Химический состав.

Американский геофизик Кларк первым установил процентный состав различных элементов, составляющих земную кору. В честь его введён термин «к л а р к» - средний процентный состав химических элементов. Так считают состав коры следующим: кислород-47%, кремний-29,5%, алюминий-8,05%, железо-4,65%, кальций-2,96%, натрий-2,5%,калий-2,5%, магний-1,87%, титан-0,45%, другие-0,5%.Недра земли изучены слабо, поэтому их химсостав определяется косвенным путем. Так, рост плотности с глубиной указывает на наличие боле тяжелых, чем в литосфере элементов - железа, никеля, кобальта. Ближе к центру становится больше железа, магния, никеля, хрома, серы, кальция и уменьшается кислорода, кремния, алюминия, натрия, калия. В основном, все эти элементы встречаются в соединениях и редко отдельно. Химсостав Земли всё время уточняется.

Контрольні запитання:

Форма і розміри Землі та їх хімія.

1. Склад біосфери.

2. Склад геосфери Землі та процеси, що там відбуваються (окрім біосфери ).

3. Процеси эндогенні, зкзогенні, седиментаційні; денудація.

4. Теплота, магнітність та гравітація Землі.

ТЕМА 2. Поняття про мінерали та їх походження і будову. Форми знаходження. Классифікація. Фізичні та діагностичні властивості.( 1.ст 17..26; 5.ст 33..60.)

МІНЕРАЛИ - це природні хімічні сполуки або елементи, що виникають в результаті геохімічних процесів в надрах або на поверхні Землі, та однакові за хімскладом і фізичними властивостями, але бувають і штучні (алмаз ). В основному, вони є в твердому стані, але бувають і в стані рідини (вода, ртуть, нефта ) і газоподібні (кісень, метан ), їх біля 7000 видів. Мінерали, що входять до складу гірських порід, називаються породоутворюючими. Кожен мінерал може існувати в природі при певних фізичних умовах, головними з яких є тиск та температура. При зміні умов мінерал руйнується чи видозмінюється.

За умовами утворення мінерали поділяються на: ЕНДОГЕННІ, ЕКЗОГЕННІ та МЕТАМОРФІЧНІ.

ЕНДОГЕННІ - їх утворення пов’язане з магматичним процесом, вони щільні, тверді,стійкі до води, кислот та лугів – це силікати, більшість оксидів, сульфіди, самородні елементи, чи ті, що утворюються (нові).Так утворюються глинисті мінерали : каолініт, монтморилоніт, деякі оксиди та сульфіди, карбонати та і нші. Вони, також, можуть утворюватися в морях та океанах при випаданні хімічніх осадків на дно (галіт, сільвін ), за рахунок життєдіяльності організмів-опал.

ЕКЗОГЕННІ утворюються в основному внаслідок вивітрювання, коли видобуваються складні хімічні процеси, що видозмінюють ендогенні мінерали.До них відносять каолініт - механічне руйнування (вивітрювання),опал і вугілля - продукти зміни органічних залишків.

МЕТАМОРФІЧНІмінерали – утворюються в результаті дії на вже існуючі мінерали (екзогенні та ендогенні) високих температур та тиску, гарів и гарячих розчинів, вони змінюють свій стан, перекристалізуються та стають щільними та міцними (рогова обманка).З таких умов утворюються деякі мінерали класу силікатів.

Мінерали, що утворилися в результаті остигання та кристалізації магми або

випадання з розчинів наз.первинними (кварц, авгіт,польовий шпат); ті, що

виникли під дією екзогенних процесів з первинних, наз. вторинними(тальк,

кальцит, хлорит).

За СТРУКТУРОЮ (будовою) – мінерали можуть бути кристалічними або аморфними. У першому випадку атоми, іони або молекули розміщені закономірно у вузлах кристалічної решітки: у другому - їх розміщення невпорядковане. Аморфний стан не стійкий, і з часом переходить в кристалічний. Кристалічні мінерали однорідні за хімічним складом, будовою, властивостями.

Класифікація кристаліввідбуваєтся згідно їх симетрії. Розрізняють центр і вісь симетрії. Можливі 38 комбінацій симетрії, які називають класами симетрії, яки згруповуються в 7 груп (сингоній ) Рис 2.1.( Р у.ст.44. Р.2.). Тут вони наступні : 1-кубічна, 2-гексагональна, 3-тригональна, 4-тетрагональна, 5-ромбічна, 6-моноклінна, 7- триклинна

Вають

Рис. 2.1.а

Рис. 2.1.

Форма кристалів мінералів - одна з ознак, необхідних для швидкого їх визначення; наприклад, по формі можна визначити кристали кам’яної солі, піриту, флюориту, галеніту ( куби ).

ФОРМИ ЗНАХОДЖЕННЯ. Природні скупчення мінералів у вигляді кристалів або зерен (скупчення однакових кристалів), називають а г р е г а т а м и. З е р н и с т і м і н е р а л і бувають: крупно-, середньо-, і дрібнозернисті.Перші дві групи нагадують розрихлений ґрунт і вони розтираються пальцями і іх іноді називають

з е м л і с т и м и ( каолін, охра ); дрібнозернисті утворюють щ і л ь н і, у яких не розрізняють окремі зерна (халцедон ). Вони також бувають с т о в б ч а т а с т и м и (волокнистій гіпс, рогова обманка ); л и с т у в а т и м и (пластинчасті) . яки легко розщепляються на лусочки (слюда ) ,

ФОРМИ ЗАЛЯГАННЯ Бувають у виді друзів, сферолітів, дендритів, конкреції, секрецій, оолітів, натічних форм.

Д р у з и - кристали що прикріплені до спільної основи, їх зрощення ( друзи гірського кришталю, кварц , галеніт ); с ф е р о л і т и – сферичні або еліпсоїдні, розходяться тонкими волокнами від центру (аолітові або пізолітові агрегати ):

д е н д р и т и - гілкоподібні агрегати (самородна мідь, срібло ); к о н к р е ц і ї - стягнення хемо- або біохемогенних компонентів. Їх ріст відбувається від центру до периферії (жовна );

с е к р е ц і і – кристалічні або колоїдні речовини, які частково заповнюють пустоти в породах; розрізняють як мигдалини (невеликі ) та жеоди (крупні) ; О о л і т и - кулькоподібні утворення з вуглекислого вапняка,окисів заліза та марганцю; н а т і ч н і форми - сталактити і сталагміти, які утворюються з розчинів колоїдних суспензій. Деякі зазначені форми знаходження наведені на абоРис. 2.2.(Ру.ст.56-59.)

ХІМІЧНИЙ СКЛАД. Як правило, кожному мінералу відповідає однаковий або близкий хімсклад, він та кристалічна структура покладені за основу классіфікаціі мінералів.

ФІЗИЧНІ ВЛАСТІ ВОСТІ та зовнішні ознаки: твердість, спайність, злам, густина, колір, риска, прозорість, блиск, реакція з НС1 та інші.

Т в е р д і с т ь - характеризує опір шкрябанню, різанню, стиранню. Оцінюється за 10 бальною шкалою Мооса. Еталон: алмаз-10, тальк-1.Виначається дряпанням кожного попереднього. Існують також методи Брінелля та Роквелла.

С п а й н і с т ь - здатність розколюватися при ударі на рівні і гладенькі поверхні. Вона відсутня, або буває в двох, в одному і трьох напрямках.

З л а м - повехні уламків (їх характеристики), що не мають спайності. Бувають: р і в н і (доломіт ); р а к о в і с т і (обсидіан); г о с т р і (кварци);

г о л ч а с т і, чи с к а л к у в а т і ( авгіт) ; в о л о к н и с т і і інші.

Щ і л ь н і с т ь (густина) змінюється від 0,6 до 21 г/см .Бувають легкі (0,6-21 г/см ) - вугілля, к. сіль; середні (2,5-4) - всі породоутворюючі; важкі (більше 4 ) - пірит, рудні матеріали.

К о л і р - він залежить від хімічного складу, структури, домішок. Він може бути постійним, наприклад: азурит - синій, малахіт - зелений, сірка - жовта, кіновар - червоний. Більшість мають різні кольори, що залежить від наявності різних домішок, наприклад флюорит буває рожевим, зеленим, синім, фіолетовим та чорним. На колір впливають умови освітлення, Т, вид випромінювання (ультрафіолетове, радіоактивне).

Р и с к а - колір риски (сліду) на білій поверхні неглазурованого фарфору.

Б л и с к - відбивання світла від поверхні мінерала, буває скляним ( гірський кришталь, кальцит), металевий (золото, пірит), металовидний ( графіт, ільменіт), перламутровий ( слюда,кальцит), жирний (тальк), шовковистий (азбест), алмазний (алмаз, сфалерит).

П р о з о р і с т ь - здатність пропускати світло. Бувають прозорими (галіт, кварц), напівпрозорими та непрозорими.