2 Вопрос.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая планету земля. Атмосфера по распределенной в ней температуре снизу вверх подразделяется на: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.

Тропосфера достигает высоты 8-18км, стратосфера до высоты 55км, имеет у верхней границы слой озона, до 60 км – мезосфера, до 80-1000км-термосфера и выше располагается экзосфера.

В тропосфере происходит образование облаков и сосредотачиваются тепловые движения воздуха.

Стратосфера – следующий слой над тропосферой. Присутствие озона в данном атмосферном слое обуславливает повышение температуры в нем до +50⁰С, но на высоте 8-90км температура падает до -60(-90⁰С).

Гидросфера – водная оболочка, в её состав входят все воды земли : свыше 96% объем гидросферы составляют моря и океаны, 2% - подземные воды, 2% - льды и снега, 0,02% - поверхностные воды суши.

Биосфера – это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействиями и занята продуктами их жизнедеятельности.

Литосфера – каменная оболочка Земли, состоит из земной коры и верхней части мантии до атмосферы (верхний слой мантии Земли). В неё входят породы в твердом кристаллическом состоянии и она обладает жесткостью и прочностью.

3 Вопрос.

Минералы – это природные тела, которые имеют определенный химический состав, физические свойства и образуются в результате геохимических процессов, протекающих в земной коре. Генезис – происхождение минералов. Минералы изучает наука - минералогия.

В наше время известно около 3т.минералов. В земной коре примерно 92% всей её массы составляют силикаты – 75% и оксиды-17%.

Различают три основных процесса минералообразования: эндогенный, экзогенный и метаморфический.

Эндогенный процесс- связан с внутренними силами Земли и проявляется в ее недрах. Минералы формируются из магмы – силикатного огненно-жидкого плава- (кварц, силикаты). Они обычно плотные, с большой твердостью, стойкие к воде, кислотам и щелочам.

Экзогенный процесс свойственен поверхности земной коры. Минералы формируются на суше и в море. В первом случае их создание связано с процессом выветривания, т.е. разрушительным воздействием воды, кислорода, колебаний температуры на эндогенные минералы. Таким образом образуются глинистые минералы (гидрослюда, каолинит и др.), различные железистые соединения (сульфиды, оксиды и др.). Во втором случае минералы формируются в процессе выпадения химических осадков из водных растворов (галит, сильвин идр.).

Экзогенные минералы имеют низкую твердость, активно взаимодействуют с водой или растворяются в ней.

Метаморфический процесс . Под воздействием высоких температур и давлений, а также магматических газов и воды на некоторой глубине в земной коре происходит преобразование минералов, ранее образованных в экзогенных процессах. Минералы изменяют свое первоначальное состояние перекристализовываются, приобретают плотность, прочность. Это минералы-силикаты (роговая обманка, актинолит и др.).

Твердые минералы подразделяются на кристаллические и аморфные.

Кристаллическим присуще упорядоченное внутреннее строение, в котором атомы расположены в строго определенном порядке, создавая пространственную решетку. Поэтому внешне имеют вид правильных многогранников (кристаллов) – кварц. Со строением и характером пространственной решетки связаны свойства кристаллических тел. Минералы обладают однородностью строения, состава и свойств, вплоть до размеров ячейки, они обладают одинаковым кристаллическим строением и химическим составом. Свойства минералов могут быть одинаковыми по всем направлениям (изотропные свойства) или разными по различным направлениям (анизотропные свойства).

Аморфные минералы не имеют кристаллической структуры, по своим свойствам изотропны и для них характерна неправильная внешняя форма.

Химический состав. Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава, но в этом случае они имеют различное внутреннее строение и различную внешнюю форму.

Химический состав кристаллических минералов выражается кристаллохимической формулой, которая одновременно показывает количественные соотношения элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке. Например: - AI₄ S_i4O₁₀ (OH)₈- каолинит. Химическая формула аморфных минералов отражает только количественное соотношение элементов.

В состав минералов экзогенного происхождения содержится вода. Молекулярная вода не участвует в строении пространственной решетки и ее удаление обезвоживает минерал. Например, после нагревания гипса CaSO4∙2H2O остается CaSO₄ называемый ангидритом. Химическая связанная вода в (ОН) входит в пространственную решетку глинистых минералов и ее удаление приводит к разрушению минерала.

Физические свойства. Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Главнейшими являются: внешняя форма, оптические характеристики (цвет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.

Внешняя форма минералов разнообразна. Чаще всего приобретают неправильные очертания. Для многих минералов характерны формы землистого облика, агрегатных скоплений и др.

Цвет для многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.).

Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, мусковит и др.), полупрозрачные (гипс, халцедон и др.) и непрозрачные (пирит, графит и др.).

Блеск – способность поверхности минералов отражать в различной степени свет. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (силикаты), жирным (тальк), шелковистым (асбест) и т.д.

Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-бальной шкале твердости Мооса.

Твердость минералов

Эталонные минералы	Твердость по шкале Мооса	Число истинной твердости, МПа	Визуальные признаки твердости	Твердость по группам минералов
Тальк	1	24	Чертится ногтем	Мягкие
Гипс	2	360	То же	Тоже
Кальцит	3	1090	Чертится ногтем	Средней твердости
Флюорит	4	1890	То же	То же
Апатит	5	5360	То же	То же
Ортоклаз	6	7967	Царапает стекло	Твердые
Кварц	7	11200	То же	То же
Топаз	8	14270	Режет стекло	Очень твердые
Корунд	9	20600	То же	То же
Алмаз	10	100600	То же	То же

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы.

Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.

Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см³. Наиболее распространенные значения находятся в пределах от 2,5 до 3 г/см³.

Минералы могут обладать рядом физических свойств: хрупкостью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом и т.д. Для отдельных минералов эти свойства могут быть характерными признаками, галит (поваренная соль)-соленый, сера имеет запах при горении и т.д.

Классификация минералов. Основана на их химическом составе. Все минералы разделяют на 10 классов.

Классы минералов и типичные для них минералы

Классы	Минералы	Классы	Минералы
Силикаты	Ортоклаз -KAISi3O8	Сульфаты	Гипс – CaSO4∙2H2O
Карбонаты	Кальцит - CaCO3	Галоиды	Галит - NaCI
Оксиды	Кварц - SiO2	Фосфаты	Апатит – Ca5(F,CI) PO4 3
Гидроксиды	Опал – SiO2∙nH2O	Вольфраматы	Вольфрамит – (Fe, Mn)WO4
Сульфиды	Пирит – FeS2	Самородные элементы	Алмаз - C

Силикаты – наиболее многочисленный класс, включающий до 800 минералов, являющейся основной составной частью большинства магматических и метаморфических пород. Среди силикатов выделяют группы минералов, имеющую общность в составе и строении – полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды, тальк, хлориты и глинистые минералы. Все они по своему составу алюмосиликаты.

Оксиды и гидроксиды. Эти два класса объединяют около 200 минералов, на их долю приходится до 17% всей массы земной коры. Квар, опал и лимонит.

Карбонаты – к ним относится более 80 минералов: кальцит, магнезит, доломит. Происхождение экзогенное и связано с водными растворами. В контакте с водой снижают механическую прочность, хотя и слабо, но растворяются в воде, разрушаются в кислотах.

Сульфаты – этот класс объединяет до 260 минералов, происхождение которых связано с водными растворами. Характеризуются небольшой твердостью, светлой окраской, хорошо растворяются в воде. Наибольшее распространение имеют гипс и ангидрит. При соприкосновении с водой ангидрит переходит в гипс, увеличивая объем до 33%.

Сульфиды – насчитывают до 200 минералов. Типичный представитель пирит. Сульфиды в зоне выветривания разрушаются, поэтому их примесь снижает качество строительных материалов.

Галоиды содержат около 100 минералов. Происхождение связано с водными растворами. Наибольшее распространение имеет галит. Может быть составной частью осадочных пород, легко растворяется в воде.

Минералы классов фосфатов, волфраматов и самородных элементов встречаются реже, чем другие.

Радиоактивность минералов. Различные радиоактивные химические элементы (²³⁸U, ²³²Th,Ra и др) содержат 97 природных минералов. В минералах техногенных материалов могут присутствовать искусственно созданные радиоактивные химические элементы – технеций, прометий, нептуний и др. Минералы и материалы с содержанием радиоактивных элементов дают излучение, интенсивность которого зависит от типа и количества этих элементов. Радиоактивные минералы присутствуют в гранитах и глинах, а известняки и кварцевый песок низкую радиоактивность.

Существует группа искусственных минералов. В результате производственной деятельности человеком создано более 150 искусственных минералов. Промышленность получает два вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги – это повторение природных минералов (алмаз, корунд, горный хрусталь и др.). Техногенные- это вновь созданные минералы с наперед заданными свойствами (алит- вяжущие свойства, муллит – огнеупорность и т.д.).

Такие минералы входят в состав различных строительных материалов: в цемент – алит, в огнеупорность – муллит и др.