Вещественный состав земной коры. 1. Минералы их происхождение.
Вопросы лекции:
1. Минералы их происхождение.
2. Формы природных соединений.
3. Физические свойства минералов.
4. Классификация минералов.
Вещество Земли состоит из химических элементов. В пределах литосферы эти элементы образуют минералы, а минералы слагают горные породы. По данным современной геохимии в земной коре присутствуют 93 химических элемента. Эти элементы в земной коре распределены неравномерно. Американским ученым Ф.В.Кларком, а затем В.И. Вернадским, А.Е. Ферсманом, А.П. Виноградовым были рассчитаны средние массовые доли химических элементов в земной коре. Они получили название Кларков, по имени первого их исследователя.
Таблица 1.
Наиболее распространённые химические элементы в земной коре
 |
Самые распространённые элементы образуют соединения друг с другом: кислород - кремний, кислород – металлы, т.е. окислы, они же в соединении с водородом образуют гидроокислы, затем по цепочке кислород – металлы – кремний образуются силикаты, а они же с алюминием – алюмосиликаты. Силикаты и алюмосиликаты – это главные породообразующие минералы.
Минералы –это природные химические соединения, возникшие в результате определённых физико - химических процессов, протекающих в земной коре и на её поверхности. На Земле известно более двух с половиной тысяч минералов, от самых простых, химический состав которых определён только одним элементом, до очень сложных. Минералы изучает наука минералогия. Большинство минералов представляет собой кристаллические тела. Кристаллическое строение минералов выражено в их геометрически правильной многогранной форме – кристаллах.
Морфология кристаллов
Форма кристаллов минералов определяется их внутренней структурой и является поэтому важным диагностическим признаком.
У кристаллов выделяют следующие морфологические элементы:
1. Грани, ограничивающие его плоскости.
2. Рёбра – это линии, образуемые пересечение граней.
3. Вершины – это точки пересечения рёбер.
У многих минералов встречаются самые разнообразные кристаллы. Некоторые грани хорошо выражены в одних кристаллах, но плохо в других. Количество и форма граней, их размеры в разных кристаллах могут меняться в зависимости от условий образования. Но характерной особенностью роста кристалла является то, что при этом его грани перемещаются параллельно самим себе. Поэтому углы между соответствующими гранями в кристаллах одного состава остаются неизменными. Это явление, обнаруженное датским учёным Н. Стенсеном (1669 г.) и обобщённое для всех кристаллических веществ французским минералогом Р.де Лиллем (1772 г.). Этот закон получил название первого закона кристаллографии.
Происхождение минералов
По условиям происхождения минералы подразделяются на две крупные группы:
1. Эндогенные(внутренние) минералы, связанные с процессами, происходящими внутри земной коры. К ним относят те, которые возникают:
а) при кристаллизации магмы и лавы (магматические процессы) (гранит, кварц);
б) минералы, которые связаны с газами, выделившиеся из магмы в разные стадии её эволюции (пневматолитовые процессы) (топаз, турмалин);
в) минералы, которые возникли благодаря горячим растворам (гидротермальные процессы) (флюорит, тальк);
г) минералы, возникшие в глубинных условиях под действием высоких температур и давлений (метаморфические процессы) (так гранит превращается в гнейсы).
2. Экзогенные(внешние) минералы, образующие в верхней части земной коры и на её поверхности.
а) осадочного происхождения (гравий, песок);
б) органического происхождения (в результате жизнедеятельности организмов) (различные известняки, торф, угли).
Образование минерального вещества в земной коре следующим путём:
1. Кристаллизацией природных силикатных расплавов.
2. Отложением минерального вещества из истинных и коллоидных растворов.
3. Необходимы определённые Т и Р.