10. Строение и свойства минералов.

В зависимости от агрегатного состояния, минералы подразделяются на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наибольшим распространением пользуются твердые минералы, среди которых, в свою очередь, преобладают кристаллическими , и гораздо реже встречаются аморфные (с хаотичным расположением атомов). В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц,, составляющих кристаллическую решетку, все многообразие форм кристаллов можно свести к нескольким группам симметрий. Выделяют семь сингоний: моноклинную, триклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Огромное влияние на структуру кристаллической решетки оказывают физико-химические условия: кристаллы одного и того же минерала, возникшие в разных условиях, будут отличаться сингонией. Более того, из одного элемента возможно формирование совершенно разных минералов: например, состоящих из углерода графита и алмаза. От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией октаэдрические кристаллы алмаза – модификации углерода – характеризуются наивысшей твердостью. Другая же модификация углерода – графит – кристаллизуется в гексагональной сингонии и отличается минимальной твердостью. Кристаллическим минералам свойственна анизотропность – физические свойства в них отличаются по разным направлениям в кристалле. Наоборот, аморфным минералам характерна изотропность – сохранение физических характеристик, независимо от направления. К числу важнейших физических свойств, относят следующие: твердость, блеск, цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), спайность, излом, прозрачность, удельный вес. Породообразующими (их около 50) являются минералы, играющие первостепенную роль в составе горных пород. Состав породообразующих минералов служит одним из критериев, по которым определяют название горной породы. Акцессорные минералы встречаются в виде незначительных примесей (не более 5 % от объема породы) и их наличие не влияет на название породы.

11.Классификация основных породообразующих минералов.

Классификация минералов основывается на учете их химического со-става. Наиболее распространенной является классификация, предложенная С.Д. Четвериковым, по которой минералы делятся на 10 классов. Класс I силикаты Класс VI сульфаты Класс II карбонаты Класс VII галоиды Класс III окислы Класс VIII фосфаты Класс IV гидроокислы Класс IX вольфраматы Класс V сульфиды Класс X самородные элементы Силикаты представляют составляют около 85% состава земной коры. Распознавание минералов проще всего осуществляется по их физиче-ским свойствам, главнейшими из которых являются цвет, твердость, спай-ность, блеск, характер излома и др. Цвет минералов обусловливается их химическим составом, однако он может изменяться в зависимости от наличия примесей. Спайность – способность минералов раскалываться при ударе по определенным направлениям с образованием гладких плоскостей раскола. Различают 4 вида спайности: – весьма совершенную, когда минерал расщепляется на очень тонкие листочки или пластинки; – совершенную – при расщеплении минерал даст обломки, ограниченные правильными плоскостями; – несовершенную, когда на осколках минерала только местами бывают заметны небольшие гладкие площадки; – отсутствие спайности – при ударе распадается без образования признаков плоскостей спайности . Блеск минерала обусловливается различным отражением света от его поверхности. Различают следующие виды блеска: стеклянный ; жирный ; металлический , шелковистый ! перламутровый , матовый . Излом минерала различают по спайности , раковистый ,землистый. в верхней части земной коры наибольшее распространение имеют следующие породообразующие минералы: полевой шпат, роговая обманка, авгит, слюда, оливин (перидот), хлорит, каолинит, бурый железняк или лимонит и др. Полевые шпаты – в эту группу входит целый ряд кристаллических минералов I класса (силикаты), родственных по химическому составу и близких по физическим свойствам. Полевые шпаты характеризуются большой твердостью (в шкале твердости Мооса стоят на 6-ом месте), совершенной спайностью и хорошо заметным стеклянным блеском.

13. Классификация магматических пород. В основу классификации магматических пород положен их генезис, химический и минеральный состав. По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные. Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли в течение большого периода времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях.

14. Осадочные горные породы. Породы, образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно. Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития Земли. Образование осадков, из которых возникают осадочные горные породы, происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий: - образование осадочного материала; - перенос осадочного материала; - седиментогенез – накопление осадка; - диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу; - катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы; - метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.

15. Классификация осадочных пород. Осадочные породы принято подразделять на три основные группы: 1) обломочные, 2) химического происхождения ,3) органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. 1) обломочные породы — продукты преимущественно физического выветривания материнских пород и минералов с последующим переносом материала и его отложением в других участках; 2) коллоидно-осадочные породы — результат преимущественно химического разложения с переходом вещества в коллоидальное состояние (коллоидные растворы); сюда же включаются и самые тонкие классы обломочных пород и остаточные породы кор выветривания; 3) хемогенные породы — осадки, выпадающие из водных, преимущественно истинных, растворов — вод морей, океанов, озер и других бассейнов химическим путем; 4) биохимические породы, включающие породы, образовавшиеся в ходе химических реакций при участии микроорганизмов, и породы, которые могут иметь двоякое происхождение: химическое и биогенное; 5) органогенные породы, образовавшиеся при участии живых организмов;. Так, обломочные породы разделяются по степени цементации на два параллельных ряда: рыхлые и уплотненные (сцементированные). Каждый из рядов делится на группы по размеру обломочных частиц. Грубообломочные породы подразделяются еще по форме обломков (окатанные и угловатые). Биохимические и органогенные породы также разделяются по составу; для систематики последних важно учитывать, за счет каких организмов (растений и животных) они образовались.

17.Осадочные породы обломочного происхождения. Обломочные горные породы, кластические горные породы — осадочные горные породы, состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов (кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое стекло и др.).

Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон, кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других. Облицовочные горные породы часто содержат органические остатки: целые раковины или их обломки — детрит моллюсков, кораллов, криноидей и другие, стволы и ветви деревьев и т.п.

18. Классификация пород обломочного происхождения. Грубообломочпые породы. Глыбы (неокатанные) – крупные обломки пород, размером более 200мм. Валуны (окатанные) – также крупные обломки, размером более 200мм. Менее крупные грубообломочные породы – щебень, дресва (неокатанные), галечник и гравий. Размер их обломков от 1см до 20см от 0.2 до 1см соответственно. Все они образуются при механическом разрушении горных пород, но окатанные разности образуются при переносе обломков водными потоками. Сцементированные разновидности этих пород – брекчии с остроугольными обломками и конгломерат с окатанными обломками. Состав обломков и цемента этих пород может быть различным. Среднеобломочные породы .Это пески и песчаники. Пески можно разделить по величине зерен на крупнозернистые (0,5-1 мм), среднезернистые ( 0,25-0,1 мм) и мелкозернистые ( 0,1-0,25мм). По минеральному составу пески подразделяют на мономинеральные и полимиктовые. Первые состоят из обломков одного минерала (кварцевые), вторые – из зерен нескольких минералов. По преобладанию, какого то определенного минерала различают пески: полевошпатовые, глауконитовые, (обломки магматических и метаморфических горных пород), слюдистые и др. Цемент песчаников по составу может быть кремнистым, глинистым, известковым, железистым, глауконитовым, битуминозным и др. Мелкообломочные породы (алевриты). Эти породы состоят из обломков размерами от 0,1 до 0,01мм. Это супеси, суглинки, лёсс. Супеси содержат до 25-30 % песчаных и 10-20 % глинистых частиц, суглинки содержат 20-25 % глинистых и 10-15 % песчаных частиц, лёсс состоит из частиц кварца и извести размером 0.05-0.01 мм с примесью глинистого материала. Тонкообломочные породы (пелиты ). Состоят из частиц диаметром менее 0,01мм. К этим породам относятся глины и аргиллиты. Глинистые породы образуются в результате осаждения вещества и коллоидных растворов.

19.Осадочные породы химического происхождения. Они образуются путем выпадения из растворов, в результате химических реакций. Реакции возникают при изменении концентрации растворов, температуры, с участием организмов, а также за счет других факторов. Формируются хемогенные породы на дне водоемов или являются отложениями подземных вод (сталактиты, сталагмиты и др.). Выпавшие из истинных растворов образования – имеют кристаллическую структуру, а из коллоидных – скрытокристаллическую.

20.Классификация пород химического происхождения. По составу хемогенные осадочные породы подразделяются на следующие группы: карбонатные, кремнистые, железистые и марганцевые, галоидные, сульфатные, алитные и фосфатные. К группе карбонатных относятся известняки, известковые туфы и доломиты. Известняки состоят из кальцита (СаСОз) и имеют кристаллическое или скрытокристаллические строение. Они бурно реагируют с соляной кислотой (НС1). Доломиты – это породы, состоящие из – доломита (Са, Mg[CO3]). Образуются они или в результате осаждения солей Са и Mg , Иногда доломиты образуются путем метасоматического замещения известняков под воздействием подземных магнезиальных растворов (доломитизация). С соляной кислотой они реагируют слабо. К группе кремнистых пород относятся кремнистые туфы (гейзериты), кремни, яшмы. Кремнистые туфы образуются при выпадении осадка из горячих вод вулканических источников. Они пористые, легкие, часто образуют натечные формы. Кремни – плотные "сливные" образования, иногда это кремнистые конкреции с плотным кремнистым ядром. Яшмы – плотные породы, сложенные скрытокристаллическим кварцем или халцедоном. Образуются в результате накопления кремнистого вещества вулканического происхождения. К группе железистых пород химического происхождения относится бурый железняк. Если содержание железа в буром железняке более 30-40 %, то это железная руда. Марганцевые осадочные породы представлены черными пиролюзитовыми и другими окисными соединениями марганца или родохрозитом (Мп[СО3]). Они имеют мягкое сажистое или оолитовое строение. Галлоидные породы химического происхождения – это каменная соль галит (NaCl) и сильвин ( КС1). За счет примесей они могут иметь разную (красную, синюю) окраску. Среди сульфатных пород наиболее широко распространены гипсы и ангидриты. Они образуются при выпадении сернокислых солей из водных растворов в бассейнах с повышенной минерализацией .

21.Породы органогенного происхождения. Такие породы образуются за счет накопления продуктов жизнедеятельности организмов (скелетных остатков морских или пресноводных беспозвоночных, растений).

22. Классификация пород органогенного происхождения. по составу выделяют карбонатные и кремнистые породы. Карбонатные органогенные породы представлены известняками и мелом. Известняки такого происхождения образованы известковыми раковинами и скелетами различных животных и растений, замещенных кальцитом (Ca[CО3J) Они осаждаются на дне озер и морей, По преобладанию тех или иных остатков организмов различают фузулиновые, фораминиферовые, нумулитовые, коралловые известняки, ракушняки и т.д. По строению они могут быть плотными или пористыми. Мел – это разновидность органогенного известняка, состоящая из мельчайших остатков известковых водорослей – какколитофорид. Это порода мелкозернистая, однородная, хорошо реагирующая с соляной кислотой. Кремнистые органогенные породы – это трепел и диатомит. Каустобиолиты (горючие органогенные породы). Такие породы богаты органическим веществом и представляют собой продукты преобразования остатков растительных и животных организмов, в. основном, их тканей. Каустобиолиты бывают твердыми (торф, бурый уголь, каменный уголь, горючие сланцы, асфальт), жидкими (нефть) и газообразными (горючие газы). Наиболее распространенными среди них являются угли, газы и нефть. Торф – это начальная стадия преобразования органического вещества и исходный материал для образования бурого угля; каменного угля и антрацита, Торф – это рыхлая, пористая порода бурого цвета, состоящая из углерода, водорода, кислорода и отмерших остатков растений. Бурый уголь (лигнит) содержит больше углерода, чем торф. Это плотная порода бурого или черного цвета. Он содержит примеси глин. Каменный уголь образуется из бурого угля под влиянием высокой температуры и давления. Он содержит еще больше углерода. Антрацит – это высококачественный уголь. Твердый, хрупкий. Горючие сланцы (битуминозные) обычно тонкослоистые, глинистые или мергелистые породы, содержащие до 6O%.битуминозных веществ.

23. Метаморфические горные породы. Метаморфические породы возникают в результате преобразования ранее существовавших осадочных, магматических, а также и самих метаморфических горных пород. Метаморфизм («метаморфоза» – (греч.) – преобразование, превращение) – процесс перекристаллизации исходных пород в глубинных зонах земной коры, куда они попадают в результате тектонических процессов, под влиянием температуры, давления и поступающих с магмой газов и водных растворов. При изучении метаморфических пород необходимо точно определить положение изучаемой породы в классификационной схеме, составить ее петрографическую характеристику и установить состав исходной породы, из которой изученная порода возникла.

24. Классификация метаморфических пород. Метаморфические породы по происхождению делятся на 2 класса: ортопороды, образовавшиеся за счет магматических (ортогнейсы, ортоамфиболиты), и парапороды, сформированные из осадочных (парагнейсы, параамфиболиты). Однако характерные признаки исходных пород при метаморфизме часто совершенно уничтожаются и заменяются новыми настолько, что не только трудно, но и невозможно определить, к какому классу данная порода должна быть отнесена. Особенно трудно определять происхождение пород, утративших первоначальный облик (амфиболитов, пироксен-плагиоклазовых сланцев, гранулитов, эклогитови др.).

25. Виды метаморфизма выделяют различные типы метаморфизма: Региональный метаморфизм. Причинами, вызывающими этот тип метаморфизма, можно считать тектонические движения, подъем магматических масс, термальных растворов и др. Главными факторами регионального метаморфизма являются температура, давление и концентрация постмагматических растворов. Динамометаморфизм возникает под действием давления и заключается в интенсивном дроблении горных пород и минералов. Такой метаморфизм приурочен к разломам. Контактовый метаморфизм проявляется на контактах магматических внедряющих масс и вмещающих пород, которые преобразуются под влиянием температуры, а также растворов, связанных с внедрением магматического расплава. Кроме того, различают разновидности метаморфизма: - термальный (воздействие магмы); - пневматолитовый (воздействие газовых и летучих компонентов магмы – бора, фтора, хлора и др.); - гидротермальный (воздействие горючих минерализованных растворов); - автометаморфизм (явление самоизменения магматических пород под воздействием своих же компонентов

26.Тектонические процессы в земной коре. Тектоническими нарушениями называются перемещения вещества земной коры под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. Эти движения вызывают тектонические нарушения, т. е. изменения первичного залегания горных пород. Особенно отчетливо эти изменения наблюдаются на примере осадочных пород, которые первично отлагаются в виде горизонтально залегающих пластов, а вследствие тектонических нарушений оказываются смятыми в складки или разорванными на отдельные чешуи и блоки. Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями. В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли. Тектонические движения можно разделить на два типа: радиальные – колебательные, и тангенциальные. В первом типе движении напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает другой. В результате этих типов движений создаются три вида тектонических деформаций :1) деформации крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные.