Передмова

Курс геології і гідрогеології – фундаментальна геологічна дисципліна при підготовці фахівців-гідротехніків. Цей методичний посібник містить лабораторну частину курсу «Геологія і гідрогеологія» з вивчення речовинного складу земної кори. Він призначені для самостійної роботи студентів і для занять під керівництвом викладача.

Засвоєння матеріалу про природні хімічні сполуки – мінерали та їхні асоціації – гірські породи, що складають земну кору, є першоосновою і необхідною умовою для отримання студентами повноцінних знань практично по всіх дисциплінах геологічної науки.

У природі відомо понад 2500 мінералів і більш 100 різновидів гірських порід. Навчальною програмою передбачене вивчення 24 найважливіших породоутворюючих і рудних мінералів, 30 головних і найбільш розповсюджених різновидів гірських порід, зразки яких містяться у навчальній колекції на кафедрі експлуатації гідромеліоративних споруд і технології будівництва ДДАУ.

Методичний посібник складається з двох розділів: Мінерали і Гірські породи. У кожному із них приведені сучасні схеми класифікації мінералів і гірських порід і коротко викладені їх фізико-хімічні діагностичні властивості. У Додатку 1 описані мінерали, передбачені для обов’язкового вивчення. Додатки 2 і 3 містять приклади табличної форми опису і визначення мінералів і гірських порід. Вони призначені для роботи студентів у процесі виконання лабораторних занять. Знання речовинного складу земної кори оцінюються за результатами виконання контрольних робіт з визначення мінералів і гірських порід.

1. Мінерали

Мінерал (від лат. „мінера” - руда) – це природна хімічна сполука (або самородний елемент), однорідна за будовою і складом, що утворилася в результаті фізико-хімічних процесів в земній корі або на її поверхні. Мінерали можуть знаходитися у твердому (кварц, слюда, польовий шпат та ін.), рідкому (вода, самородна ртуть) і газоподібному (горючі гази, сірководень) стані. Більшість мінералів є твердими.

1.1 Загальні відомості

На сьогоднішній день відомо близько 2500 мінералів і їхніх різновидів. Найбільш розповсюдженими серед них є породоутворюючі, їх близько 50. Менш поширеними, але доволі відомими є так звані рудні (або рудоутворюючі) мінерали, які утворюють родовища таких корисних копалин як залізо, свинець, цинк, нікель та інших металів. Мінерали, які в гірських породах зустрічаються у незначних кількостях називаються акцесорними (від лат. „акцесоріус” - додатковий).

Мінерали у твердому стані бувають двох видів – кристалічні та аморфні. Мінерали з кристалічною будовою, тобто такі, що здатні утворювати кристали, переважають, їх близько 98 % від загальної кількості. Вони характеризуються упорядкованим просторовим розташуванням атомів, іонів, молекул у мінералі – кристалічною граткою. Завдяки тому, що мінерали відрізняються за будовою кристалічної гратки, кожен із них має, як правило, властиву лише йому кристалічну форму (мал. 1). Наприклад, галіт утворює кубічні кристали, слюда – лускоподібні.

Мал. 1. Різна форма кристалів:

а) галіт; б) кварц; в) магнетит; г) гранат.

Кристалічні речовини є анізотропними – зі зміною напрямку змінюються їх властивості, та здатними до відтворення кристалів – при рості в насиченому розчині безформні мінерали набувають правильної огранки.

Аморфні мінерали (від грец. „аморфос” - безформенний), на відміну від кристалічних, характеризуються хаотичним розташуванням елементарних часток (атомів, іонів, молекул). Такі мінерали є ізотропними, тобто їх властивості в різних напрямках однакові. Вони приймають будь-які форми, мають характерний матовий, восковий або слабкий жирнуватий блиск. В якості еталону аморфної будови розглядається скло.

За умовами походження всі мінерали поділяють на 2 групи:

1 - мінерали ендогенного (глибинного) походження, серед яких розрізняють мінерали магматичного та метаморфічного походження  кварц, польові шпати, алмаз, золото, пірит, сфалерит, біотит та ін.;

2 - мінерали екзогенного (поверхневого) походження, тобто мінерали, утворення яких пов'язане з осадовим процесом і процесом вивітрювання  гіпс, лімоніт, каолініт, кам'яна сіль та ін.