Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Минералогия /

Генезис минералов

←предыдущая следующая→
1 2 3 



Скачать реферат


наиболее общая закономерность, связанная со строением и свойствами кристаллического вещества. Она является одним из обобщающих фундаментальных понятий физики и естествознания в целом. Е. С. Федоров (1901 г.) дал определение симметрии. «Симметрия есть свойство геометрических фигур повторять свои части, или, выражаясь точнее, свойство их в различных положениях приходить в совмещение с первоначальным положением». Таким образом, симметричным является такой объект, который может быть совмещен сам с собой определенными преобразованиями: поворотами или (и) отражениями ( см рисунок ).

Такие преобразования называются симметрическими операциями.

3. Кристаллогенезис.

В природе кристаллы образуются при различных геологических процессах из растворов, расплавов, паров, газов или твердой фазы.

Из водных растворов значительная часть минеральных видов обязана своим происхождением кристаллизации:

1. выпадение кристаллов солей в замкнутых водоемах при нормальной температуре и атмосферном давлении;

2. рост кристаллов на стенках трещин и полостей при гидротермальных процессах на больших глубинах в условиях давлений и температур;

3. образование отдельных кристаллов вторичных минералов в зонах окисления рудных месторождений.

Кристаллы многих минералов образуются из многокомпонентной огненно – жидкой магмы. При этом, если магматический очаг располагается на большой глубине и остывание магмы идет медленно, то она успевает хорошо раскристаллизоваться и кристаллы вырастают достаточно крупными и хорошо ограненными. Если остывание происходит быстро ( например, при вулканических извержениях, излияниях лавы на поверхность Земли), наблюдается практически мгновенная кристаллизация с образованием мельчайших кристалликов минералов и даже стеклоподобного вещества.

Кристаллы одних и тех же минералов могут образовываться в природе как из водных растворов, так и из магматического расплава. Например: оливин, кварц, слюды и другие. Из газов и паров образуется незначительное количество минералов. Они имеют, главным образом, минералы вулканического происхождения. Например: сера самородная, нашатырь и др. Всем известны снежинки – результат кристаллизации из водных паров.

Кристаллы могут образовываться при перекристаллизации твердых веществ. Путем длительного нагревания (отжига) из мелкокристаллических агрегатов можно получить крупнокристаллические и даже монокристаллы. Например: перекристаллизация известняков – образуется крупнокристаллический агрегат мрамор (под действием высоких температур и давления).

4. Причины и условия образования минералов.

Материальные частицы (атомы, молекулы, ионы), слагающие газообразные и жидкие (расплавленные) вещества находятся в непрерывном движении. Время от времени они сталкиваются, образуя зародыши – микроскопические фрагменты будущей структуры. Большей частью эти зародыши распадаются. Однако, если они достигают критической величины, т. е. содержат такое количество частиц, при котором присоединение следующей частицы сделало бы разрастание зародыша энергетически более выгодным, чем его распад, то происходит посткристаллизация. Такая возможность для большинства веществ появляется либо с понижением температуры, в результате чего уменьшаются тепловые колебания, либо с повышением концентрации вещества в растворе или газе, что приводит к увеличению вероятности встречи частиц друг с другом, т. е. к возникновению зародышей. При этом кристаллизация происходит не во всем объеме, а лишь там, где возникнут зародыши.

Появлению зародышей способствует присутствие посторонних обломков кристаллов или пылинок, на поверхности которых собираются частицы, облегчая этим начало кристаллизации.

Причина кристаллизации газообразного и жидкого вещества заключается в том, что энергетически более выгодно такое состояние, при котором силы, действующие на частицы, окажутся уравновешенными, а это достигается лишь в случае упорядоченного расположения материальных частиц. И, казалось бы, растущий кристалл, стремясь к равновесному состоянию, должен был бы приобретать определенную, единственную для каждого вещества. Физически возможную идеальную равновесную форму, обусловленную лишь составом и структурой. На самом же деле кристаллы одного и того же минерала или соединения встречаются в самых разнообразных формах. Это объясняется тем, что на форму кристалла накладывают отпечаток различные изменяющиеся условия кристаллизации: температура, давление, химизм и динамика кристаллообразующей среды и т. д.

Осадочный пирит (конкреция с ожелезне-

нием вокруг) в мергеле (Крым, овраг Такма

около Бахчисарая).

Красный сильвин и серо-голубоватый

карналлит.

Зелёные пятна - следы воздействия

кислотных дождей около г. Карабаш

на магматические породы. Чёрное -

местный "пустынный загар".

5. Минералы, образующиеся за счёт внешней энергии Земли

Осадочное происхождение минералов.

Минералы такого генезиса (например, галит, сильвин, карналлит; в основном это галогениды) образуются обычно при испарении морской воды в отрезанных от мирового океана басссейнах: лагунах и мелких морях (сейчас это Мёртвое море). Большое количество современных разрабатываемых месторождений соли образовались в пермское время.

Гипергенное происхождение минералов.

Этот генезис связан с тем, что на поверхности земли минералы подвергаются воздействию различных химических агентов. В первую очередь это кислород и вода - так из гематита Fe2O3 образуется лимонит FeOOH и многие другие оксиды и гидроксиды, ПШ переходит в глинистые минералы; ржавчина на гвоздях - тот же лимонит. Другие активные агенты - кислоты: серная (H2SO4, пирит FeS2 под действием воды переходит в серную кислоту), угольная (H2CO3, выделяется в результате круговорота углерода в природе), гумидные (выделяются бактериями в почве). Так появляются карбонаты сидерит, родохрозит, церуссит и сульфаты алунит, ярозит, мелантерит.

Коры выветривания образуются вследствие длительного воздействия экзогенных факторов (процессов выветривания) на горную породу, их толщина колеблется от первых миллиметров до нескольких сантиметров. При выветривании происходит накопление минералов с большим удельным весов, поэтому с древними корами выветривания связаны месторождения Fe, Co, Ni, Mn, например, КМА. В пустынях (тропический пояс) распространены латеритные (лат. «later» - кирпич) - твёрдые корки, состоящие из оксидов и гидроксидов железа и алюминия и глинистых минералов. Чаще всего коры выветривания рыжего цвета из-за большой распростронённости именно железа.

Железная шляпа - слой гидроксидов и оксидов железа, марганца, меди, гипса над месторождением руд; под ней может быть «сыпучка» - горизонт, из которого полностью удалены растворимые и выщелачиваемые компоненты. Формируется железная шляпа в гумидном климате, под действием кислых растворов: при этом происходит обогащение руд.

Россыпи - скопления обломочного материала, содержащего тяжёлые минералы и металлы, образующиеся вследствие длительного промывания текущей водой песка с тяжёлыми частицами. Более лёгкий песок выносится водой, а остаются золото, касситерит, платина, минералы иридия, алмазы, вольфрамита, монацита, танталита, колумбита, циркона. Россыпи, с одной стороны, привязаны к коренным месторождениям (тяжёлые части не унесутся далеко), а с другой - к речным отмелям. Тем не менее, частицы золота, похожие по форме на чешуйки - золотинки - с маленькой толщиной и большой площадью поверхности, могут быть перенесены на большие расстояния. Эти скопления достаточно просты в разработке и извлечении минералов.

Здесь большую роль играет закон Эри - масса обломков, перемещаемых потоком, пропорциональна скорости течения в шестой степени, а их диаметр соответственно пропорционален квадрату скорости.

Биогенное происхождение минералов. Эти минералы достаточно редки, но немаловажны. В первую очередь, это известняк - горная порода, состоящая из кальцита, арагонита, стронцианита. Минералы образуются различными микроорганизмами - фораминиферами, планктоном, некоторыми водорослями, кишечнополостными (кораллами, мшанками). Известняк образуется только на глубинах до 200-300 м.

Некоторые из живущих около чёрных курильщиков бактерий-экстремофилов могут восстанавливать из ионов Fe и Au. Янтарь (окаменевшая смола), графит, селитры - также биогенного происхождения.

Техногенное происхождение минералов. Это - совершенно особая группа минералов, появившаяся только в настоящее время. Причины образования этих минералов - взаимодействие агрессивных веществ окружающей среды с минералами, в результате чего зачастую могут образоваться невозможные в природных условиях минералы.

6. Минералы, образующиеся за счёт внутренней энергии Земли

Фумаролы - выходы вулканических газов (аммиак, углеводороды, кислород, азот, оксиды углерода и серы, водород) на поверхность. Фумаролы подразделяются на сухие высокотемпературные, кислые, щелочно-нашатырные, сернистые, или сероводородные (сольфатары), углекислые (мофеты) (по «Основам геологии» Н.В. Короновского, А.Ф.Якушовой). Так образуются сера, гематит, сульфаты, хлориды, битуминозные вещества (так называемые минералы возгона).

Гейзеры - мощные периодичные выбросы фонтанирующей воды; необходимое тепло поступает от магматического тела. Происходит выделение кремнезёма - горной породы гейзерита.

Жеода кальцита в девонских кораллах (КМА,

Михайловский рудник).

Гидротермальное

←предыдущая следующая→
1 2 3 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»