Текстовый материал для учителя №1 Минералы



Дата22.03.2018
өлшемі109.33 Kb.
Текстовый материал для учителя № 1

Минералы

Природное тело, имеющее постоянный химический состав и определенные физические свойства, называют минералом.

По происхождению различают первичные минералы, входящие в состав магматических пород, и вторичные минералы, образовавшиеся в результате выветривания первичных минералов и изменения их химического состава.

К первичным минералам почв относят те минералы, которые входили в состав магматических пород и перешли в другие породы и почвы без каких-либо изменений состава. Таким образом, первичные минералы представляют собой остаток магматических пород, подвергшихся только механическому разрушению, но сохранивших свой химический состав. Первичные минералы обычно примешаны к вторичным минералам, которые образуют основную массу почв. Только песчаные породы и почвы состоят в основном из первичного минерала — кварца. В состав почвообразующих пород и почв входят следующие первичные минералы: кварц, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), слюды, магнетит, гематит и др. Первичные минералы образуются из магмы в недрах Земли при определенной температуре и давлении. При выходе на земную поверхность они под воздействием воды, воздуха и живых организмов разрушаются и превращаются во вторичные минералы, из которых формируются осадочные почвообразующие породы.



Существует несколько классификаций минералов: химическая, генетическая, по практическому применению. Ниже рассмотрена классификация минералов по химическому составу.

Все минералы подразделяют на следующие классы: самородные элементы, сульфиды, галогениды, оксиды, соли кислородных кислот (карбонаты, сульфаты, фосфаты, нитраты), силикаты и алюмосиликаты, углеводородные соединения.

Самородные элементы состоят из одного химического элемента. К ним относятся алмаз, графит, сера, а также минералы — серебро, золото, платина. Минералы этого класса составляют менее 0,1 % массы земной коры и являются чаще редкими или драгоценными.



Алмаз — самый твердый минерал, образуется при огромном давлении в недрах Земли. Его широко применяют в технике и для изготовления ювелирных изделий.

Графит — очень мягкий минерал, хотя имеет тот же химический состав, что и алмаз. Образуется из каменных углей и битумов в результате процессов метаморфизма. Имеет окраску от темно-серой до черной. Встречается в виде плотных масс среди метаморфических пород: сланцев, мраморов, гнейсов. Графиты применяют для изготовления карандашей, электродов в атомных реакторах, а также электроплавильных тиглей.

Сера — минерал светло-желтого цвета, встречается в виде кристаллов и землистых масс. Образуется путем кристаллизации из горячих водных растворов, а также при вулканических извержениях и при выветривании сульфатов. Серу широко применяют в химической промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Она относится к почвообразующим минералам.

Сульфиды — это сернистые соединения тяжелых металлов (соли сероводородной кислоты). В земной коре наиболее распространены пирит, халькопирит, галенит, киноварь и др. Многие минералы этого класса являются рудами, из которых получают медь, свинец, ртуть. Продукты выветривания сульфидов участвуют в почвообразовании.

Пирит FeS2 — железный, или серный колчедан. Образуется чаще из расплавленной магмы, а также путем кристаллизации при воздействии горячих паров на соединения железа или в результате метаморфических процессов. Пирит служит сырьем для получения серной кислоты, а железные огарки используют как железную руду. Под действием кислорода и воды пирит разрушается с образованием гидроксидов железа, сульфатов, карбонатов, серной кислоты, которые оказывают влияние на ход почвообразовательных процессов. Необходимо учитывать содержание сульфидов в породах на разрабатываемых месторождениях полезных ископаемых. Сульфидсодержащие породы, оказавшиеся на поверхности в процессе выветривания, образуют серную кислоту. После рекультивации территории, нарушенной при добыче полезных ископаемых, гумусовый слой, нанесенный на поверхность, пропитывается серной кислотой, что приводит к необратимой деградации почвы и загрязнению окружающей среды.

Халькопирит FeCuS2 — медный колчедан латунно-желтого цвета. Образуется под действием гидротермальных процессов, а также магматическим путем. Халькопирит — это основная руда для получения меди. Он легко окисляется с образованием железа и меди. Из медного колчедана получают медный купорос CuS04, который в сельском хозяйстве используют для борьбы с вредителями садовых культур.

Галенит, или свинцовый блеск, PbS — основная свинецсодержащая руда. Выделяется вместе с цинковой обманкой из горячих минеральных растворов, идущих по трещинам из магматического очага. Из галенита получают свинец, который применяют в электропромышленности, а также для изготовления типографских шрифтов, свинцовых белил, дроби и др.

Галогениды — соли галогеноводородных кислот (НСl, HF и др.). Наибольшее значение для почвообразования и земледелия имеют такие минералы этого класса, как сильвин, галит, карналлит.

Сильвин КСl — основная соль для получения калийного удобрения. Образуется в высыхающих соляных озерах или изолированных от моря заливах при испарении воды.

Галит NaCl — каменная соль, поваренная соль. Ее широко используют в пищевой промышленности. В природе встречается в виде крупных скоплений соли (пласты, штоки, купола) среди осадочных пород. При насыщении галитом грунтовых вод последние служат источником засоления почв, что приводит к значительному снижению почвенного плодородия.

Месторождения сильвина и галита находятся на Среднем Урале, в Белоруссии, Прикарпатье, Сибири и т. д.



Карналлит MgCl2 • КСl • 6Н2O — минерал, залегающий вместе с сильвином и галитом. Из карналлита получают металлический магний и калийные удобрения.

Оксиды — соединения различных химических элементов с кислородом или же с кислородом и водой. Это широко распространенные породообразующие минералы. Класс оксидов подразделяют на группы: оксиды кремния, оксиды железа, оксиды алюминия, оксиды марганца.

В группу оксидов кремния входят кварц, халцедон, опал.



Кварц SiO2 — самый распространенный кристаллический породообразующий минерал (около 65 % земной коры состоит из кварца). Для кварца характерны большая твердость, неровный излом, отсутствие спайности. Этот минерал входит в состав магматических (гранит и др.) и метаморфических (гнейсы, кварциты и др.) горных пород. При выветривании кварца и кварц-содержащих пород образуются галечники, щебень, гравий, различные пески (эоловые, водные, ледниковые).

Халцедон SiO2 — аморфный минерал с матовым блеском, образуется из водных растворов, имеет форму желваков, конкреций, сталактитов, разнообразную окраску. Разновидности халцедона (кремень, яшма, агат, сердолик) используют как поделочный материал.

Опал SiO2 • nН2O — водный оксид кремния. Образуется при выветривании силикатов, а также при химическом осаждении из растворов.

В группу оксидов железа входят гематит, магнетит, лимонит.



Гематит Fe2O3 — красный железняк. Содержит около 65 % железа. Его используют как руду в доменном производстве. Образует залежи различных генетических типов месторождений (изверженных, метаморфических, гидротермальных). Встречается в коре выветривания в условиях сухого и жаркого климата.

Магнетит, или магнитный железняк Fe3O4 — соединение, имеющее различное происхождение — магматическое, гидротермальное и др. Сырье для выплавки чугуна и стали. Для магнетита характерны магнитность, черный цвет, металлический блеск и отсутствие спайности.

Лимонит 2Fe2O3 • ЗН2O — бурый железняк, главным образом распространен в верхних слоях земной коры, образуется при выветривании магнетита и гематита, а также на дне озер, болот и в почвах. Цвет чаще лимонно-желтый, но встречается и черный. Используют для выплавки чугуна и стали.

В группу оксидов алюминия входят боксит и гидраргиллит (гиббсит).



Боксит Аl2O3 • nН2O — минерал, в котором содержание воды может изменяться. Собственно боксит имеет формулу Аl2O3 • 2Н2O. Если же в ее состав входят три молекулы воды (Аl2O3 • 3Н2O), то минерал называют гидраргиллитом. Боксит и гидраргиллит встречаются вместе с глиной в виде землистой массы. Минералы имеют белую окраску или слабо окрашены в сероватый, красноватый, зеленоватый цвета; образуются при гидролизе алюмосиликатов в процессе выветривания. Эти минералы — основная руда для получения металлического алюминия.

Пиролюзит МnO2 относится к группе оксидов марганца. Это основная марганцевая руда. Пиролюзит применяют в производстве красок, а также для получения хлора и кислорода. Из пиролюзита в почву поступает марганец, который необходим растениям как микроэлемент.

Соли кислородных кислот подразделяют на следующие группы: карбонаты, сульфаты, фосфаты, нитраты. Все минералы этого класса имеют большое значение в почвообразовании и служат сырьем для производства удобрений.

Карбонаты — соли угольной кислоты: кальцит, магнезит, доломит, сидерит. Кальцит СаСO3 — известковая руда, которую после размола применяют для известкования кислых почв. Используют также в металлургии, строительстве, оптике и т. д. Чистые кристаллы кальцита бесцветны, прозрачны, обладают двойным лучепреломлением (исландский шпат). В осадочных породах кальцит имеет белую окраску, находится в виде залежей известняков, мела. Он может иметь различное происхождение (гидротермальное, метаморфическое), но чаще образуется при осаждении из горячих и холодных растворов.

Магнезит MgCO3 встречается в виде мраморовидных масс белого, серого или бурого цвета. Образуется в гидротермальных условиях или при выветривании ультраосновных пород. Используют при изготовлении цемента, огнеупорного кирпича, а в молотом виде — для химической мелиорации кислых почв.

Доломит CaMg(CO3)2 — двойной карбонат кальция и магния осадочного или гидротермального происхождения. Залегает плотными зернистыми массами разной окраски (белой, желтой, серой и даже черной). Используют как огнеупорный материал в металлургии, а в сельском хозяйстве — для известкования кислых почв.

Сидерит FeCO3 — железный шпат, образуется гидротермальным путем при взаимодействии железистых растворов с известковой породой. Используют в качестве сырья для получения железа.

Сульфаты — соли серной кислоты: гипс, мирабилит и др.

Гипс CaSO4 • 2Н2O — минерал осадочного происхождения. Имеет белую окраску, но при наличии примесей бывает серым, розовым, синим. Размолотый гипс применяют для мелиорации солонцов, снижения щелочности почв. Жженый гипс (алебастр) используют как строительный материал и в медицине. Красивую разновидность волокнистого гипса — селенит — используют как поделочный камень.

Мирабилит Na2SO4 • 10Н2O — глауберова соль. Образуется в соляных озерах при испарении воды. При температуре выше 33 °С превращается в безводный сульфат натрия — тенардит. Приметают в медицине как лекарственный препарат, используют для приготовления соды.

Фосфаты — соли фосфорной кислоты: апатит, фосфорит, вивианит.

Апатит имеет две разновидности: фторапатит — Ca5(PO4)3F и хлорапатит — Ca5(PO4)3Сl. Чаще образуется магматическим путем, но может иметь и метаморфическое происхождение. Залегает в виде сплошной зернистой массы зеленовато-серого, зеленого, синеватого и фиолетового цвета. Крупные скопления связаны с щелочными породами. Основное месторождение апатитов разрабатывается на Кольском полуострове (г. Апатиты). Используют для производства главнейшего фосфорного удобрения — суперфосфата, а также для получения фосфорной кислоты и фосфора.



Фосфорит Са3(РO4)2 — минерал, встречающийся в виде желваковых залежей и плит среди осадочных пород, но может иметь и магматическое происхождение. Характерно наличие примесей кварца, полевых шпатов, глауконита и др. Содержит от 12 до 24 % Р2O5. После размола можно непосредственно использовать как фосфорное удобрение или для получения концентрированных удобрений.

Вивианит Fe3(PO4)2 • 8Н2O — минерал белого цвета, на воздухе становится синим или голубым, встречается среди бурых железняков и в виде прослоек в низинных болотах. Примеси этого минерала обогащают торф соединениями фосфора, что увеличивает ценность удобрений, приготовленных на торфяной основе.

Нитраты — соли азотной кислоты: натриевая селитра, калиевая селитра.

Натриевая селитра NaNO3 имеет органогенное происхождение, ее используют как азотное удобрение, а также для получения азотной кислоты и пороха.

Калиевую селитру KNO3 применяют как азотно-калийное удобрение.

Силикаты и алюмосиликаты составляют 95 % массы земной коры. Одна треть минералов относится к этому классу. Их происхождение преимущественно магматическое. Для этих минералов характерны неметаллический блеск и небольшая плотность (легкие). Силикаты и алюмосиликаты определяют все свойства почв: физические, химические и биологические.

Оливин (Mg, Fe)2SiO4 — магниево-железистый породообразующий минерал. В базальтах и дунитах находится в форме зерен темной зеленовато-желтой окраски. При химическом выветривании превращается в кремниевую кислоту, карбонат магния и гидроксид железа. Применяют для производства огнеупорных кирпичей, изготовления ювелирных изделий.

Полевые шпаты составляют около 50 % массы земной коры и относятся к наиболее распространенным минералам. Их образование связано с кристаллизацией магмы, поэтому они чаще всего находятся в изверженных породах, реже — в сланцах, конгломератах и песчаниках. В процессе выветривания из полевых шпатов образуются вторичные (в том числе глинистые) минералы, кремниевая кислота и карбонаты. По химическому составу это алюмосиликаты калия, натрия и кальция. Их подразделяют на калиево-натриевые (ортоклаз, микроклин) и известково-натриевые (плагиоклаз) полевые шпаты.

Ортоклаз K(AlSi3O8) распространен в кислых изверженных породах. При химическом выветривании из ортоклаза образуются каолиновые глины. Микроклин имеет тот же химический состав, что и ортоклаз, но отличается строением кристаллической решетки. Плагиоклазы по химическому составу представляют изоморфные смеси альбита Na(AlSi3O10) и анортита Ca(Al2Si2O8). Полевые шпаты обычно имеют белую окраску.

Слюды — это широко распространенные слоистые алюмосиликаты. По химическому составу различают калиевые слюды, например мусковит KAl2(AlSi3O10), и магнезиально-железистые, например биотит K(Mg, Fe)3[Si3Al10](OH)2. Мусковит — это бесцветная слюда, биотит — черная слюда. При выветривании и разложении этих минералов образуются россыпи, которые при эрозионных процессах переносятся водой в понижения рельефа. Слюды применяют для изготовления огнестойких строительных материалов и в электротехнической промышленности.

Углеводородные соединения: нефть, озокерит, торф, ископаемые угли. Эти соединения образуются из отмерших растений и животных.

Вторичные минералы образуются в процессе выветривания первичных минералов. Вторичные минералы широко распространены в природе и являются главной составной частью многих осадочных пород — морен, лёссов, а также почв. С их содержанием связаны важнейшие свойства почв: поглотительная способность, физико-механические свойства (набухание, вязкость, твердость и др.). В большинстве почв в составе илистой фракции преобладают кристаллизованные глинистые минералы, относящиеся к подклассу слоистых силикатов. К наиболее распространенным глинистым минералам относятся: монтмориллонит, каолинит, гидрослюды, бейделлит, нонтронит и др.

Монтмориллонит находится в тонкораздробленном состоянии, при увлажнении сильно увеличивается в объеме. При большом содержании в почве обусловливает высокую поглотительную способность, а также вязкость во влажном и твердость в сухом состоянии. Глины, состоящие из монтмориллонита, используют в промышленности для очистки жидкостей от взвешенных загрязняющих веществ.

Каолинит образует плотные каолинитовые массы глины белого, желтоватого или серого цвета. Отличается от монтмориллонита тем, что при увлажнении не набухает и имеет низкую поглотительную способность. Каолинитовые глины используют в фарфорово-фаянсовой промышленности.



Гидрослюды образуются при выветривании слюд и широко распространены в почвах. Встречаются обычно в смеси с каолинитом и другими глинистыми минералами. По структуре близки к монтмориллониту.

Другие вторичные минералы (бейделлит, нонтронит) встречаются вместе с монтмориллонитом в осадочных породах и почвах.
Каталог: files -> projects -> urok v moskve -> uroki
uroki -> Уроку «Покорение Вселенной»
uroki -> Предмет и задачи палеонтологии
uroki -> В вашем распоряжении существует небольшая база данных, содержащая сведения о животных мезозойской эры файл
uroki -> Рабочий лист группы «Кайнозой» Палеонтологический музей
uroki -> «Жизнь в мировом океане»
uroki -> Текст для учащихся Фактор шума и противошумные мероприятия в столице
uroki -> Тест для учащихся
uroki -> Хламидомонада Вольвокс
uroki -> Импрессионизм в живописи и музыке Импрессионизм франц impressionnisme, от impression – впечатление
uroki -> «Классификация неорганических соединений»


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет