Влияние условий формирования минералов на их внешний вид

Размещено на http://www.allbest.ru

Влияние условий формирования минералов на их внешний вид

Минералы -- это природные вещества (химические соединения, реже элементы) с определенными химическими и физическими свойствами. Слово «минерал» означает рудный штуф, кусок руды. Они имеют важное значение в народном хозяйстве: их используют в качестве строительных материалов, драгоценных и полудрагоценных камней, руд черных, цветных и редких металлов, агроруд и др.

Земная кора состоит из минералов. Известно их около 2000. Большая часть минералов в природе находится в твердом состоянии; известны также жидкие минералы (ртуть, вода, нефть и др.) и газообразные (углекислый газ, горючие газы, сероводород, сернистый газ и др.).

Еще первобытным человеком кремневые отщепы с острыми краями применялись в качестве орудий труда в палеолите. В древности человеку были известны и другие минералы.

Поиски их рациональны лишь на основе знания законов образования минералов в определенной природной обстановке.

В настоящее время известно примерно две тысячи минеральных видов, а с разновидностями -- более четырех тысяч. Для образования столь значительного числа «продуктов естественных реакций» необходимо безграничное число комбинаций физико-химических процессов. Особую роль в процессах минералообразовния играют далеко не могучие силы природы, создавшие разнообразие форм земной поверхности.

Главный источник образования минералов скрыт от наших непосредственных наблюдений глубоко в недрах земного шара. Здесь, в результате процессов, связанных с внутренним жаром Земли и с громадным давлением, и образуется основная масса минералов, большей частью породообразующих. Они слагают глубинные (интрузивные) кристаллические породы, составляющие 95% земной коры.

Скопления и срастания минеральных индивидов (кристаллов и зёрен) одного и того же или разных минералов, отделённых друг от друга поверхностями раздела, получающиеся в результате естественных процессов минералообразования, называется минеральный агрегат. Такое срастание может происходить в один или несколько этапов, образовывая разные виды агрегатов. Они могут быть мономинеральными, т. е. состоящими из одного минерала (например, мрамор из кальцита), или полиминеральными (например, гранит из кварца, полевого шпата и слюды).

При спекании или старении агрегатов могут образовываться агломераты, в которых частицы связаны между собой сильнее, чем в агрегатах. минерал агрегат друза оолит

Форма минеральных агрегатов, как и кристаллов отдельных минералов, позволяет не только определять минералы, но и судить об их генезисе (происхождении). К. наиболее типичным агрегатам относятся зернистые агрегаты, друзы, секреции, конкреции, оолиты, псевдоолиты, сферолиты, дендриты, натечные формы, листоватые, шестоватые, плотные, землистые, налеты и примазки.

Зернистые агрегаты -- скопления неправильно сросшихся зерен одного или нескольких минералов. Они различаются по величине зерен: крупнозернистые (размер зерен свыше 5 мм в диаметре), среднезернистые (с зернами от 1 до 5 мм; зерна легко различимы невооруженным глазом), мелкозернистые (размер зерен до 1 мм). Агрегаты встречаются равномернозернистые и неравномернозернистые. При кристаллизации сложных магматических глубинных расплавов происходит одновременно множественное образование кристаллов. Вырастая каждый из своего центра кристаллизации, они сталкиваются друг с другом под разными поверхностями, плоскостями и углами. Случайный контакт между растущими соседними кристаллами ставит предел их дальнейшему росту. Два или больше смежных кристаллов застывают в том положении, при котором встретились их растущие грани. В этом случае присущая кристаллам внешняя форма изменяется. Вместо правильных форм получаются кристаллические зерна или зерна, в которых можно уловить только следы граней. Они объединяются в сплошные массивные скопления. Так возникает зернистое строение большинства изверженных горных пород, составляющих главную массу земной коры. Многие рудные и нерудные минералы и полезные ископаемые -- пирит, галенит, апатит, корунд и др. -- образуют зернисто-кристаллические агрегаты.

Друзы представляют собой сростки хорошо сформированных кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию, благодаря чему у них огранены только свободные концы. При тесном соприкосновении кристаллы в друзе вытянуты более или менее параллельно друг другу, агрегаты называются гребенчатыми (гребенками) или щетковидными (щетками) в зависимости от размеров кристаллов. Сюда же относятся и кристаллические, корки, они образованы очень мелкими, тесно сросшимися кристалликами.

Друзы возникают при кристаллизации минерального вещества из растворов, циркулирующих в трещинах и пустотах горных пород. Встречаются крупные, очень красивые друзы кварца, кальцита, топаза, пирита и других минералов.

Секреции получаются при заполнении какой-либо полости в горной породе частично или полностью кристаллическим или коллоидным минеральным веществом. Процесс идет от периферии к центру путем отложения вещества на стенках, полости. Обычно секреции имеют овальную форму. Мелкие секреции (до 10 мм в поперечнике) называются миндалинами. Они обычно нацело заполнены минеральным веществом: Крупные секреции нередко имеют внутри полость, стенки которой покрыты друзами кристаллов или натечными образованиями. Такие формы называются жеодами. При изменении раствора с течением времени образуются слоистые секреции и слои часто отличаются по окраске и составу. Секреции создают разновидности природного кремнезема -- аметист, халцедон, агат, и др.

Конкреции отличаются от секреций способом происхождения. В рыхлых осадочных пористых породах (глинах, песках) происходит стяжение минерального вещества вокруг некоторых центров кристаллизации. Кристаллы нарастают в виде радиально расположенных лучей от центра к периферии, и поэтому внутреннее строение конкреций часто бывает радиально-лучистым, оно может быть и концентрически-скорлуповатым, сплошным. По форме конкреции бывают шаровидные, линзовидные, желвакообразные (неправильно округлые) и т. п. Размеры их -- от миллиметров до десятков сантиметров и даже метров в поперечнике.

Конкреции особенно характерны. для окислов марганца, железа, карбонатов кальция, сидерита, марказита, кремнезема, фосфорита.

Оолиты -- более или менее правильные шарообразные образования концентрически-скорлуповатого строения; отдельные слои нарастают вокруг какого-либо центра (песчинки, осколка раковины и др.), покрывая его скорлупками, налегающими одна на другую. Оолиты чаще всего сцементированы минеральным цементом друг с другом в осадочную горную породу. В зависимости от величины получающихся шариков различаются оолитовые агрегаты -- икряные, гороховые и т. п. Чаще всего оолиты бывают сложены кальцитом, бурым железняком, арагонитом, доломитом, сидеритом, окислами марганца -- пиролюзитом бокситами морского и озерного происхождения.

Псевдоолитами (бобовинами) называют образования, аналогичные оолитам по форме, но не обладающие концентрической слоистостью. Они характерны, например, для бурого железняка -- бобовые руды.

Сферолиты в отличие от оолитов имеют радиально-лучистое строение. Каждое волокно сферолита соответствует вытянутому кристаллу. Кристаллы как бы сходятся в центре сферолита.

Дендриты имеют ветвящееся, древовидное строение и похожи на отпечатки растений (особенно папоротников). Они возникают при быстром росте кристаллов по отдельным направлениям (когда происходит проникновение растворов по тонким волосным трещинкам породы). Такие формы образуют самородные элементы -- серебро, медь. Особенно часто встречаются черные дендриты окислов марганца.

Натечные формы получаются при образовании минерала осаждением из раствора, протекающего по какой-нибудь поверхности и при этом испаряющегося. Получается скорлуповатое строение из радиально расположенных тонкоигольчатых кристаллов. По внешнему виду натечные формы могут быть шаровидными, неправильной формы, с гладкой блестящей поверхностью -- стеклянные головы (например, бурая стеклянная голова, красная стеклянная голова, характерные соответственно для бурого железняка и красного железняка -- гематита), неправильно цилиндрическими, если они получились при медленном стекании быстро кристаллизующейся жидкости в свободное пространство. К последней группе относятся сталактиты (образования типа ледяных сосулек). Часто в известковых пещерах встречаются крупные столбообразные сталактиты и сталагмиты, растущие снизу, гроздевидные и почковидные формы (характерны для малахита и халцедона).

Листоватые, пластинчатые, чешуйчатые агрегаты сложены кристаллами соответствующего облика (слюда, хлорит, барит). При подразделении здесь, кроме формы, учитываются размеры.

Плотные (скрытокристаллические) агрегаты -- это зернисто-кристаллические агрегаты, зерна которых неразличимы даже в лупу (например, опал, халцедон, лимонит и др.).

В шестоватых, игольчатых, волокнистых агрегатах отдельные кристаллы имеют вытянутую в одном направлении форму. При этом встречаются расположенные радиально или параллельно (параллельно-волокнистые агрегаты асбеста, селенита), сноповидные (турмалин), лучистые (натролит).

Землистые агрегаты напоминают куски рыхлой почвы, составные части которой слабо связаны между собой; они обычно пачкают руки, легко распадаются на мелкие комочки из мельчайших зернышек. Характерны для порошковатых, рыхлых минералов (гидроокислов марганца, железа) и для осадочных горных пород (глин, бокситов и др.). Кристаллические образования в них невозможно различить в лупу. Землистые массы желтого и бурого цвета называют охристыми (гидроокислы железа), а черного - сажистыми (гидроокислы марганца).

Налеты и примазки -- это тонкие пленки минералов на поверхности кристаллов других минералов или горных пород (например, тонкие пленки гидроокислов железа на кристаллах горного хрусталя, примазки «медной зелени» и «сини» (малахита и азурита) на горных породах и т. д.).

Размеры отдельных кристаллов колеблются в широких пределах -- от микроскопических до гигантских, массой до тонны и более. Известны кристаллы кварца и полевого шпага высотой в рост человека.

Среди осадочных пород встречаются кристаллы, измеряемые микронами и миллимикронами. Агрегаты этих мельчайших минералов были выявлены лишь в последнее время благодаря применению рентгенографии и электронного микроскопа.

К микроминералам относятся минералы, составляющие главную массу глин: каолинит, монтмориллонит и др.

Псевдоморфозы. Встречаются минералы, которые имеют несвойственную им форму. Подобные образования называются псевдоморфозами (от греч. «псевдо» -- чужой, «морфэ» -- форма). Различают псевдоморфозы превращения, вытеснения и др.

Псевдоморфозы превращения -- один минерал переходит в другой, но часть входящих в него элементов сохраняется. Например, псевдоморфозы лимонита (2Fe203-3H20) по пириту (FeS2). Здесь сера пирита замещается кислородом и происходит присоединение воды, в присутствии которой и идет весь процесс. Он может идти настолько медленно и правильно, что геометрическая форма пирита сохраняется ненарушенной, хотя вещество целиком заменилось новым. От самого пирита не остается следа, а на лимоните отчетливо видны детали штриховки граней, присущие пириту. К псевдоморфозам превращения относятся также октаэдрические кристаллы малахита по куприту и др.

Псевдоморфозы вытеснения образуются при полном замещении первоначального вещества другим (например, псевдоморфозы кварца или халцедона (Si02) по кристаллам кальцита (СаС03) или гипса (CaS04-2H20); окаменелости (например, окремнелое дерево, пиритизированные раковины моллюсков и др.) -- псевдоморфозы кальцита, фосфорита или пирита по остаткам растительных или животных организмов. При этом очень часто полностью сохраняется не только внешняя форма, но и все особенности внутреннего строения давно исчезнувших с лица Земли животных и растений.

Размещено на Allbest.ru