Тема№5

ПОНЯТТЯ ПРО МІНЕРАЛИ І ГІРСЬКІ ПОРОДИ

План лекції:

1. Гірські породи, що складають земну кору. Вивітрювання

2. Поняття про мінерали і гірські породи.

3. Кристалічний і аморфний стан мінеральної речовини.

4. Мінеральні агрегати.

5. Фізичні властивості мінералів.

6. Надра та їхня охорона

Основні поняття: мінерали, гірські породи, властивості мінералів,вивітрювання фізичне, хімічне, органічне.

Гірські породи, що складають земну кору. Вивітрювання

Земна кора складається з магматичних, осадових і метаморфічних гірських порід. Магматичні породи утворюються при затвердінні магми, що надходить з,верхніх шарів мантії. Якщо магма проникає по тріщинах у земну кору і на глибині повільно застигає в умовах високого тиску, утворюються інтрузивні гірські породи (граніт, габро тощо). При виливанні магми на земну поверхню і швидкому остиганні її формуються ефузивні гірські породи (базальт, вулканічний туф тощо).

Осадові гірські породи утворюються на земній поверхні під дією зовнішніх сил, переважно у результаті вивітрювання. Це процес подрібнення та хімічних змін гірських порід унаслідок температурних коливань, хімічного впливу атмосфери, води та організмів. Розрізняють фізичне, хімічне й органічне вивітрювання. Перше являє собою процес подрібнення і розпушування гірських порід під впливом різких змін температури, замерзання води в тріщинах. Руйнування гірських порід під дією води і повітря (кисню та вуглецю) називають хімічним вивітрюванням. Воно не лише руйнує породи, а й змінює їхній мінералогічний склад.

Органічним вивітрюванням називається процес руйнування і розпушування гірських порід корінням рослин та розчиненням мінералів кислотами рослин і мікроорганізмів, що поселяються на гірських породах.

Пухкий матеріал, що утворився в результаті вивітрювання, залишається на місці або переноситься текучими водами, вітром, льодовиками. Перенесені і відкладені продукти вивітрювання — де осадові гірські породи. Ті з них, які формуються при руйнуванні й наступному відкладанні різних гірських порід, називаються уламковими породами (глина, пісок, валуни тощо). У результаті хімічних реакцій, що відбуваються переважно у воді, утворюються осадові породи хімічного походження (солі, гіпси, вапняки, боксити, фосфорити, руди деяких металів тощо). Наслідками життєдіяльності організмів є органогенні породи (вапняк-черепашник, крейда, кам'яне вугілля, нафта тощо).

Метаморфічні породи виникають у результаті зміни (метаморфізму) осадових та магматичних гірських порід, які опинилися на значній глибині. Під впливом високих температур і тиску, а також гарячих розчинів і газів, що піднімаються з мантії, ці породи перекристалізовуються, змінюють свої властивості.

Магматичною(кристалічною) гірською породою є граніт. Будова його зерниста, дряпає скло, забарвлення ясно-сіре, жовтувате, рожеве, червонувате. Складається з польового шпату, кварцу, слюди.

Уламкові незцементовані тверді породи бувають: валуни, щебінь, галька, гравій, пісок. До уламкових землистих відносять - глину, суглинок, лес, мергель. Вапняки, крейди, торф - утворюють групу органогенних осадочних порід; мармур, сланці, гнейси – метаморфічні породи.

Поняття про мінерали

Земна кора складається майже повністю з усіх хімічних елементів, які входять до таблиці Менделєєва (за виключенням елементів, що одержані штучно). Але кількість кожного з них дуже відрізняється.

Вперше середній вміст хімічних елементів в земній корі до глибини 16 км підрахував американський вчений Ф.У.Кларк ще в 1889 році. Потім кількість хімічних елементів уточнювало багато російських і зарубіжних вчених. Але найбільш переконливі дані одержали радянські вчені В.І.Вернадський, О.Е. Ферсман і О.П.Виноградов.

Середній вміст у земній корі кожного з хімічних елементів О.Е.Ферсман запропонував називати кларками. Згідно висновків О.П.Виноградова (1962), в земній корі (в %) кисню – 49,13, кремнію – 26,0, алюмінію – 7,45, заліза – 4,20, кальцію – 3,25, натрію – 2,40, калію – 2,35, магнію – 2,35, водню – 0,15, титану – 0,61, вуглецю – 0,36.

Найменше поширення мають рідкоземельні (n:10-5%), ртуть (8,3:10-6%), золото (4,3:10-7 %) реній (7:10-8 %). Ще менше поширені елементи радію, протоактинію і полонію. Отже, на перші три елементи припадає 82,58 % маси земної кори (тому раніше нерідко земну кору називали "Сіаль"), а на перші вісім елементів – 97,13 %,

В результаті складних фізико-хімічних процесів ці елементи поєднуються (за рідкими виключеннями) у прості і складні сполуки, тобто утворюються мінеральні тіла. Отже, мінерали (від лат. minera – руда) – це природні хімічні сполуки або самородні елементи, які утворились в результаті фізико-хімічних процесів у земній корі і на її поверхні. Утворення мінералів може також бути пов'язане з біохімічними процесами, що викликані життєдіяльністю організмів (у першу чергу бактерій). Крім того, однорідні за хімічним складом мінеральні сполуки складають інші космічні тіла: Місяць, планети Сонячної системи, комети, астероїди, метеорити.

Мінерали можуть мати кристалічну будову речовини (певний порядок розташування атомів та іонів), або бути аморфними. Проте, академік В.І.Вернадський сюди відносив також рідини і природні гази.

В кінці XIX століття французькому вченому Вернейлю вдалося в лабораторних умовах одержати штучний рубін. В 1905-1910 роках ним було налагоджено його промислове виробництво, а крім того – сапфіру і шпінелі. З того часу в лабораторіях і на заводах різних країн вирощують багато мінералів для ювелірної справи і технічних потреб. Більшість з них не відрізняються від природних за хімічним складом, структурою та властивостями.

Серед мінералів розрізняють мінеральні види і різновидності.

Перші чітко відрізняються за складом і структурою хімічної речовини, другі – це варіації мінерального виду за кольором (наприклад, різновидності кварцу, опалу, гранату), або по структурі тієї ж речовини.

Загальна кількість відомих мінеральних видів – близько 4000, а з різновидностями – близько 5000. Цікаво, що до початку 19 століття було відомо без різновидностей менше 100 мінералів. За останні роки щорічно геологи відкривають і описують 40-50 нових мінералів (щотижня 1-2).

В 1980 році в усьому світі було відкрито 101 мінерал. Спеціалісти по мінералогії пишуть, що в природі широко розповсюджено 450 мінералів, але тих, що утворюють породи всього близько 50.

З величезної кількості мінералів в різній мірі людством використовується 15%. Серед них особливо цінними для потреб життя є рудні мінерали – ті, з яких добувають метали або іншу сировину. Наприклад, з галеніту добувають свинець, із сфалериту – цинк, із магнетиту – залізо, з ільменіту – титан, з апатиту – фосфор і мінеральні фосфорні добрива.

Всі мінеральні види і різновидності мають свої назви, які дані їм відповідно до фізичних властивостей (колір, блиск, твердість та інші), місця знахідки, способу утворення, хімічного складу. Багато мінералів названо прізвищами та іменами людей. Проте слід мати на увазі, що нерідко один і той же мінерал в різних країнах та у ювелірів має, іншу ніж у геологів, назву.

Коли різні мінерали поєднуються в більш-менш постійний склад – таке угрупування називається гірськими породами. Більшість з них складаються з багатьох мінералів і їх називають полімінеральними (граніт, лес). Але коли порода приблизно на 95% складається з одного мінералу (мармур, пісковик) то її називають мономінеральною. Якщо в породі, крім характерних для неї мінералів, трапляються в незначній кількості (менше 1%) інші мінерали їх називають акцесорними (від лат. accеssorius – додатковий, привхідний). За способом утворення гірські породи підрозділяються на магматичні, осадочні і метаморфічні.

Всього зараз відомо майже 900 видів гірських порід з яких 700 магматичних. Кожна з них відрізняється не тільки мінеральним складом, а й кольором, масивністю та іншими ознаками.

Геологи встановили, що хоч осадова оболонка покриває "гранітну" (на континентах) і "базальтову" (під океанами) приблизно на 75% всієї земної поверхні, на загальний об'єм літосфери її припадає всього лише 5%. На магматичні і метаморфічні породи разом припадає 95%.

Вивчення мінералів і гірських порід в кінцевому результаті зводиться до найголовніших завдань геологів – відкриття і добування корисних копалин. Родовищем корисних копалин називається концентрація мінеральної речовини в надрах Землі або на її поверхні, кількість, якість і умови залягання якої придатні для промислового використання. Вони формуються в результаті різних геологічних процесів і концентруються в різній мірі як по глибині так і по територіях. А утворитись вони можуть одночасно з формуванням гірських порід або пізніше. Причому в схожих геологічних умовах утворюються мінеральні генетичні асоціації на певній ділянці чи в певному місці земної кори (наприклад, у рудному районі, зоні, пласті, жилі).

Отже, з хімічних елементів земної кори утворилась велика кількість мінералів, які є складовими частинами різних гірських порід. В породах при певних умовах сформувались різні види корисних копалин.

Кристалічний та аморфний стан мінеральної речовини. Властивості кристалів

Близько 98% мінералів мають кристалічну будову. Слово "кристал" походить від грецького κρυσταλλοζ, що означає лід або гірський кришталь, бо думали, що гірський кришталь (прозора, безбарвна різновидність кварцу) утворюється при таких же низьких температурах, як і лід. В спрощеному сучасному визначенні кристали – це тверді тіла, що утворились в природі або одержані штучно з мінеральної речовини і мають форму багатогранників.

Кристалічна будова мінералів зумовлена певним порядком розташування атомів та іонів, які щільно прилягаючи один до одного, утворюють різноманітні кристалічні решітки. Якби ми могли подивитись на порядок розташування атомів та іонів у мінералах, які складають кристали, то побачили б, що вони утворюють правильні геометричні фігури: куби, октаедри, паралелепіпеди, шестигранники, у яких грані є паралелограмами, або призми у яких основами будуть паралелограми, ромбоедри тощо. Внутрішня будова кристалів визначає і їх зовнішній вигляд. Вона також зумовлює фізичні і хімічні властивості мінералів.

Кристалічні форми і кристалічний стан мінеральної речовини вивчає наука – кристалографія. Для кристалів характерні такі властивості як симетричність, здатність до самоогранки, анізотропність.

Визначення симетричності кристалів зводиться до встановлення площин, осей і центру симетрії.

Анізотропність (нерівновластивість) означає різну властивість (твердість, теплопровідність, проходження світла) в певних напрямках кристалів.

Якщо речовина, з якої утворюється мінерал, немає упорядкованого розташування атомів та іонів, то мінерал не матиме кристалічної будови (янтар, агат, опал та інші). Але для того, щоб утворився кристал, властивий певному мінералу, треба щоб він мав умови для вільного росту (наявність пустоти і тріщини в породах). Якщо вільного місця немає, чи його мало, то кристал не утворюється, або він буде мало схожий на типовий, хоч розташування елементарних частин буде у вигляді певної кристалографічної решітки. В таких випадках, наприклад, у галіту (кухонної солі) або піриту, кристал не буде мати типового вигляду куба. Не виросте в таких умовах і кристал апатиту, що має шестигранну призму.

І все-таки форм кристалів у природі дуже багато. Більшість із них навіть назвати важко. Та коли уважно придивитись до них, нерідко дуже складних форм, то можна помітити, що вони ніби складаються з кількох простих кристалів. Отже, в природі існують ще й різні комбінації кристалів.

Серед інших кристалів слід відзначити поліморфізм – здатність однакових хімічних речовин кристалізуватись у різних формах кристалів (алмаз і графіт). Інша особливість - здатність різних речовин утворювати кристали однакової форми (галіт і пірит) називається ізоморфізмом. Крім того, при утворенні кристала з певної речовини його сусідні грані формуються під постійним кутом. Грані можуть бути більшими чи меншими, ширшими чи вужчими, довшими чи коротшими, від чого кристали однієї і тієї ж речовини (наприклад, SiO2 – кварцу) будуть мати різну форму (габітус). Але кути між відповідними гранями завжди постійні. Цей закон, який був установлений Ніколасом Стеноном ще в XVII столітті, одержав назву закону постійності граних кутів, або закону Стенона.

В залежності від довжини, ширини і товщини мінералів виділяють їх морфологічні типи і різновиди. Серед типів виділяють ізометричний, видовжений і сплющений. Ізоморфні кристали мають однакові розміри в усіх напрямках (гранат, магнетит, пірит). Видовжені характерні тим, що в них довжина значно перевищує ширину. Різновидами серед них будуть стовпчасті, голчасті, волокнисті, ниткоподібні (турмалін, гіпс, селеніт, хризотил-азбест). Сплющені мінерали товщину мають меншу, ніж ширину, причому нерідко в багато разів (ільменіт, різні слюди, гіпс кристалічний).

Крім того, при вивчені форм мінералів слід звертати увагу на штриховку на гранях (у кварцу, топазу, турмаліну), утворення двійників (ортоклаз, гіпс), характерне зростання тощо.

Дуже часто в природі трапляється сукупність багатьох кристалів або зерен мінералів одного і того ж походження, яка називається мінеральним агрегатом. Мінералів, що утворюють агрегати, багато. Серед них найчастіше кварц, гіпс, залізо-марганцеві сполуки, халцедон, кальцит та інші. Різні форми мінеральних агрегатів залежать не тільки від хімічного складу мінералів, а й від умов їх утворення. Це друзи, дендрити, конкреції, секреції, натічні форми та інші.

Друзи – це зростки добре утворених, переважно правильних кристалів, які прикріплені одним кінцем до породи. Якщо утворились дрібні кристали, то тоді їх називають щітками. Ці мінеральні агрегати утворились на стінках пустот і тріщин в результаті викристалізації речовини із розчинів і летючих компонентів.

Дендрити – це мінеральні тіла різної розгалуженої форми, які утворюються в результаті швидкої викристалізації в тонких тріщинах і порах порід (від гр. δενδρον - гіллястий, деревоподібний). У вигляді дендритів трапляється самородна мідь, золото, залізо-марганцеві сполуки та інші.

Конкреції – кулеподібні або неправильної округлої форми утворення, які виникають у пухких осадочних породах (переважно в пісках і глинах) в результаті стягнення мінеральної речовини до центрів кристалізації, якими часто бувають сторонні тіла. Кристали в такому випадку ростуть радіально від центру. Якщо розбити конкрецію, то часто можна побачити радіально-променеву або концентрично-зональну її будову. Розміри конкреції від 1 см до 1 м і більше. Найчастіше у вигляді конкреції трапляється фосфорит, марказит, залізо-марганцеві та інші утворення.

Ооліти – дрібні (до 10 мм) округлі утворення, які нагадують конкреції. Вони мають концентричну, рідше радіальну будову і утворюються при випаданні мінеральної речовини з водних розчинів. Мінеральна речовина, як і в попередньому випадку, стягується навколо дрібних сторонніх частинок. В такому вигляді часто утворюються руди алюмінію, марганцю, заліза, різновидність кальциту під назвою арагоніт та інші.

Секреції – мінеральні агрегати округлої форми, які утворились в таких же порожнин порід в результаті відкладання мінеральної речовини від краю до центру. Пустота може бути заповнена кристалічною або колоїдною речовиною. Часто в секреціях можна спостерігати забарвлення мінеральної речовини або відмінності в її складі. Найчастіше секреції утворюються в результаті заповнення порожнин різновидностями кварцу, кальцитом, сіркою та інші. Коли секреція не заповнюється всередині до кінця мінеральною речовиною, то такий агрегат називають жеодою. Часто всередину порожнини проростають дрібні кристали мінеральної речовини. Розміри секрецій приблизно дорівнюють конкреціям.

Натічні форми – мають різний вигляд, тобто будь-які форми, які можуть утворитися в порожнинах при обволіканні їх стінок колоїдними розчинами, або при просочуванні розчинів через тріщини. У поперечному розрізі натічні форми мають концентрично-зональну будову (малахіт, опал, халцедон, кальцит та тощо). Розміри натічних форм – від дрібненьких до великих стовпоподібних сталактитів і сталагмітів.

Зернисто-кристалічні агрегати – утворення, які складаються із одного або кількох зернистих мінералів, часто разом з добре вираженими кристалами (пірит, галеніт, апатит, граніт). В залежності від того, яку форму мають частинки мінералів, агрегати називають зернистими, листуватими, лускоподібними, волокнистими, голчастими тощо. Якщо розмір зерен мінералів більше 5 мм в поперечнику, такі агрегати називають великозернистими – від 5 до 1 мм – середньозернистими, менше 1 мм – дрібнозернистими.

Землисті агрегати (маси) – м'які, схожі на борошно утворення, в яких неозброєним оком не можна побачити кристалічні утворення. За кольором вони бувають білі (каолін), чорні (оксиди марганцю), вохристі (гідроксиди заліза) та інші. Найчастіше це продукт хімічного вивітрювання.

Крім того, дрібненькі форми кристаликів можна побачити (через мікроскоп або лупу) на поверхні порід у вигляді кірочки, нальоту, вицвіту.

Фізичні властивості мінералів

Фізичні властивості мінералів дадуть нам уявлення про різноманітний і цікавий світ мінералів.

З тієї величезної кількості мінералів у природі, про яку уже говорилось, кожний із мінералів або їх різновидів має властиве йому поєднання фізичних властивостей, яке і відрізняє його від інших. Ці фізичні властивості тісно пов'язані з їх структурою і хімічним складом. Вони мають велике значення для діагностики мінералів і розуміння їх практичного застосування: в техніці і виробництві – надтвердого алмаза, корунду, кристалічного кварцу, в ювелірній справі – дорогоцінних каменів і металів.

Отже, під фізичними властивостями мінералів розуміють їх колір, блиск, спайність, твердість, густину, прозорість, запах, смак, магнітність та інші. За вказаними властивостями можна визначити багато мінералів і зокрема ті, що вивчатимуть студенти на лабораторних заняттях. Проте, більшість природних матеріалів можна визначити тільки в спеціальних лабораторіях при застосуванні більш досконалих методів: кристалооптичних, кристалохімічних, хіміко-аналітичних, рентгенометричних та інших. За фізичними властивостями можна визначити багато мінералів, що зустрічаються в природі і в першу чергу на території України.

Колір мінералу може бути різним від смоляно-чорного до білосніжного, від криваво-червоного до біло-рожевого, від темно-зеленого до салатно-зеленого, від густо-фіолетового до блакитного і т.д. Часто можна зустріти такий колір мінералів, який навіть важко передати словами. Нерідко він непомітно переходять в інший. Колір мінералу, інтенсивність відтінків, морфологія та інші, на перший погляд непомітні особливості, дають можливість знавцям не тільки визначити мінерал, а й сказати, як він утворився і з якого він родовища: з Південного Уралу, з Житомирщини чи з Бразилії.

Надзвичайно багатий колір мінералів зумовлений багатьма причинами: вбиранням і відбиванням променів світла, хімічним складом мінералу, розташуванням атомів, домішками елементів (хромофорів), які дають їм (часто навіть одному кристалу) різне забарвлення. Сюди належать домішки хрому, заліза, нікелю, міді та інші.

Хром, наприклад, може надавати мінералам червоного, рожевого, яскраво-зеленого, синього і навіть фіолетового забарвлення, мідь – блакитного і зеленого, кобальт – персиково-рожевого і малинового. Це залежить не тільки від хромофорів, а й від їх кількості та порядку розташування в кристалічній решітці.

Іноді забарвлення мінералів зумовлене незначними "механічними" домішками інших мінералів.

Але, багато мінералів мають постійне забарвлення: галеніт – свинцево-сірий, пірит – латунно-жовтий, малахіт – зелений, кіновар – червоний, графіт – сталево-сірий і т.д.

Слід мати на увазі, що колір мінералу може змінюватись ще і від того, скільки він перебуває на поверхні землі під променями сонця, як довго на нього діяла вода. Впливає на виразність кольору ступінь поліровки поверхні мінералу.

Іноді, крім основного забарвлення мінералів, на його поверхні утворюється тонка плівка з райдужним переливом кольорів. Таке явище називається мінливістю і пояснюється окисленням поверхні мінералів. Проте гра кольорів, яка характерна, наприклад, для лабрадору і опалу, пояснюється інтерференцією світла через прозору частинку мінералу.

Колір риски (колір мінералу в порошку). Багато мінералів у розтертому вигляді мають інший колір. Риску мінералу (порошок) можна легко одержати, якщо провести мінералом по неглазурованій (матовій) поверхні фарфорової пластинки. Ця пластинка має бути твердішою за мінерал. Колір риски мінералу в багатьох випадках є важливою діагностичною ознакою. Наприклад, магнетит і лімоніт в кусках часто мають однаковий колір, але колір риски у магнетиту буде чорний, а у лімоніту бурий, або жовто-бурий; гіпс, крім білого, може бути червоного, жовтого, бурого і сірого кольору, але риска у нього завжди буде біла.

Блиск мінералів є також важливою діагностичною ознакою. Він залежить від здатності мінералу відбивати світло. За блиском мінерали поділяють на три групи: з металічним, напівметалічним і неметалічним блиском.

Металічний блиск схожий на блиск відполірованого металу. Він характерний для мінералів, які є рудами для одержання різних металів (пірит, халькопірит, сфалерит).

Напівметалічний блиск мають мінерали, у яких металічний блиск потускнів (схожий на поверхню зламаного металу – графіт, гематит, кіновар).

Неметалічний блиск поділяється на скляний (кварц, кальцит), жирний, коли поверхня мінералу ніби змазана жиром (нефелін, сірка), перламутровий (тальк, слюда), шовковистий (азбест, селеніт), восковий (опал, халцедон).

Спайність – це здатність мінералу розколюватись або розщіплюватись у певних напрямках, утворюючи при цьому поверхні, які називаються площинами спайності. Спайність властива тільки для мінералів з кристалічною будовою речовини і завжди направлена паралельно до граней або осей мінералів.

Злам – це вид поверхні мінералу, який простежується не по площинах спайності. Злам може бути раковистим, що нагадує ввігнутий відбиток стулки черепашки (кварц, опал); скалкуватий, який має орієнтовані в одному напрямі скалки (азбест, гіпс); землистий, що характеризується шершавою поверхнею – у м'яких і пористих мінералів (лімоніт, каолін); зернистий – спостерігається у мінералів, які мають зернисту будову (магнетит, апатит); ступінчастий (ортоклаз, галеніт).

Твердість мінералів – це здатність їх протистояти зовнішнім механічним діям. Вона визначається дряпанням предметами або іншими мінералами, твердість яких відома. Для визначення твердості мінералів користуються шкалою Мооса (від імені німецького мінералога Фрідріха Мооса). До цієї шкали належать 10 мінералів, що розміщені в порядку збільшення їх твердості. Кожний послідуючий мінерал дряпає попередній. За цією шкалою твердість тальку – 1, кварцу – 7, алмазу – 10.

Слід мати на увазі, що твердість мінералів за шкалою Мооса є відносною. Вона насправді не показує у скільки разів мінерал твердіший від попереднього. Це встановлюється мікротвердометром. За його допомогою виявлено, наприклад, що алмаз твердіший від тальку не в 10, а більше як у 4 млн. разів. А коли дослідили різницю у твердості мінералів, які стоять поряд у цій шкалі, то виявилось, що вона найбільша між корундом і алмазом.

При визначені твердості мінералів, які вкраплені в породу, треба слідкувати, щоб дослідженню підлягав мінерал, а не порода. Це особливо важливо для м'яких мінералів.

Більшість мінералів має твердість від 2 до 7. Твердіші мінерали трапляються рідко. Сюди належать топаз (8), берил (8), гранат (7,5) та єдині мінерали з твердістю 9 і 10 – корунд і алмаз.

Твердість мінералів можна визначити також іншими предметами, у яких вона відома: ніготь – 2, бронзова монета – 3,5-4, скло – 5, стальний ніж – 6, напилок – 7.

Густина – мінералів змінюється від 0,6 до 23. Ії точно можна встановити тільки в лабораторних умовах.

За густиною всі мінерали поділяються на 4 групи: легкі – з густиною до 2,5 (сірка, гіпс), середні – від 2,5 до 4 (кальцит, кварц), важкі - від 4 до 10 (пірит, галеніт), дуже важкі – від 10 до 23 (срібло, золото, найважчий – платиновий іридій).

Найчастіше трапляються мінерали з густиною від 2 до 5.

Густину мінералів у польових умовах визначають приблизно. Цього можна досягти після певних навичок, порівнюючи його вагу з іншими.

Магнітність – це властивість мінералів притягуватись магнітом або відхиляти магнітну стрілку. Магнітність властива не багатьом мінералам – які мають залізо. Дуже магнітними вважаються магнетит і пірротин (магнітний колчедан). Ці мінерали притягуються в невеликих зернах навіть слабкими магнітами, або намагніченими предметами. Великі маси діють на магнітну стрілку досить сильно. Щоб дослідити на магнітність, мінерал подрібнюється до порошку. Потім до нього торкаються магнітом, або намагміченим предметом. Якщо частки прилипають до магніту, то мінерал має магнітну властивість.

Ковкість і крихкість. Ковкі мінерали при ударі молотком сплющуються, а крихкі розсипаються на дрібні частинки. При дряпанні ножем крихких мінералів - летить порошок, а ковких мінералів –залишиться блискучий слід (маленька борозна).

Горючість і запах. Самородна сірка, деякі сірчані і органічні сполуки (бурштин, озокерит, асфальт) при нагріванні легко загоряються і при горінні дають характерні запахи (янтар – ароматний, сірка – сірчаного газу). Іноді запах відчувається при різкому ударі по мінералу або терті по ньому твердим предметом. Запах сірчаного газу характерний для мінералів піриту і марказиту, часниковий запах – для арсенопіриту (миш'якового колчедану). Якщо терти один об одного два куски фосфориту, то ми відчуємо запах горілої кістки або згорілої головки сірника.

Смак мають тільки ті мінерали, які добре розчиняються у воді. Галіт (кам'яна сіль) має солоний смак, сильвін і мірабіліт – гіркувато-солоний.

Реакція на розчин соляної кислоти. При дії на мінерал 5-10% розчином соляної кислоти вона починає "кипіти". Таким чином можна легко визначити мінерали класу карбонатів. Електричні властивості, люмінесценція, радіоактивність та інші визначаються в лабораторних умовах.

Всю кількість мінералів можна розділити на окремі надкласи, класи, підкласи і групи. Але в рамках даного курсу ми наведемо спрощену класифікацію, яка зводиться до виділення таких класів мінералів:

1. Самородні елементи – це мінерали, які складаються з одного елемента (золото, платина, графіт, сірка, алмаз).

2. Сульфіди – сполуки сірки з металами і металоїдами (пірит, галеніт, кіновар).

3. Галоїдні сполуки – (галіт, сильвін, флюорит).

4. Оксиди і гідроксиди – кисневі сполуки металів і металоїдів (кварц, гематит, опал).

5. Карбонати – солі вуглецевої кислоти (кальцит, магнетит).

6. Сульфати – солі сірчаної кислоти (ангідрит, барит).

7. Фосфати, арсенати, ванадати – переважно рідкісні мінерали, за виключенням апатиту, монациту і фосфориту.

8. Силікати – солі кремнієвих кислот (гранати, берил, авгіт, рогова обманка, тальк, польові шпати).

9. Борати – група мінералів з яких добувають бор. Серед них можна назвати борацит, людвигіт, гідроборацит.

10. Нітрати – відносно рідкісні мінерали. Найбільш поширені натрієва і калієва селітри, що найбільше застосовуються як мінеральні добрива.

11. Вольфрамати і молібдати – невелика група мінералів з яких добувають вольфрам і молібден (шеєлі, ковеліт, ферримолебдит)

12. Вуглецеві або органічні сполуки (бурштин, озокерит, асфальт).

Надра та їхня охорона

Надра -це поклади руди, нафти, вугілля, солей та інших копалин, що містяться в землі. До корисних копалин належать усі природні мінеральні утворення, які людина використовує в натуральному вигляді або після пе­реробки. Сьогодні важко знайти галузь виробництва, де б не використовували­ся мінеральні ресурси. Вони мають величезне значення для людини: джерело енергії; сировина для виробництва численних промислових ви­робів, побутових товарів; сировина для синтезу нових речовин із заданими властивостями (заміняють дерево, цемент, тканини); різноманітний будівельний матеріал (рис.1).

Надра дають 75 % сировини для хімічної промисловості, майже по­вністю забезпечують роботу усіх видів транспорту. Мінеральні добри­ва, які виробляють із корисних копалин, широко застосовуються у сільському господарстві. Мінеральні ресурси значною мірою визначають економічний потенціал кожної країни. Проте головною їх особливістю є те, що вони, на відміну від рослинних і тваринних ресурсів, належать до так званих непоновлюваних природних ресурсів. У їх використанні складається критична ситуація, яка пов'язана передусім з різким зростанням видо­бутку корисних копалин у всьому світі.

Запитання і завдання

1. Що таке кларки і мінерали?

2. Як розумієте поняття “гірська порода” і “родовище корисних копалин”?

3. За якими фізичними властивостями визначають мінерали?

4. Як утворюються мінерали?

Теми рефератів, доповідей

1. Скарби земних надр: камінь, що породжує метал.

2. Обігрівачі планети (горючі корисні копалини).

3. Кам`яна веселка самоцівітів.

4. Сучасне дослідження надр.