3. Искусственные минералы

Дается определение минерала, формулируются основные отличия искусственных минералов от природных, приводятся примеры минералов — искусственных аналогов природных, и полностью искусственных минералов — технического сырья и высокопрочных кристаллов. Рассматриваются цели, термодинамические условия и методы синтеза искусственных минералов. В числе основных целей — изучение процессов минералообразования и получение минерального сырья с заданными характеристиками для решения конкретных практических задач. Анализируется получение минералов в условиях нормальных и повышенных давлений и температур. Проводится общая характеристика методов синтеза искусственных минералов, таких как кристаллизация из расплава и водных растворов, проведение реакций с участием летучих компонентов и реакций в твердых средах. Приводятся примеры минералов, которые получаются в лабораторных и промышленных условиях для применения в ювелирной промышленности, строительстве, в высокоточных технологических процессах, космонавтике и т. д. Дается общий вывод о научной и практической значимости синтеза искусственных минералов.

Литература:

1. Козлова О.Г. Рост и морфология кристаллов / Козлова Ольга Герасимовна; Под ред. Н.В.Белова. - 3-е изд.,перераб.и доп. - М.: Издательство Московского университета, 1980. - 368с.

2. Лебединский В.И. В удивительном мире камня / Лебединский Владимир Иванович. - 3-е изд.,перераб.и доп. - М.: Недра, 1985. - 224с.

3. Финкельштейн Д.Н. Природные и искусственные минералы: Пособие для учащихся / Финкельштейн Давид Наумович. - М.: Просвещение, 1966. - 129с.

3. Круговорот минерального вещества в природе

В рамках темы рассматриваются последовательные изменения минерального вещества в результате эндогенных и экзогенных геологических процессов. Требуется обозначить все звенья качественных преобразований и рассмотреть по отдельности каждое из звеньев круговорота. На начальном этапе происходит формирование положительных форм рельефа за счет изостатических, тектонических и магматических процессов, выветривание материнских пород — их гипергенное изменение с уменьшением размера частиц и образованием мельчайших кристаллов глинистых минералов. Далее происходит перенос посредством текучих вод, ветра, ледников в направлении основных бассейнов осадконакопления: океанов, окраинных и внутренних морей. Вслед за накоплением осадков следует процесс диагенеза — преобразования рыхлого осадка в прочную горную породу. Этот процесс протекает с уплотнением и удалением воды под весом вышележащих осадков, перераспределением компонентов с образованием цемента и конкреций различных минералов, таких как сидерит, халцедон, пирит, кальцит и др. С увеличением глубины постепенно происходят метаморфические изменения горных пород. С ростом температуры и давления идет постепенная перекристаллизация, увеличение размера кристаллов, перераспределение минералов с появлением ориентированных текстур, изменение минерального состава пород с уменьшением разнообразия минералов, появлением высокотемпературных и высокобарических разностей. Далее горные породы могут испытывать частичное плавление — мигматизацию, а также метасоматоз — преобразования с привносом и выносом подвижных компонентов. Глубинное минеральное вещество способно вновь появиться на поверхности в виде продуктов вулканических извержений или вблизи поверхности — в виде гигантских постепенно остывающих магматических капель — интрузий. Глубинное вещество, которое находится в твердом состоянии, способно перемещаться по направлению к поверхности Земли в результате компенсационных изостатических или тектонических процессов. В обобщенном виде круговорот минерального вещества включает следующие основные звенья: восходящие тектонические движения и магматизм, выветривание (гипергенез), перенос рыхлого материала текучими водами, ветром и ледниками, осадконакопление, диагенез, метаморфизм, мигматизация и метасоматоз, и вновь — восходящие тектонические движения и магматизм.

Литература:

1. Гаррелс Р. Эволюция осадочных пород / Гаррелс Р., Маккензи Ф.; Под ред. А.Б.Ронова; Пер.с англ. В.Б.Александрова. - М.: Мир, 1974. - 370с.

2. Ананьев В.П. Основы геологии, минералогии и петрографии: Учебное пособие для вузов / Ананьев Всеволод Петрович, Потапов Александр Дмитриевич. - М.: Высшая школа, 1999. - 304с.