Горные породы и минеральные полезные ископаемые

Геология – совокупность наук, изучающих историю образования нашей планеты, ее недра и доступную для исследования оболочку. Геология особое значение уделяет детальному исследованию минералов и горных пород.

В этой статье мы коснемся основ геологии, популярной терминологии, классификации пород применяющейся в области природного отделочного камня.

Итак, начнем с азов: минералы и горные породы. Это принципиально разные термины, которые не следует путать.

Разнообразие горных пород и минералов

Земная кора состоит из разнообразных горных пород и минералов. Со многими из них мы часто встречаемся в повседневной жизни: поваренная соль, графит, тальк, пемза, мрамор и многие другие. Горные породы и минералы имеют разный состав, внешний вид, цвет.

Минералы

Природное тело, обладающее определенным химическим составом и кристаллической структурой. Грубо говоря, минерал – это однородное по химическому составу твердое вещество, хотя внешне оно может быть неоднородным, с незначительным содержанием примесей и прослоек.

Минерал может иметь несколько минеральных видов, отличных небольшими колебаниями химического состава. К примеру, кварц встречается в разных видах с характерными оттенками: белый кварц, сиреневый аметист, прозрачный горный хрусталь, желтый цитрин, темный дымчатый кварц.

Интересный факт: к минералам относят и самородную ртуть, которая способна приобретать четкую кристаллическую решетку при замерзании. А вот вода признана не минералом, а раствором минерала «лед»!

В нашем каталоге минералы представлены в элитной отделочной коллекции: полудрагоценные минералы — аметист, содалит, малахит и агат; а также часто встречающийся в земной коре – кварц.

Существует множество классификаций минералов.

Мы остановимся на той, что основана на распространенности в толщах горных пород:

• Породообразующие – самые распространенные, слагают основную массу горной породы (кварц, полевые шпаты, кальцит, плагиоклазы);
• Акцессорные – минералы, часто встречающиеся в горных породах в виде небольших включений (к примеру, гранат, слюды);
• Рудные минералы (самородные металлы, а также сульфиды и окислы металлов). Рудные минералы обладают металлическим блеском, отчего довольно легко различимы в породах. Часто используются как источник выплавки руды.
• Редкие минералы – единичные минеральные агрегаты. Большинство недавно открытых минералов являются крайне редкими.

Горные породы

Природное образование, возникшее в недрах или на поверхности земли, сложенное несколькими минеральными видами. Т.е. это полиминеральное природное образование. Минералы, входящие в состав породы, а также ее залегание зависят обусловлены геологическими условиями генезиса.

Именно условия образования пород лежат в основе их главной классификации. Итак, 3 группы горных пород:

Магматические породы

Образуются за счет остывания раскаленной магмы – это может происходить на поверхности земли и дне океана (базальты) или же в недрах на различной глубине (граниты). Для магматических пород характерна высокая устойчивость, отчасти объяснимая условиями их образования – при сверхвысоких температурах и давлении. В составе этих пород преобладает кремнезем (кварц), плагиоклазы, полевые шпаты, слюда, реже – рудные минералы.

Граниты, базальты и родственные им породы широко применяются во всех областях отделки: строительстве, архитектуре, ландшафтном благоустройстве. Для магматических пород характерен широкий диапазон цветов и текстур: от однородных бежевых, серых и черных до ярких оттенков красной, желтой, синей гаммы. Как правило, сложный витиеватый рисунок присущ магматическим породам, прошедшим также через сильные метаморфические изменения. Такие породы относятся и ко второй группе:

Метаморфические породы

Это магматические или осадочные породы, которые в толще земли подвергались сильным изменениям за счет высоких температур и давлений, подвижек земной коры, а также при воздействии на них инородных растворов. В этих обстоятельствах порода меняет минеральный состав, плотность, степень кристалличности и другие физико-химические характеристики.

К метаморфическим породам относят кварцит, сланцы, многие разновидности гранитных пород, скарны и амфиболиты. Применение этих пород не ограничено: практически любая интерьерная и экстерьерная отделка, изготовление изделий.

Осадочные породы

Породы, которые образуются в процессе изменения континентальных или морских отложений в самых верхних слоях земной коры. Осадочные горные породы образуются за счет выветривания и разрушения магматических или метаморфических пород; при разрушении и минеральном замещении останков организмов (раковин, моллюсков); в процессе преобразования материнской породы в глинистое вещество.

Области применения минералов

Минералы применяются в различных сферах человеческой деятельности. Область применения зависит от состава и других характеристик. Многие экземпляры используют в чистом виде, из некоторых выделяют другие химические элементы.

Сферы применения минералов:

• Ювелирное дело. Ювелиры подразделяют ископаемые на поделочные, ювелирно-поделочные, ювелирные, драгоценные и полудрагоценные. Из камней делают различные украшения и сувениры. Ими украшают предметы быта. Для получения необходимых экземпляров минералы подвергают огранке. На фото представлены ограненные камни.
• Строительство. Породы могут быть самостоятельным строительным и облицовочным материалом или служить для их производства.
• Изготовление абразивных и антиабразивных материалов.
• Радиоэлектронная промышленность. Особую популярность в этой сфере имеют кварцевые породы.
• Производство посуды и керамических изделий.
• Медицинская промышленность. Например, тальк применяют при изготовлении перчаток.
• Производство оптики.
• Химическая и металлургическая промышленность. В этих сферах чаще всего используют вещества, полученные при переработке природных минералов.

Список самых распространенных горных пород, используемых человеком

Горные породы в зависимости от состава, способа образования, химических характеристик и структуры делят на классы и группы, в которые входят отдельные минералы. Описать все горные породы сложно. В некоторые классы входят от нескольких десятков до сотни различных элементов.

В таблице приведен список наиболее популярных и распространенных природных ископаемых.

Многие горные породы состоят из элементов, относящихся к разным группам ископаемых.

Наиболее интересные из них:

• Гранит. Содержит слюду, кварц и полевые шпаты.
• Песчаник. Образуется из обломков различных пород, которые сцементированы различными минералами.
• Сланец. Характеризуются слоистой структурой, образованной при спрессовывании нескольких горных пород.

Источники:

https://kamnemir.ru/articles/geology/#

https://interneturok.ru/lesson/geografy/5-klass/litosfera-tvyordaya-obolochka-zemli/gornye-porody-mineraly-i-poleznye-iskopaemye

https://moykamen.com/galereya/gornye-porody-kamnej.html#i-7

География.  5 класс

Тема.  Горные породы, минералы и полезные ископаемые.

Планируемые результаты:

предметные:

– должны знать происхождение магматических, осадочных,

   метаморфических горных пород.  

метапредметные:

– должны уметь определять по их признакам наиболее распространенные горные породы, сравнивать;

– приводить примеры горных пород разного происхождения;

– объяснять взаимосвязь между условиями образования горных пород и их свойствами.  

 личностные:  

– проявляют потребность в самовыражении и самореализации.

Характеристика деятельности обучающихся:

– классифицировать горные породы;

– описывать по плану минералы и горные породы школьной коллекции;

– сравнивать свойства горных пород различного происхождения.

Образовательные ресурсы:

– образцы горных пород.

Тип урока: актуализация знаний и умений.

Методы и формы обучения:  рассказ,  беседа, практическая работа.

Ход урока:

I.Организационный момент.

II.Повторение изученного материала.

1)Устный опрос по изученной теме:

-Дайте определение понятия «литосфера».

-Что называется внутренними силами Земли?

-Какие процессы происходят под воздействием внешних сил Земли?

-Для чего необходимо изучать внутренние процессы Земли?

 2)Заслушать письмо другу о своем путешествии.

 3)Заинтересовать учеников рассказом о том, что уголь, стержень простого карандаша и алмаз – это «одно и тоже»! (Состоят из углерода – С!)

III.Изучение нового материала.

(В углу доски формируем словарик новых слов и терминов по ъоду изложения нового материала)

1.Рассказ учителя.

-Где вы встречали горные породы?

Горные породы слагают земную кору. Термин «горная порода» остался от былых времен. Во времена зарождения науки геологии руду добывали в основном в горах, так и закрепилось название. Теперь мы знаем, что говоря о горных породах, будем подразумевать всю каменную поверхность планеты.

В природе известно несколько тысяч видов горных пород. Многие из них человек добывает и использует в хозяйственной деятельности. Можете ли вы привести примеры? (Ученики приводят примеры.)

2.Работа с образцами горных пород.

(Рассматривая горные породы, сразу даем условный знак того или иного полезного ископаемого).

-Рассмотрите образцы горных пород: полевой шпат, слюда, кварц.

Это наиболее распространенные горные породы.

          Полевые шпаты составляют половину массы земной коры. Даже название они получили из-за повсеместного распространения. Они встречаются везде: и в поле, и в горах.

          Кварц – тоже одна из распространенных горных пород. Бесцветный кварц называется горным хрусталем; есть также кварцы других цветов: желтого, коричневого, черного, фиолетового.

-Чем различаются предложенные вам горные породы? (Цветом, блеском, твердостью, прозрачностью). В чем же причина разнообразия горных пород? Главная причина – это различие в условиях их образования и те изменения, которые происходят с ними в земной коре и на поверхности.

Магматические горные породы

         По происхождению горные породы можно разделить прежде всего на магматические и осадочные.

          Все начинается глубоко под землей. Вещество мантии проникает в земную кору.  Оно находится в расплавленном состоянии и называется магмой (от греческого «магма» – густая мазь).

           Магма – расплавленное вещество мантии, насыщенное газами и парами воды.

          Горные породы, образованные из расплавленной магмы при ее остывании, называют магматическими. С магматическими горными породами связано большинство месторождений руд металлов.

Вначале возникли породы из магмы,

Они первородные самые как бы,

Тяжелый гранит в глубине остывал,

Базальт на поверхности лавою стал.

Породы весьма симпатичные,

Увесистые, магматичные…

Строение магматических горных пород зависит от скорости остывания магмы.

         На глубине она остывает медленнее. Образуются горные породы глубинные. Например, гранит.

        Магма может подниматься по трещинам и разломам на земную поверхность, при этом застывает быстрее. Образуются излившиеся магматические горные породы. Например, базальт.

         Если магма содержит много газов, то она при излиянии вспенивается, газы улетучиваются, и такая горная порода  имеет губчатое, пористое строение. Например, пемза. Обычно же магматические горные породы плотные, твердые, тяжелые.

Осадочные горные породы

          В отличие от магматических, эти породы образуются только на поверхности земли и на дне водоемов.

          В их образовании большую роль играют внешние силы Земли. Твердые магматические горные породы трескаются, крошатся, и их обломки переносятся в другое место.

-Как вы думаете, под действием каких процессов  происходит разрушение магматических пород? (Ветер, ледник, водный поток.)

          В летнее или дневное время, при солнечном прогревании, породы расширяются, а зимой или в ночное время – охлаждаются, сжимаются. Из-за этого они начинают дробиться, растрескиваться и рассыпаться. Валуны, щебень, галька, песок, глина и ил оседают на дне морей, рек, озер или накапливаются на суше. Поэтому и назвали такие породы осадочными. Можно выделить

Три группы осадочных горных пород:

Первая – обломочные – песок, глина, галька и др. Многие из них используются как строительные материалы.

Вторая – химические – поваренные и калийные соли, гипс. Они широко используются в химической промышленности, в сельском хозяйстве. Они образуются из водных растворов минеральных веществ.

Третья – органические – уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, мел, известняк и др. Они накопились за миллионы лет на дне водоемов.  Состоят они из останков растений и животных.

…Но прочность – не вечность,

И вот что случается:

Породы выветриванием разрушаются,

Дробятся на глыбы, обломки, пески,

Выносятся водами быстрой реки,

Река их по руслу таскает,

Обкатывает, отлагает.

А там, где горячие воды струятся,

Там в них минералы совсем растворятся.

Когда же раствор остывает,

То соль из него оседает.

А в толще морской или в темном болоте

Вы массу останков животных найдете,

А также растений отмерших останки,

Они образуют породы-осадки.

(Все то, что разрушено, переотложено,

Осело солями, останками сложено…)

3.Физкультминутка.

«Шуршат на дереве листы»

Шуршат на дереве листы,

(Потянуться, руки вверх.)

Шуршат осенние кусты,

(Руки опустить, присесть.)

Шуршит камыш,

(Встать, наклониться влево-вправо.)

И дождь шуршит.

(Ходьба на месте.)

А ты садись и не шурши,

(Приседания.)

И всё красиво напиши.

(Сесть за парты.)

4.Рассказ учителя.

Метаморфические горные породы

          Если осадочные и магматические горные породы попадают на большую глубину, где высокая температура и очень большое давление, то с ними происходят превращения – «метаморфозы». Горные породы изменяются, приобретают новые свойства. Иногда первичные породы так изменяются, что трудно догадаться, какой породой они были до превращения. Только для некоторых горных пород можно с уверенностью установить исходную породу. Так образуется группа метаморфических горных пород.

…Но вот под давлением магма опять

Стремится земную кору разорвать,

И в месте такого вторжения

Наметятся вдруг превращения:

Сыпучий песок превратился в кварцит,

Был мел, очень мягкий, – вдруг мрамор лежит.

Такие породы, весьма специфические,

Зовутся геологами метаморфические.

Можно составить цепочки превращений:

-песок → песчаник → кварцит → кварц;

-известняк → мрамор;

-гранит →гнейс;

-графит →алмаз.

         Со временем твердые метаморфические и магматические породы, оказавшись на поверхности, разрушаются и могут превратиться в осадочные обломочные породы.

          Вывод: земная кора состоит из магматических, осадочных и метаморфических горных порол. Глубинные ее части в основном сложены магматическими и метаморфическими породами.

5.Работа с учебником.

-Рассмотрите рис.45 на стр.71.

-Перерисовать рис. 45 в тетрадь (дома) и выучить классификацию.

IV.Закрепление изученного.

1)Работа с перфокартами.

2)Рассмотрите таблицу горных пород в школьной коллекции и заполните таблицу:

3)Дайте определение понятий: горная порода, магма, магматические, метаморфические, осадочные горные породы.

4)Найдите в списках «лишнюю» горную породу:

а) гранит, мрамор, алмаз (гранит – магматическая, остальные – метаморфические);

б) уголь, торф, гипс (гипс – осадочная порода химического происхождения, остальные – органического);

в) щебень, глина, базальт (базальт – магматическая, остальные – осадочные).

V.Домашнее задание.

Прочитать §21 стр.71-73.

Заполнить таблицу в задании 8, подготовить информацию о горных породах (задания 9 и 10) на стр.73.

Можно подобрать стихотворения на русском, украинском и крымскотатарском языках и выпустить буклет «Малахитовая шкатулка».

VI.Дополнительный материал.

Предложить сказки Бажова прочитать.

Можно предложит написать сказку о гномах подземелья и минералах.

Можно предложить собрать свой набор «Горные породы и минералы».

Задание 1.

Захар Загадкин послал своему другу Фоме Отгадкину телеграмму. Помогите её разгадать.

Ответ: шпат, медь, платина, золото, графит, уголь, сера, цинк, олово, опал, янтарь, пемза.

Задание 2.

Разгадайте кроссворд. Если в кроссворд вписываются несколько разных минералов, не беда. Это принесет вам дополнительные очки.

Ответ: малахит, гипс, нефелин, магнетит, графит, кварц, слюда, магнезит, олово.