Горные породы минералы и полезные ископаемые фото
На протяжении жизни человек неоднократно сталкивается с понятием «горная порода». Этот природный ресурс повсеместно используется в различных сферах жизнедеятельности. Многие объекты инфраструктуры, механизмы и машины были созданы для того, чтобы добыть из недр земли необходимые минералы. Однако, повсеместно встречая разные породы, не каждый человек знает, что они собой представляют, как образуются и где применяются.
Что такое горная порода?
Горной породой называется совокупность различных минералов и органических веществ или сосредоточение одного из них, образующиеся в результате естественных природных процессов. Минералы представляют собой твердые образования с определенным химическим составом и физическими характеристиками. Они имеют (или имели в определенный период своего существования) кристаллическую решетку.
Горная порода
Горные породы чаще всего состоят из множества различных камней. Они имеют название «полиминеральные». Если природный ресурс состоит из одного вещества, его называют мономинеральным. Совокупность каменных слоев является одной из составляющих земной коры. В зависимости от состава могут иметь высокую прочность и твердость, быть мягкими, рыхлыми. Некоторые из них находят на поверхности земли, однако многие ценные камни залегают глубоко.
Разновидности горных пород, их описание
Породы классифицируют по различным признакам: по глубине залегания, форме минералов, расположению составляющих относительно друг друга, структуре. Однако самым популярным критерием разделения их на виды является способ образования. В зависимости от происхождения выделяют магматические, метаморфические и осадочные разновидности. Рассмотрим особенности каждой из них.
Горные породы магматического типа
Магматические породы – это полезные ископаемые, которые образуются в результате застывания магмы. Магматиты бывают 2-х подвидов:
- Интрузивные (названы также глубинными). Появляются при длительном остывании горячих потоков глубоко под землей. При этом на магму оказывается давление земли. В результате образуются очень плотные и крупные кристаллические массивы, не имеющие пустот и пор.
- Эффузивные, или излившиеся. Появляются в верхних слоях земной поверхности или на поверхности земли при извержении вулканической лавы. Формирование происходит под действием давления атмосферы и при более низких температурных показателях. Основная особенность таких образований – наличие пор и трещин, поскольку магма остывает неравномерно и достаточно быстро. Эффузивные породы, как правило, хрупкие.
Магма преимущественно состоит из кремнезема, поэтому образует кремнистые минералы, примеры которых представлены на фото.
При прохождении сквозь толщу земли горячая смесь соединяется с другими веществами, формируя различные по свойствам и составу минералы. В зависимости от количества кремния в магме магматические образования можно отнести к нескольким подвидам:
- Кислые. В них кремнезема более 65%. Также породы могут содержать калий и натрий при небольшом количестве железа, магния и кальция.
- Средние. Содержат от 54 до 65% диоксида кремния. Помимо кремния в состав будут входить алюминий и кальций. Магния и железа содержится очень мало.
- Основные, в которых на оксид кремния приходится 45–54%.
- Ультраосновные. Кремнезем занимает менее 44%. При этом в них находится много железа и магния.
Магматиты формируются непрерывно в местах, где активизируются вулканы и происходит горообразование. Глубинные магматические породы образуются на протяжении сотен лет.
Метаморфические минералы
Метаморфические минералы формируются из других разновидностей пород под влиянием различных природных физических и химических процессов: нагревания, давления, химически-активных веществ. В результате воздействия тех или иных факторов минералы распадаются на составляющие и соединяются в другие образования.
При незначительном влиянии породообразующих процессов можно определить, какой камень был первичным. Однако в большинстве случаев нельзя точно выявить, какие минералы лежат в основе формирования нового полезного ископаемого. В зависимости от условий образования метаморфические ископаемые относятся к одному из подвидов:
- Региональные. Образуются, когда на камни оказывают действие высокое давление и температура. Такие процессы происходят при соприкосновении литосферных плит. Несколько слоев камней соприкасаются, изгибаются, проникают друг в друга. По мере проталкивания вглубь земной коры минералы нагреваются, и появляются новые кристаллы.
- Гидротермальные. Метаморфизм происходит в природе при участии подземных термальных вод. Горячий источник нагревает вещества, с которыми контактирует. При этом проходят химические реакции, инициирующие формирование новых соединений.
- Контактовые. Образуются при нагревании глубинных слоев земной коры магматической массой. Их обнаруживают вблизи интрузивных магматитов. Характерные особенности таких пород – высокая прочность и образование отдельных единиц минералов в форме кристаллов.
Осадочные породы
Осадочные породы образуются при воздействии на минеральные образования воды, ветра, солнечного света, колебаний температуры. Эта разновидность является наиболее распространенной. Она занимает более 80% земной поверхности. Под влиянием внешних факторов различные камни разрушаются, их части переносятся потоками воздуха на другие места, оседают в водоемах.
Осадочные породы
Существует несколько подвидов:
- Обломочные. Формируются при раскалывании магматитов и переносе их частей на другие территории.
- Биохимические. Образуются при соединении органических и неорганических веществ.
- Хемогенные. Получаются при выпадении в осадок частиц концентрированных растворов. Отложения часто обнаруживают на территории высохших водоемов.
- Биогенные. Формируются при разложении и окостенении остатков животных и растений.
Данный вид имеет различные размеры и структуру. Встречаются большие камни или мелкие кристаллы, прочные и хрупкие образования. Биогенные и биохимические подвиды образуют различные горючие вещества, представленные на фотографии.
Формируются длительное время. Процесс проходит в несколько стадий:
- разрушение первичного минерального конгломерата или биологического материала;
- перемещение обломков;
- накопление различных минералов;
- оседание и уплотнение.
Какими свойствами обладают горные породы?
Знание свойств природных ископаемых позволяет разделить их на группы и разновидности, определить, как их использовать. Характеристики пород делят на 2 категории: химические и физические. Химическими называют те, которые проявляются в результате химических реакций или влияют на их течение.
Альбит
К ним относят:
- перечень веществ, входящих в состав минералов;
- способность взаимодействовать с кислотами и щелочами;
- скорость разложения;
- вид кристаллической решетки.
Химические свойства невозможно определить по внешним признакам. Исследования веществ проводятся в специальных лабораториях. Физические характеристики зависят от состава и структуры камня. В таблице приведено описание основных свойств.
| Свойства | Описание | Варианты характеристик |
| Цвет | Определяется по внешнему виду. Породы принимают тот окрас, который имеют входящие в него минералы. |
|
| Прозрачность | Горные породы непрозрачны, поскольку состоят из разных составляющих. Однако прозрачностью могут обладать входящие в них кристаллы. |
|
| Блеск | Отражательная способность минерала. |
|
| Магнитность | Зависит от наличия неспаренных электронов. |
|
| Радиоактивность | Способность поглощать и выделять радиацию. | Определяется в зависимости от интенсивности излучения. |
| Механические | Устойчивость к внешнему воздействию. |
|
| Твердость | Обуславливается плотностью кристаллической решетки. Для определения твердости отдельных минералов используется шкала Мооса. | Оценивается от 1 до 10. Тальк – 1 балл, алмаз – 10 баллов. |
| Плотность | Определяет вес экземпляров. |
|
| Теплопроводность | Также есть у отдельных минералов или мономинеральных ископаемых. |
|
Мусковит
Минералы, входящие в состав породы, также характеризуют по другим признакам. К ним относят:
- цвет черты;
- варианты излома;
- спайность;
- электропроводность;
- температуры кипения и плавления.
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.
Сапфирин
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.
Малахит
В таблице приведен список наиболее популярных и распространенных природных ископаемых.
| Класс | Общая характеристика | Группа | Наименование |
| Силикаты | Содержат кремний и соли кремниевых кислот. | Полевые шпаты |
|
| Слюды |
| ||
| Глинистые |
| ||
| Тальковые |
| ||
| Хризотил |
| ||
| Карбонаты | Это минералы, имеющие в составе соли угольной кислоты. | Кальцит |
|
| Основные |
| ||
| Окислы | Встречаются во всех видах горных пород. Содержат оксиды различных веществ. | Кварц |
|
| Халцедон |
| ||
| Гидроокислы | Осадочные породы. | Лимонит |
|
| Опал |
| ||
| Сульфиды | Соединения металлов с серой и неметаллами. | Пирит |
|
| Сульфаты | Соли серной кислоты. | Гипс |
|
Многие горные породы состоят из элементов, относящихся к разным группам ископаемых. Наиболее интересные из них:
- Гранит. Содержит слюду, кварц и полевые шпаты. На фото можно увидеть разные виды гранита.
- Песчаник. Образуется из обломков различных пород, которые сцементированы различными минералами.
- Сланец. Характеризуются слоистой структурой, образованной при спрессовывании нескольких горных пород.
На Земле зарегистрировано почти 5100 минералов. Это химические соединения кристаллической структуры. Подсчет ведет Международная минералогическая ассоциация. По ее данным, половина зарегистрированных минералов редкие. Такие встречаются максимум в 5 месторождениях на Земле.
Минералы слагают горные породы. В каждой из них минимум 2 камня. О самых редких горных породах будет отдельная статья. Пока же, к списку уникальных минералов. Таковые встречаются в единственном месторождении и именно поэтому являются самыми редкими. В живой природе есть таки же растения и звери. Их называют эндемиками.
ПОУДРЕТТЕИТ
Обнаружен в 1980 годах в горах Сэйнт-Хилэйр. Они находятся в Канаде. Рядом с горами расположен город Монреаль. Вблизи него и найдены первые образцы. Их обнаружили в руднике, принадлежавшем семье Поудретте. В их честь и назван камень.
В 21 веке поудреттеит нашли также в Бирме. Однако там, как и в Канаде, кристаллы единичны. С 1980 годов нашли около 300 камней. Поэтому стоимость карата начинается от 2 тысяч долларов.
Поудреттеит занесен в книгу рекордов Гиннесса. Камень официально самый редкий в мире.
Поудреттеит родственен милариту. Это кольцевой алюмосиликат бериллия. В поудреттеите есть еще бор.
Цвет самого редкого минерала белесый, слегка розовый. Иногда встречаются фиолетовые образцы.
ЧАРОИТ
Это находка Владимира Дитмара. Чароит советский геолог обнаружил в 1948 году. Владимиру поручили геологическую съемку местности на стыке республики Саха и Иркутской области. Там протекает река Чара.
В живую месторождение на берегу реки нашли в 1960 году. В 1977 году минерал признали на мировом уровне. Площадь залежей – 10 тысяч квадратных километров. Запасы исчерпаны настолько, что на каждого жителя Земли приходятся лишь 0,0016 граммов минерала.
Годовая добыча не превышает 100 тонн. Таковы законодательные ограничения республики Саха, на территории которой находится месторождение.
Большинство уникальных минералов, хоть и имеют одно месторождение, встречаются в других местностях в виде вкраплений в горных породах. Чароит – исключение. За пределами месторождения не найдено ни одного зерна минерала. Он, кстати, относится к группе силикатов, то есть имеет в составе оксид кремния. Полная формула камня такова – (K, Ba, Sr)(Ca, Na)2[Si4O10](OH, F)·H2O
Еще чароит уникален тем, что его невозможно вырастить искусственно. Поэтому все образцы в продаже природные. Однако, зачастую, это спрессованная крошка, а не цельный кусок камня.
КРАСНЫЙ АЛМАЗ
Встречается только в Австралии. Там есть рудник Аргайл. В нем и добывают красные гранаты. Они пурпурного оттенка. Его природа не понятна ученым. Большинство красных минералов таковы за счет примеси марганца. Но в красном алмазе его нет, как и других компонентов, могущих делать окраску алой.
Одна из гипотез формирования красной окраски алмазов – аномалии кристаллической решетки. Их уникальный минерал приобрел только на Земле. Алмазы находят в метеоритах, но алых образцов там не обнаруживали.
Уникальный минерал найден в количестве 50 кристаллов. Остальные – розовые. Они тоже относятся к красным алмазам, но ценятся куда меньше.
Среди пурпурных алмазов самый крупный весит 5,11 карата. Меж тем, уже 0,1 карата – планка для аукционного образца. Минимальная цена на торгах – 2 миллиона долларов за карат.
ТАНЗАНИТ
Если чароит не похож ни на один другой минерал, то танзанит изначально приняли за сапфир. На деле камень оказался подтипом цоизита. Он относится к подклассу островных силикатов.
Обнаружен танзанит в 1966 году у подножия Килиманджаро. Это один из вулканов Африки. Находится он в Танзании. В честь нее и назван камень. Он отличается от сапфира не только химической формулой, но и твердостью. Она измеряется по шкале Карла Мооса. Немецкий минеролог разместил на 10 отметках шкалы камни-эталоны. У талька, к примеру, твердость 1 балл, а у алмаза – 10. Это максимум. Значит, алмаз царапает все прочие минералы. Так, методом сравнительного царапания и определяют твердость камней. У танзанита она 6,5-7 баллов, а сапфир почти равен алмазу и имеет твердость 9 баллов.
Популярным танзанит стал “за счет” Tiffany & Co. Ювелирный бренд стал использовать редкий камень в своих украшениях. В них танзанит часто насыщенного цвета. В природе камень чаще бледно-голубой. Цвет улучают, нагревая кристаллы. При термообработке их окраска усиливается.
Как и чароит, танзанит не выращивают искусственно. Это возможно, но излишне дорого. Приходится довольствоваться запасами, сосредоточенными на участке площадью около 5 квадратных километров. Таковы масштабы африканского месторождения.
ТААФФЕИТ
Тоже найден в Танзании. Произошло это в 1945 году. Открытие сделал Эдвард Тааффи, именем которого и нарекли минерал. Граф изучал партию розовой шпинели. Один образец вызвал сомнения. Эдвард отправил камень в Минералогическую лабораторию Лондона. Анализ показал, что минерал не известен науке.
Повторную проверку образец прошел в Лондонском музее минералогии. Там подтвердили данные геологов из Минералогической лаборатории.
Тааффеит родственен шпинели, но также близок и хризобериллу. Промежуточный минерал имеет формулу Mg3Al8BeO16 .
Официально тааффеит зарегистрирован лишь в 1982 году. За карат лилово-розового камня просят минимум 1,5 тысячи долларов. Найдены единичные образцы.
МУРАВЬИНЫЙ ГРАНАТ
Встречается только в точке стыка американских штатов Колорадо, Юта, Аризона и Нью-Мексико. Их пересечение местные именуют Четыре угла. Там находится долина Монументов. В ней масса песчаных скал высотой около 300 метров. За долиной – резервация Новахо. Это племя индейцев. На их территориях много гигантских муравейников. Насекомые в них по не понятным для ученых причинам выискивают и встраивают в надземную часть жилищ красные кристаллы. Это разновидность граната – хром-пироп.
Среди разновидностей граната муравьиная самая красная. Добывают ее только индейцы. Вырыв под крупными муравейниками десятки шурфов, геологи не нашли месторождений. Камни единичны и мелки. Образцы в 1,5 карата – редкость. Большая часть кристаллов массой не больше 0,7 карата. Скудные и разрозненные запасы невозможно добывать промышленно.
Добывают и показывают туристам муравьиные гранаты после дождей. Они частично размывают поверхность возведенных насекомыми строений. Это обнажает скрытые в толще “кладки” камни.
КРАСНЫЙ БЕРИЛЛ
Еще одна алая редкость родом из гор штата Юта. За пределами Америки красных бериллов нет. Запасы Юты истощены. С прекращением добычи ценник за карат подскочил минимум до 10 тысяч долларов.
Минерологи называют красный берилл биксбитом. Есть еще камень биксбиит, но он не родственен уникальному бериллу.
Оттенок биксбита не алый, а крыжовниковый. Бывают малиновые и земляничные образцы. Выявить их подлинность можно только с помощью теста на рефрактометре. Прибор измеряет показатель преломления света в среде. У красного берилла этот показатель уникален, равен 1,564.
Красный берилл синтезируют в лабораториях. В этом случае показатель преломления возрастает до 1,570.
Еще за редкость выдают рубины, но у тех и твердость иная. Берилл 8-бальный. У рубина по шкале Мооса 9 баллов.
ГРАНДИДЬЕРИТ
Открыт в 1902 году. Альфред Грандидьер, в честь которого назван камень, изучал в начале 20 века островное побережье Южной Африки. Там и нашли редкий минерал. Его образцы сосредоточены на скалах Андрагомана.
Грандидьерит отнесен к алюмосиликатам, имеет голубовато-зеленый цвет. Камень способен менять его, даже становиться белым. Это называется плеохроированием.
На планете всего пара десятков ограненных грандидьеритов. За карат дают примерно 30 тысяч долларов.
ПЕЙНИТ
Подобно поудреттеиту “засветился” в книге рекордов Гиннесса. Найденный в 1956 году в Мьянме, минерал до 21 века считался самым редким. Но потом в Могоке нашли пару месторождений, количество кристаллов в которых исчисляется тысячами.
Первый камень обнаружил Артур Пейн. Его имя дали минералу. Пейн нашел 3 образца. До 2005 года они были единственными в мире. Потом нашли еще 25, а следом – уже полноценные месторождения. Но все они находятся в Мьянме.
Большинство пейнитов коричневые и непрозрачные. Единицы камней красные и прозрачные. Именно за такими гоняются.
Пейнит относится к боратам. Формула камня – CaZrBAl9O18 . Твердостью он равен сапфиру и топазу. По шкале Мооса это 8 баллов.
За грамм камня просят 300 тысяч долларов. Синтезировать пейнит не получается. Впрочем, подделывать редкость не стремятся. Минерал известен лишь в узких кругах, где умеют отличать стекло от истинной драгоценности.
ЛАРИМАР
Его открыл в 1916 году священник-миссионер, прибывший на Гаити. На острове батюшка возглавил приход и нашел неизвестный камень. О нем священник упомянул в своих записях. Также миссионер использовал камень в убранстве церкви. Однако широкую известность минерал получил лишь в 1974 году. Тогда на камень обратили внимание геологи.
Геологам ларимар напомнил бирюзу. Смутила твердость камня. У бирюзы она не больше 6 баллов по шкале Мооса, а тут примерно 6,5.
На экспертизе в Смитсоновском институте подтвердили – минерал не является бирюзой, более того, до селе не был известен.
Поскольку на экспертизу ларимар отдал Мигель Мундес, ему и поручили назвать камень. Ювелир соединил имя дочери (ее звали Лариса) и испанское слово море.
У ларимару неоднородная окраска. Рисунок каждого образца уникален. Это помогает отличить подделки. Их делают из стекла.
Цены добавляет способ добычи. Минерал извлекают вручную. Иначе ларимар буквально рассыпается.
Интересно, что среди редких минералов есть опасные для здоровья, жизни. Пример – колорадоит. В нем соединились ртуть и теллурид. Оба металла токсичны. Поэтому красота серебристых кристаллов обманчива. Впрочем, опасным минералам посвящу отдельную статью. Ставьте лайки. Они меня вдохновляют!