10 Минералы и их образование. Формы нахождения минералов в природе

Минерал - это результат природных физико-химических процессов в земной коре (литосфере). Все виды процессов образования минералов, можно разделить на три основные группы.

1. Эндогенные процессы (гипогенные, глубинные), связанны с внутренними источниками энергии литосферы. Связаны с магматической деятельностью, и поэтому протекают в недрах Земли. Внедрившаяся в земную кору магма застывает, образуя горные породы, а выделяемые ей водные и газовые растворы переносят химические вещества, которые откладываются в трещинах, пустотах породы и образуют минералы.

2. Экзогенные процессы образования (гипергенные, т.е. поверхностные), связанны с внешними источниками энергии. Эти процессы протекают на поверхности литосферы, в гидросфере, иногда в атмосфере. Они связаны с выветриванием (разрушением) горных пород и минералов, вследствие которых, образуются другие породы и минералы, более устойчивые к этой среде. К экзогенному типу, следует отнести и процессы образования минералов, в результате жизнедеятельности биосферы Земли. Такие процессы, называются - биогенными.

3. Метаморфические процессы образования минералов, при течении которых ранее образованные эндогенным или экзогенным способом минералы, изменяют свои физико-химические свойства, образуя совершенно новые минеральные виды.

Теперь, остановимся на каждой группе подробнее.

Эндогенные процессы.

Все эндогенные процессы, делятся на собственно магматические, пегматитовые, гидротермальные, пневматолитовые процессы.

-Магматические процессы, к ним относят процессы, при которых минералы образуются во время застывания, кристаллизации магмы, поднявшейся из мантии в Земную кору. Вследствие этих процессов образовались и образуются минералы, составляющие изверженные горные породы.

Магматические, изверженные горные породы, по глубине залегания (образования) в Земной коре, разделяются на две группы:

1. Интрузивные горные породы, образовались при застывании магмы в глубине коры.

2. Эффузивные горные породы, образовались при застывании (кристаллизации магмы) на поверхности (излившиеся породы) или в непосредственной близости от нее.

-Пегматитовый процесс. Пегматиты родственны интрузивным породам, отличаются от них только тем, что образуются, в основном, в форме жил и имеют крупнозернистое и гигантозернистое строение. Более того, они, как правило, пространственно связаны с интрузиями и могут залегать, как непосредственно в самих интрузиях, в форме жил, линз, так и поблизости (1-2 км.) от них.

-Гидротермальный процесс. Гидротермы – горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате сжижения газов. Подобные растворы переносят из магмы и могут ассимилировать вещества из боковых пород.

-Пневматолитовый процесс (пневматолиз) – процесс образования минералов из газовой фазы. На некоторых этапах застывания магмы, выделяются газы, которые по мере движения вверх по трещинам, охлаждаются, реагируют с вмещающими породами, в результате чего образуются минералы. Минералы образованные в результате пневматолиза, называются – пневматолиты и разделяются на две группы.

Экзогенные процессы.

В результате экзогенных процессов образуются осадочные горные породы и соответствующие минеральные месторождения. Экзогенные процессы имеют формы проявления, такие как: процессы химического и физического разрушения минералов (выветривания), перенос продуктов выветривания и осадкообразование, диагенетические процессы (литификация), инфильтрация.

Физическое выветривание. В результате физического выветривания происходит механическое разрушение пород и минералов. Это происходит под влиянием колебаний температуры воздуха, замерзания и оттаивания воды в трещинах, вымывания частичек водой и т.п.

Химическое выветривание. Заключается в частичном или полном разложении минералов под влиянием кислорода, углекислоты, атмосферных и грунтовых вод, которые содержат в растворенном состоянии угольную, иногда серную и органические кислоты, выделяемую в процессе жизнедеятельности бактерий и при разложении растительных остатков.

Метаморфические процессы, метаморфизм.

Благодаря движению земной коры осадочные породы могут попасть в более глубокие зоны литосферы, где совершенно иные давления и температуры, в результате которых подвергаются изменениям - метаморфизму. Или наоборот магма, вследствие вулканических процессов внедряется в вышележащие осадочные покровы.

Гидротермальный метаморфизм (околожильный). Проявляются в виде воздействия на вмещающие породы, вдоль трещин газовыми и водными растворами.

Контактовый метаморфизм. Проявляется на контакте двух пород, как правило, изверженной и осадочной. Высокотемпературные магматические расплавы, обогащенные газами, под большим давлением внедряясь в вышележащие слои, воздействуют на вмещающие породы. Контактовый метаморфизм может происходить, как с приносом новых веществ, так и без такового.

Региональный метаморфизм. Процессы протекают на больших глубинах и распространяются на большие площади. Породообразующие процессы, формируют кристаллические сланцы и гнейсы.

ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ

Минералы - это природные химические соединения преимущественно кристаллической структуры, образовавшиеся на Земле как результат геологических и геохимических процессов. На сегодняшний день науке известно около 3800 минеральных видов и разновидностей, 98% которых имеют кристаллическое строение. Изучением минералов занимается наука минералогия.

 Минералы в природе встречаются как в виде отдельных кристаллов, так и в виде сростков и агрегатов. При диагностике минералов их внешний облик является одним из характерных признаков. Важная характеристика отдельных кристаллов - габитус - облик кристалла, формируемый гранями преобладающей простой формы. Кристаллы одного и того же вещества могут отличаться по габитусу в зависимости от условий кристаллизации. Сростки кристаллов могут быть представлены как закономерными, так и незакономерными агрегатами. К первым относятся двойники, а также параллельные и эпитаксические сростки; ко вторым: а) друзы, или щетки- группы кристаллов, имеющих общее основание; б) сферолиты - кристаллические стяжения с радиально-волокнистым строением; в) натечные формы (гроздевидные или почковидные); г) зернистые агрегаты, сложенные кристаллами неправильной формы или зернами; д) землистые агрегаты - рыхлые, иногда порошковидные скопления.

Диагностику минералов осуществляют по ряду свойств, наиболее важными из которых являются: цвет, цвет черты, блеск, прозрачность, спайность, излом, твердость, плотность, хрупкость, вязкость, ковкость, магнитность, вкус, запах.

Формы нахождения минералов в природе разнообразны и зависят главным образом от условий образования. Это либо отдельные кристаллы или их закономерные сростки (двойники), либо четко обособленные минеральные скопления, либо, чаще, скопления минеральных зерен.

Отдельные изолированные кристаллы и кристаллические двойники, т.е. закономерные сростки кристаллов, возникают в благоприятных для роста условиях. Форма кристаллов разнообразна и отражает как состав и внутреннюю структуру минерала, так и условия образования.

Среди обособленных минеральных скоплений наиболее часто встречаются друзы, представляющие скопления кристаллов, прикрепленных одним концом к общему основанию. Часто друзы образуются на стенках пустот в горных породах. Мелкие кристаллы, плотно сидящие на каком-либо основании, образуют щетку.

Секреции - результат постепенного заполнения пустот в горных породах минеральным веществом, отлагающимся на их стенках. Накопление вещества в этом случае идет от периферии к центру, в связи с чем секреции имеют обычно концентрическое строение, отражающее стадийность образования. Мелкие секреции называются миндалинами, крупные (более 10 мм) - жеодами.

Конкреции - более или менее округлые образования, возникшие путем осаждения минерального вещества вокруг какого-нибудь центра кристаллизации. Мелкие округлые образования обычно концентрического строения (размером от просяного зернышка до горошины) называются оолитами. Они бывают сцементированы плотной массой или находятся в рыхлом состоянии. Оолиты образуются при осаждении минералов из растворов, когда песчинки, скелетные остатки мельч айших животных и т.л. постепенно обволакиваются выделяющимся минералом. Оолитовые известняки и доломиты образуются в прибрежной зоне морей. Чаще встречаются известняковые и доломитовые оолиты, реже - гипсовые, ангидритовые, лимонитовые, халцедоновые.

Натечные образования, осложняющие поверхности пустот, возникают при кристаллизации минерального вещества из просачивающихся подземных вод. Натеки, свисающие со сводов пустот, называются сталактитами, растущие вверх со дна пещер - сталагмитами. На поверхности трещин могут развиваться плоские минеральные пленки, имеющие разное строение.

Наиболее широко развиты минеральные агрегаты кристаллического, аморфного или скрытокристаллического строения, слагающие толщи пород. Они образуются при более или менее одновременном выпадении из растворов или расплавов множества минеральных частиц. В кристаллических агрегатах минералы находятся в кристаллическом состоянии, но зерна их имеют неправильную форму. Величина зерен зависит от условий кристаллизации и изменяется от крупных до землистых.

По форме зерен минеральные агрегаты делятся на: а) зернистые (кварц, кальцит, галенит), имеющие изометричную форму зерен; б) волокнистые (асбест), столбчатые (селенит), шестоватые (роговая обманка), имеющие вытянутую форму; в) чешуйчатые (графит, тальк), пластинчатые (гипс, слюда), имеющие плоскую форму.

По величине зерен различаются минеральные агрегаты: а) крупнозернистые - размеры зерен более 5 мм, б) среднезернистые - размеры зерен 2 - 5 мм, в) мелкозернистые - размеры зерен 0,5 - 2 мм и г) скрытокристаллические, образующие плотные либо землисто-рыхлые массы.

Встречаются минеральные образования, состав которых не соответствует форме, которую они слагают, - это так называемые псевдоморфозы (греч. псевдо - ложный). Они возникают при химических изменениях ранее существующих минералов или заполнении пустот, образовавшихся при выщелачивании каких-либо минеральных или органических включений.