Современная кристаллография и минералогия
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
?роды представляют агрегаты минералов, состоящие из ряда минеральных компонентов.
Минерал на основании соответствующей однородности можно сопоставить с тем или иным химическим соединением; химический состав большинства минералов можно выразить химической формулой, горные же породы скорее рассматриваются как физические смеси, состоящие из тех или иных минералов.
Таким образом, под минералом мы можем понимать некоторый продукт, образующийся в земной коре и являющийся более или менее однородным химически и физически, тогда как горная порода есть закономерный агрегат минералов, образующая какое-либо геологическое тело.
Если в составе горной породы принимает участие какой-нибудь один минеральный вид, то такую породу обычно называют мономинеральной. Примером в этом случае может служить мрамор, состоящий из большого числа кристаллических зерен кальцита СаСОз, Если же порода составлена из нескольких видов минералов, ее называют полиминеральной, как, например, гранит, который в основном сложен из кварца, полевого шпата и слюды.
При характеристике минералов и горных пород в некоторых случаях еще принимают во внимание элементы распространенности их в земной коре. Обычно горные породы занимают большие пространства, нежели отдельные минералы. Минералы в своем залегании подчинены горным породам и находятся среди них, входя в состав самих пород или образуя в них отдельные самостоятельные скопления.
В настоящее время огромное большинство минеральных тел представляет собой полезные ископаемые. Полезные ископаемые распределяются по различным группам в зависимости от их практического использования. Среди многообразных полезных ископаемых обычно в особую группу выделяют руды. В горном деле рудами принято называть все те минеральные вещества, из которых в экономически выгодном количестве и состоянии можно извлечь металлы или их соединения.
В настоящее время с понятием руда связывают более широкое представление о полезных ископаемых. Рудой можно считать не только вещества, представляющие источники добычи металлов, но и те, из которых извлекают и неметаллические продукты. Такими неметаллическими рудами будут, например, руды серные, квасцовые, селитренные, фосфатовые и пр.
Руда может состоять из одного минерала или из целого агрегата минеральных тел.
При оценке руд большое и решающее значение имеют количественные и качественные соотношения того элемента (металла или металлоида), который входит в данное минеральное вещество, особенно в связи с ценностью самого элемента. Так, например, железный блеск - гематит Fe2O3, содержащий около 70% железа, представляет собой железную руду, тогда как минерал оливин (Mg, Fe)2 SiO4 в котором железа только 7-10%, не может считаться железной рудой. Точно так же минерал данаит (Fe,Co) AsS, содержащий от 7 до 9% кобальта, есть кобальтовая руда, но не железная, ибо для такого дорогого и редкостного элемента, как кобальт, предел процентности гораздо ниже, чем для железа.
Кроме того, ценность и хозяйственно-экономическое значение руд определяются еще состоянием техники в каждый данный момент. Каждый новый поступательный шаг в деле усовершенствования технической переработки руд ослабляет прежние условия требований по отношению к полезному ископаемому и переводит в разряд руд новые и новые залежи минеральных тел.
2.Процессы образования минералов в природе
Генезис (происхождение) минералов тесно связан с историей планеты, т.е. с условиями, господствовавшими на Земле в различные эпохи. В связи с этим целесообразно рассмотреть здесь в краткой форме современные представления, относящиеся к строению земного шара и к геохронологии, т.е. к геологической истории Земли.
Около 4,5 млрд. лет тому назад земной шар был вращающимся сгустком расплава. Возраст первого материка оценивается в 4 млрд. лет. Первый материк в дальнейшем по меньше мере дважды раскалывался на части, дрейф которых продолжается и в наши дни. Так, измеренная с помощью лазерных устройств скорость движения Северной Америки на запад и Австралии на восток составляют соответственно 15 и 70 мм/год. Согласно современным представлениям, материки движутся по веществу, в котором масса жидкой фазы вероятно не превышает 1 %, но которое характеризуется тем не менее определенной пластичностью.
При постепенном охлаждении сформировалась сплошная твердая земная кора. Среднегодовая температура поверхности земного шара во время зарождения жизни (~ 2,3 млрд. лет назад) составляла 72 С; в эпоху господства пресмыкающихся (~ 200 млн. лет назад) она была близка к 20 С, а сегодня равна 14,8 С. Температура в центральных зонах земного шара не превышает в наше время 2500 С, температура вытекающей из действующих вулканов магмы составляет 1200 -1400С.
Кроме постепенного медленного охлаждения земной шар при движении вместе с солнечной системой в космосе подвержен еще относительно кратковременным резким охлаждениям поверхности. Так, только за последние 500000 лет земной шар испытал 4 периода оледенения. Последний раз ледник ушел 16000 лет назад, и остатки его мы видим в Гренландии, Антарктиде.
При бурении нефтяных скважин, строительстве шахт погружению в недра земли на каждые 100 м соответствует повышение температуры на 3С (геометрический градиент), но эта величина выдерживается лишь в наружных зонах земной коры - глубже рост температуры замедляется.
Например, на рабочем конце самой глубокой в мире 12000м разведочной скважины на Кольском полуострове темп