Свойства минералов горных пород и полезных ископаемых

Наша необъятная Родина богата всевозможными полезными ископаемыми (нефтью, газом, металлами и минералами). Российская Федерация занимает главенствующее положение в мире по залежам железной руды и никеля, она на втором месте в мире по залежам угля и платины, а также является одной из лидирующих стран по залежам меди, цинка, свинца, урана и различных металлов. В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке сосредоточена большая часть полезных ископаемых.

Добыча и обработка ресурсов минерального характера (полезных ископаемых) – направление деятельности различных промышленных фирм и предприятий.

Экономика всех стран мира имеет очень важную отрасль промышленности – горнодобывающую промышленность. Она предназначена для добычи сырьевых ресурсов для их дальнейшей обработки на промышленных предприятиях, которые перерабатывают полезные ископаемые. Ни одна страна не сможет развиваться без ресурсов, являющихся результатом работы горнодобывающей промышленности. Нельзя обеспечить энергией страну без нефтепродуктов, угля или газа. Металлы и минералы способствуют развитию металлургии и аграрной химии. А использование минеральных водных источников позволяют улучшать самочувствие людей.

Следует подробнее остановиться на минералах и горных породах. 

Минералы и горные породы

Сегодня природная среда обладает тремя тысячами минералов и горных пород, отличных друг от друга цветом, формой, плотностью, твердостью, составом.

Признаки минералов

Минералы (от латинского слова «руда») – это твердые тела в природе, имеющие однородную структуру, самостоятельные по химическим и физическим признакам, бывшие ранее или находящееся сейчас в виде кристаллов (имеют кристаллическую структуру). Доказано, что все кристаллы являются минералами, но не все минералы являются кристаллами. Являют компонентами горных пород. Изучает такие твердые тела наука, называемая минералогией.

Существуют минералы, являющиеся простыми твердыми веществами (золото, платина, сера). Существуют минералы в жидкой форме (ртуть) и в газообразной форме (углекислый газ, сероводород, природный газ).

Визуальные свойства минералов весьма различны, минералы могут обладать прозрачностью, полупрозрачностью, мутностью, бывают совсем непрозрачными. Одно из главных свойств минерала – это цвет, например, цвет малахита зеленый. Важным визуальным свойством минерала является его форма. В основном это форма кристалла, например: у пирита форма куба, у берилла форма призмы с шестью гранями, у граната форма многогранника. А бывает такое, что создается натекшая минеральная массу необычного характера (наросты лимонита, подобными сталактитам).

Простое вещество бывает очень твердым, даже может поцарапать стеклянную пластину (гранат, кварц). Есть не очень твердые простые вещества, и на плоскостях которых бывают царапины от острых предметов (кальцит). Существуют и мягкие минералы, на поверхностях которых остаются полосы от ногтей (графит).

Расколы минералов тоже разные. Один может с легкостью расщепиться по некоторым плоскостям. Его обломки будут иметь правильный кристаллический вид (кальцит). Второй минерал разламываясь имеет вид искривленных плоскостей (кварц). Возможность разламываться по некоторым направлениям, если вещество раскалывают – это спайность.

Известно несколько видов спайности, а именно:

1. весьма совершенная (кристалл раскалывается на тоненькие листы, например, слюда);
2. совершенная (под ударом отломанные кусочки минерала имеют внешний вид кристаллов, например, галенит);
3. средняя (отломанные кусочки минерала имеют плоскости с правильными геометрическими формами, а также изломы неровной формы);
4. несовершенная (изломы минерала имеют неровные плоскости, например, апатит);
5. весьма несовершенная (отломанные кусочки минерала изломаны словно стекло).

Еще одним свойством простого вещества можно считать порошковый цвет, появляющийся на пластинке из фарфора поле проведения по ней минералом. Этот цвет может быть таким, как и оттенок самого минерала (киноварь), а может и отличаться (например, черта от пирита черная, хотя он сам желтый).

Не менее важны вес, способность притягивать предметы (как магнит), радиоактивность. По всем этим свойствам геологи характеризуют металлы.

В земной коре находят в основном следующие минералы, а именно:

• Известковый шпат (по-другому кальцит) состоит из углекальциевой соли. Есть также шпат, не имеющий цвета и полностью прозрачный (исландский шпат). В основном кальцит белого цвета, а бывает, что вообще не имеет цвета. Хотя возможны оттенки черного, красного, желтого и серого цвета. Он подвержен царапинам, обломки имеют правильную форму, при попадании на кварцит соляной кислоты выделяется углекислый газ. Из кварцита сложены известняк и мрамор.
• Кварц – это окись кремния. Бывает кварц, который весит сорок тон. Кристаллы кварца главным образом выглядят как призматические грани со штрихами по горизонтали. Он бывает белесым или серым. Встречаются горный хрусталь – это тоже кварц, он прозрачен и совсем не имеет цвета, аметист – кварц сиреневого оттенка, кварц раухтопаз сероватый, кварц морион черноватый. Все кварцы твердые, его спайность весьма несовершенна. Он являются сопоставляющей кислых магматических пород (гранит).
• Шпаты полевые состоят из алюмосиликатов натрия, кальция и калия. Химический состав влияет на вид полевого шпата:

1. известково-натриевый (по-другому называется плагиоклаз, а альбит – это натриевый шпат) самый известный вид шпата полевого, он белый, сероватый, зеленоватый, синеватый, красноватый, этот минерал обладает стеклянным блеском, он твердый, обладает совершенной спайностью, плагиоклаз является компонентом магматической горной породы;
2. кали-натриевый шпат (анортит – это кальциевый шпат) обладает призматической формой, обладает стеклянным блеском и розоватым, буро-желтым, красно-белым, красным оттенком, он твердый, его спайность совершенная.

• Слюда – это минеральная группа с непростыми и неустойчивыми компонентами. Слюды состоят из летучих веществ. Есть биотит – магнезиальное-железистая слюда (калий, магний, железо, алюминий, кремний, кислород, а еще летучие вещества – вода и фтор). Такая слюда темная. Бывает часто черным или бурым, редко, бывает оранжевым, красноватым или зеленоватым. Блестит как стеклянная поверхность. Он твердый, спайность его весьма совершенна. Является компонентом в магматических и метаморфических породах. Кристаллы биотита имеют форму табличек, столиков или пирамид. Есть также мусковит – алюминиевая слюда (калий, алюминий, кремний, кислород и летучее вещество – вода). Такая слюда светлая. Бесцветен, блестит как стекло и спайность его совершенная. Биотит и мусковит являются компонентами магматических и метаморфических пород.
• Амфиболы, а в частности, роговая обманка (кальций, натрий, магний, железо, алюминий, кремний, кислород, вода) имеют непостоянные компоненты. Их кристаллы имеют форму столбиков либо пирамид. Роговая обманка бывает зеленоватой или коричневой, с блеском как у поверхности из стекла. Этот минерал твердый, с совершенной спайностью. Роговая обманка присутствует в компонентах магматических и метаморфических пород.
• Пироксены – это минеральная силикатная группа. Бывают пироксены ромбические (энстатит) и моноклинные (агвит). Вариантом энстатита с окислами железа является бронзит. Энстатит бывает дымчато-белесым и коричнево-зеленоватым, бывает и бесцветным, у него блеск как у стекла. Он тверд, а спайность его средняя. Энстатит – это один из компонентов пород, появившихся из расплавленной магмы, обогащенной магнием (базальт и габбро). Агвит является алюмосиликатом. У него столбчатые кристаллы. Агвит зелено-черен, буро-черен или полностью черен, с блеском стеклянных поверхностей. Он твердый, а спайность его средняя. Агвит является компонентом магматических горных пород (базальты, диориты, габбро).
• Оливин (хризолит) имеет желто-зеленый цвет, бывает и бесцветным. Имеет стеклянный блеск. Он твердый, его спайность несовершенна. Находится в числе компонентов изверженных пород.

Виды горных пород

Кора Земли составлена горными породами, являющимися природными телами, компонентами которых являются минералы. Компоненты и признаки породы задаются компонентами и признаками минералов, составляющих породу. Породы не обладают однородностью. От факторов формирования породы или минерала (компоненты, температура окружающей среды, давление на компоненты), зависят особенности появившегося тела. Наука петрография осуществляет исследование пород.

Горные породы разделяются на следующие группы:

1. Магматические породы образуются из лавы, застывшей на поверхности земной коры (базальт, липарит, дацит, андезит), а также из магмы (габбро, гранит, диорит), кристаллизовавшейся в глубине коры Земли. Магматические породы сортируют по группам (наличие определенных компонентов): основные породы (есть железо и магний, а кремния мало), средние породы (есть кремний, алюминий и кальций, а магния и железа мало), кислые породы (большое количество кремния, есть калий и натрий, а железа, магния и кальция мало).
2. Осадочные породы образуются во всевозможных водоемах, из-за того, что обломки скал оседали на самое дно водоемов (песчаник, глинистый сланец). Их называют обломочными породами. Та как появляются скачки температуры и испаряется вода, то повышается уровень солей в водоеме, из такой соленой воды выделяются кристаллы и оседают на самое дно. Так происходит появление породы химического происхождения (гипс, столовая соль, соли кальция, соли магния, соли калия). А те породы, появившиеся как результат жизни водных растений, а также жизни водных животных, имеют название биогенных пород (нефть, уголь, горючий сланец).
3. Метаморфические породы возникают из-за химических и физических перемен в имеющихся породах (например, известняк переходит в мрамор, в кварц превращается опал).

Зачем необходимо продолжать добывать минералы и породы

Реалии сегодняшней жизни доказывают, что разработка месторождений полезных ископаемых и добывание горных пород и минералов имеет большое значение, так как без нее не будет возрастать благосостояние людей, и прекратится развитие экономики всех стран в мире (продажа полезных ископаемых на рынках страны и всего мира, а также создание нефтепродуктов). Добыча рудных полезных ископаемых необходима для создания машин, деталей, механизмов. Нашли свое применение горные породы в различных отраслях строительства (известняк, белая глина). А золото, серебро, аметисты и алмазы применяют для создания ювелирных изделий и в различных областях промышленности.

Таким образом, минералы и горные породы крайне необходимы, чтобы поддерживать стабильность в экономике нашего государства и в экономике других стран.