zadnji zagrebe. Na primjer, nepoznati mineral ogrebe apatit, a sam je ogreban ortoklasom, tada mu je tvrdoća između 5 i 6.
Minerali se također drugačije ponašaju prilikom cijepanja. Neki od njih se lako cijepaju duž određenih ravnina, tvoreći fragmente. ispravan oblik, slično kristalima (galenit, kalcit); drugi daju na prijelomu zakrivljene, školjkaste površine (kvarc). Svojstvo minerala da se cijepaju u određenim smjerovima naziva se cijepanje. Postoji vrlo savršena cijepanja, u kojoj se kristal može rascijepiti u tanke listiće (liskun); savršeno, kada se nakon udara formiraju fragmenti koji izvana nalikuju pravim kristalima (kalcit, galena); srednji - na fragmentima minerala uočavaju se geometrijski pravilne plohe i neravni prijelomi (rogovača); nesavršeno - prekidi su u pravilu predstavljeni neravnim površinama (olivin, apatit); vrlo nesavršeno, kada je cijepanje praktički odsutno, a fragmenti imaju konhoidalni (poput stakla) prijelom.
Minerali se razlikuju i po boji linije, odnosno boji finog praha koji ostavlja mineral na mat (neglaziranoj) površini porculanske ploče. Ponekad se boja linije podudara s bojom samog minerala, kao, na primjer, u cinoberu. Ali u nizu slučajeva boja minerala i boja njegovih obilježja oštro se razlikuju. Dakle, mineral hematit je sivo-čelične boje, a linija mu je crvena, pirit je mesingano-žut, ali ostavlja crnu liniju.
Specifična težina, magnetizam, radioaktivnost i brojna druga svojstva također su važne značajke po kojima geolozi identificiraju ili dijagnosticiraju minerale.
Svojstva minerala ovise o njihovom kemijskom sastavu, kristalnoj strukturi, tj. prostorne figure koju atomi i ioni koji čine mineralnu formu, te o prirodi i silama prianjanja između njih.
Prema kemijskom sastavu i građi svi minerali dijele se u velike skupine, odnosno sekcije.
Ovdje ćemo spomenuti samo neke od minerala koji se najčešće nalaze u zemljinoj kori i ulaze u sastav rasprostranjenih stijena.
Kalcit (ili kalcit) je jedan od najčešćih minerala. U prirodi postoje cijele planine. sastavljen od vapnenaca ili mramora, koji se sastoje iz jednog gotovo čistog kalcita.
Po kemijskom sastavu kalcit je ugljično-kalcijeva sol – CaCO3. Njegove bezbojne, prozirne varijante nazivaju se islandski spar. Vrlo su lijepe takozvane kalcitne druze, koje su nakupine dobro oblikovanih kristala koji su nastali u šupljinama stijena.
Većina kalcita je bezbojna ili mliječnobijele boje. No, nalazi se i obojan u raznim nijansama sive, žute, crvene, smeđe i crne. Tvrdoća kalcita je 3 (lako se ogrebe oštricom noža ili igle), cijepljivost je savršena (lako se lomi na krhotine pravilnog oblika). Važan dijagnostički znak kalcita je njegova reakcija na solnu kiselinu: od jedne njegove kapi koja je pala na mineral počinje brzo vrenje - oslobađanje ugljičnog dioksida.
Ogromne mase kalcita stvaraju se u morskim bazenima u obliku vapnenačkih muljeva, mrtvih morskih biljaka i beskralješnjaka s vapnenačkim skeletom. Kasnije se te tvari pretvaraju u stijenu - vapnenac ili mramor.
Kvarc je, kao i kalcit, jedan od najrasprostranjenijih minerala. Njegov sastav je jednostavan - to je silicijev oksid SiO2. Postoje kristali kvarca vrlo velikih veličina, težine do 40 tona.Oblici kristala su vrlo raznoliki, ali ih karakteriziraju plohe prizme, na kojima je vidljivo horizontalno zasjenjenje.
Najčešće je boja kvarca mliječno bijela ili siva. Bezbojni za vodu prozirni kvarcni kristali nazivaju se gorski kristal, ljubičaste varijante nazivaju se ametist, dimne varijante nazivaju se rauchtopaz, a crne varijante nazivaju se morion.
Tvrdoća kvarca je 7, cijepanje je vrlo nesavršeno (prilikom cijepanja, fragmenti se razlikuju po konkoidnom prijelomu).
Kvarc se najčešće nalazi u sastavu kiselih magmatskih stijena - granita, liparita, granitnih pegmatita itd.
Feldspati su aluminosilikati natrija, kalija i kalcija. Od svih silikata (soli silicijeve kiseline) poznatih u prirodi, feldspati čine oko 50% težine. Prema kemijskom sastavu razlikuju se kalc-natrijevi i kalij-natrijevi glinenci.
Češći su kalc-natrijevi feldspati ili plagioklasi, koji se sastoje od dvije značajno različite molekule - NaAISi 3 O 8 i CaAI 2 Si 2 O 8. Kvantitativni omjer između tih molekula u mineralu može biti različit. čisti natrij feldspat(NaAISi 3 O 8) zove se albit, čisti kalcij (CaAI 2 Si 2 O 8) anortit. Plagioklasi su sve varijante stalno promjenjivog sastava, od talbita do anortita (odlikuju se brojevima koji odgovaraju postotku sadržaja anortita).
Dobro oblikovani kristali plagioklasa dosta su rijetki, izgledaju tabularno ili tabularno-prizmatično. Boja plagioklasa je bijela ili sivo-bijela, ponekad sa zelenkastom, plavkastom, rijetko crvenkastom bojom. Stakleni sjaj, tvrdoća 6-6,5. Dekolte je savršen u dva smjera.
Plagioklasi se uglavnom nalaze u magmatskim stijenama.
Kali - natrijevi feldspati su rjeđi u zemljinoj kori od plagioklasa. Njihov sastav izražava se formulom KAISi 3 O 8 (čisti kalijev feldspat). Obično se određena količina molekule albita (NaAISi 3 O 8) pomiješa s kalijevom komponentom minerala. Prema strukturi, ortoklas imikroklin se razlikuje od kalij-natrijevih feldspata. Izgled kristala kalija - natrijevih glinenaca najčešće je prizmatičan, boja je svijetloružičasta, smeđežuta, crvenkastobijela, ponekad mesnatocrvena. Stakleni sjaj. Tvrdoća 6-6,5. Dekolte je savršen u dva smjera.
Kali - natrijevi feldspati dio su magmatskih stijena kiselog sastava.
tinjac. Ova skupina uključuje minerale prilično složenog i promjenjivog sastava. Ovdje ćemo se fokusirati samo na magnezijsko-željezni tamni tinjac - biotit i svijetli aluminijski muskovit. Sastav tinjca uključuje hlapljive spojeve.
Kemijska formula biotita prilično je komplicirana K(Mg 1 Fe) 3 ; sastoji se od kalija, magnezija, željeza, aluminija, silicija i kisika. Kao hlapljive tvari u biotitu prisutni su voda (točnije hidroksilna skupina - OH) i fluor. Boja biotita je crna, smeđa, ponekad s narančastom, crvenkastom ili zelenkastom nijansom. Stakleni sjaj, na plohama dekoltea sa sedefastom bojom. Tvrdoća je 2-3, cijepnost je vrlo savršena (kristal biotita se lako cijepa na pojedinačne najtanje listiće), izgled kristala je tabularan, često stupast ili piramidalan. Uglavnom se nalaze u kontinuiranim lamelarnim ili ljuskasto-zrnatim masama. Biotit se nalazi u mnogim magmatskim i metamorfnim stijenama.
Svijetli tinjac - muskovit - dobio je ime po starom talijanskom nazivu grada Moskve - Muska. U davna vremena iz Moskve su se u zapadnu Europu izvozili veliki listovi muskovita zvani moskovsko staklo, koji su se umetali u okvire prozora kuća.
Muskovit - KAI 2 [AISi 3 O 10] 2 - sastoji se od kalija, aluminija, silicija i kisika. Od vrlo hlapljivih spojeva prisutna je voda (hidroksilna skupina). Izgled kristala je obično pločast ili lameliran. Bočna lica su jako isprugana u vodoravnom smjeru. Kao i biotit, muskovit se najčešće nalazi u kontinuiranim lisnato-zrnatim ili ljuskastim masama.
Muskovit je bezbojan u tankim cijepnim listovima. Sjaj staklast, na dekolnim plohama sedefast i srebrnast. Tvrdoća 2-3. Listovi muskovita, kao i svi tinjci, savitljivi su i elastični kada se savijaju. Cijepanje je savršeno (lako se cijepa na tanke prozirne listiće).
Muskovit se nalazi u zemljinoj kori češće od ostalih tinjaca. Sastavni je dio mnogih magmatskih i metamorfnih stijena.
Od velike skupine minerala, objedinjenih pod općim nazivom amfiboli, spomenut ćemo samo najčešće rožnače. Sastoji se od kalcija, natrija, magnezija, željeza, aluminija, silicija i kisika. Važna komponenta hornblende je voda. Njegov kemijski sastav nije stalan, a količinski omjeri između magnezija i željeza, željeza, aluminija i kalija jako variraju. Izgled kristala je prizmatičan ili stupast. Obični hornblende obojeni su zeleno ili smeđe u različitim nijansama. Stakleni sjaj, tvrdoća 5,5-6. Dekolte je savršen samo u jednom smjeru, a nesavršen u drugim.
Hornblende je mineral tipičan za brojne magmatske i mnoge metamorfne stijene.
Velika skupina minerala, a to su magnezijsko-željezni, vapnenasto-magnezijski i vapnenasto-željezni silikati, objedinjena je pod općim nazivom pirokseni. Prema kristalografskim značajkama razlikuju se ortorombski i monoklinski pirokseni.
U ortorombske piroksene spada enstatit - Mg 2 .
Njegove varijante, u kojima ima primjetnih količina željeznih oksida, nazivaju se bronzit.
Najčešće se nalazi u obliku zrna nepravilnog izduženog oblika. Enstatit je bezbojan ili sivo-bijel sa zelenkastom nijansom, rijetko smeđe-zelen. Njegov sjaj je staklast, na dekolteu sa sedefastom nijansom. Tvrdoća 5,5, cijepanje je prosječno.
Enstatit je tipičan mineral magmatskih stijena nastao iz magmatskih talina obogaćenih magnezijem (bazične magme). Zajedno s olivinom, o kojem ćemo kasnije raspravljati, enstatit je dio takvih magmatskih stijena kao što su gabro i bazalti.
Augit, vapnenačko-magnezijsko-željezni aluminosilikat, primjer je monoklinskih piroksena.
Njegov kemijski sastav mnogo je složeniji od ostalih piroksena. Izgled njegovih kristala je kratkostupasti. Reze karakteriziraju obrisi osmerokuta s više ili manje razvijenim stranicama. Najčešće se nalazi u obliku zrnatih agregata. Boja je crna, zelenkasto i smeđecrna, rjeđe tamnozelena ili smeđa. Stakleni sjaj. Tvrdoća 5-6. Dekolte je prosječan.
Augit se najčešće nalazi u magmatskim stijenama osnovnog i srednjeg sastava - bazaltima, gabru, andezitima, dioritima.
Naposljetku, vrlo je čest olivin, magnezijsko-željezni silikat (Mg,Fe) 2 SiO 4 . Ponekad se naziva i krizolit.
Olivin se obično javlja kao granulirani agregati. Boja mu je žuta sa zelenkastom nijansom, ali česte su bezbojne sorte. Sjaj staklast, mastan. Tvrdoća 6,5-7. Cijepanje nesavršeno (kada cijepanje daje neravni prijelom). Olivin je mineral magmatskog porijekla. Karakterističan je za magmatske stijene nastale iz magmatske taline osnovnog sastava siromašne silicijem, a bogate magnezijem i željezom - dunite, gabro i bazalte.
Još jedan izvanredan mineral koji se koristi u optici je fluorit. To su bistri, prozirni, bezbojni ili blago obojeni kristali. Njihova vrijedna svojstva su izotropnost, niska disperzija, nizak indeks loma i, poput gorskog kristala, visoka sposobnost propuštanja infracrvenih i ultraljubičastih zraka. Fluorit se koristi za izradu leća za teleskope i mikroskope, za izradu prizmi spektrografa i u drugim optičkim instrumentima.
Najviše veliki značaj ima korištenje optičkih svojstava izvanrednih minerala povezanih s izumom lasera - optičkog kvantnog generatora. Riječ "laser" je skraćenica od engleskih riječi Light amplification by stimulated emission ili radiation - svjetlosni pojačivač s stimuliranom emisijom. Princip rada lasera prilično je kompliciran; za generiranje elektromagnetskog zračenja koristi se energija koja nastaje kada atomi ili elektroni prijeđu iz jednog energetskog stanja u drugo.
Prvi laser nastao je 1960. godine na rubinu. Ovaj laser emitirao je jarku svjetlost valne duljine 694,3 nm. Uz pomoć rubin lasera, izvršeno je točno određivanje (lokacija) udaljenosti od Zemlje do Mjeseca. Potrošnja energije u ovom slučaju nije premašila energiju izgaranja desetak šibica. Trenutno se uporaba lasera u tehnologiji sve više širi. Koriste se za proučavanje fizike plazme, tijekom kirurških operacija, na televiziji, za snimanje i prijenos slike, za bušenje i zavarivanje metala itd. I premda su se nedavno pojavili laseri koji koriste druge tvari, na primjer, plinski ili poluvodički laseri, mineral rubin i dalje ostaje jedan od najčešće korištenih materijala. Prednosti rubina leže u njegovim izvanrednim mehaničkim svojstvima, o kojima smo ranije govorili: u tvrdoći, otpornosti na toplinu i otpornosti na vrlo agresivne uvjete. Od ostalih kristalnih tvari za lasere koriste se itrij-aluminijski granati, fluorit i niz drugih, uglavnom umjetnih, kristala.
Znate li od čega se sastoji kamenje? A što su minerali? Tvrda ljuska Zemlje, koju znanstvenici nazivaju zemljina kora, sastavljen od stijena. Mineral je prirodno tijelo koje nastaje u utrobi ili na površini Zemlje i nalazi se u sastavu stijena, ruda i metala.
Svaka stijena sastoji se od minerala, ali neke stijene imaju samo jedan mineral u svom sastavu. Na primjer, kvarcni pijesak sastoji se od jednog minerala, kvarca, dok se vapnenac sastoji od kalcita (slika 1).
Riža. 1. Kvarcni pijesak ()
U granitu (slika 2) mogu se vidjeti zrnca tri minerala odjednom: feldspat, kvarc i tinjac. Naziv granita dolazi od riječi grana što znači zrno. Pogledajmo pobliže granit: vidimo bijela prozirna zrnca s neravnim rubovima, kao podmazana, to su zrnca kvarca. Obojena, crvena i siva zrnca, s ujednačenim sjajnim rubovima, su feldspat. A tanke pločice s crnim sjajem, koje se ponekad mogu odvojiti čak i noktom, jesu tinjac.
Minerali su svuda oko nas. Pijesak vam škripi pod nogama - znači da hodate po kvarcu, ne možete izvući nogu iz zemlje nakon kiše - može biti glina. Minus olovke je puknuo - pogledajte ga, i on je napravljen od minerala, grafita (slika 3). Naziv ovog minerala dolazi od riječi "grapho", što znači "pišem". Na ploču pišemo kredom, kreda je također mineral, vrsta vapnenca. Od njega se preradom dobiva vapno koje se koristi u građevinarstvu za krečenje zidova i u poljoprivredi za vapnenje tla.
Vjerojatno ste vidjeli više od jednom Nakit. Obično su ukrašeni minerali dragog kamenja ili drago kamenje: ametist, malahit, karneol, ahat, jantar. Koliko vrsta minerala postoji na Zemlji? Poznato je oko tri tisuće različitih vrsta. Međusobno se razlikuju po tome od kojih se čestica atoma i molekula sastoje i kako su te čestice smještene. Većina minerala ima boju i sjaj. Neki minerali imaju metalni sjaj, drugi imaju staklasti sjaj, a treći imaju mat završni sloj. Većina minerala je tvrda i izdržljiva, minerali su dio meteorita. Minerali su pronađeni na Mjesecu i Marsu.
Kako inače osoba koristi minerale? Dijamant ima najveću tvrdoću. Prevedeno sa grčki njegovo ime znači "nepobjediv, neodoljiv" (slika 4).
Rođenje dijamanta jedna je od misterija koje znanstvenici još uvijek rješavaju. Milijunima godina užarene mase tvari s ogromnim sadržajem raznih plinova i para probijale su se iz njezinih dubina zemlje na njezinu površinu. Temperature od nekoliko tisuća stupnjeva i vrlo jak pritisak doveli su do toga da se ugljik u tim plinovima pretvorio u dijamant (slika 5).
Riža. 5. Dijamantni nakit ()
Dijamant je najdragocjeniji, najtvrđi i jedan od najvrednijih rijetko kamenje na tlu. Reže sve na svijetu - i staklo, i svaki kamen, i najjači čelik. Stoga se naširoko koristi u tehnologiji. Najljepši nakit izrađuje se od brušenih dijamanata (slika 5). Također, dijamant se koristi za izradu skupih instrumenata: dijamantnih rezača i satova.
U davna vremena se u prozore kuća umjesto vrlo skupog stakla umetao liskun (sl. 6), kroz takve prozore je svjetlost teško prodirala, ali je u starim danima bio dobra zaštita od hladnoće i kiše. Danas se tinjac koristi u elektroničkoj i radio industriji. Mljeveni tinjac koristi se za izradu mekog materijala za krovove - krovnog pusta, proizvoda od gume, zlatnih i brončanih boja i tinti.
Olovka ima olovku, napravljena je od minerala grafita, koji prlja ruke, ostavlja tragove na papiru, ali ima nevjerojatna nekretnina. Grafit može izdržati temperature od nekoliko tisuća stupnjeva, a proizvodi od njega ne kvare se čak ni pri jakom hlađenju (slika 7).
Riža. 7. Grafitni proizvod ()
Kao i metal, grafit provodi elektricitet i koristi se u elektrotehnici i ljevaonici. Posude se izrađuju od grafita - lončići u kojima se topi metal (slika 8). Grafit se također koristi za izradu nuklearnih reaktora.
Danas ste u lekciji naučili od čega se stijene sastoje, upoznali ste se s raznolikošću minerala i njihovom praktičnom upotrebom kod čovjeka.
Bibliografija
- Vakhrushev A.A., Danilov D.D. Svijet 3. - M.: Ballas.
- Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. Svijet oko 3. - M .: Izdavačka kuća "Fedorov".
- Pleshakov A.A. Svijet oko 3. - M .: Obrazovanje.
- Klopotow.narod.ru ().
- Circ.mgpu.ru ().
Domaća zadaća
- Što su minerali?
- Koji su vam dijamantni proizvodi poznati?
- Koja svojstva ima grafit?