Генезис минералов. Классификация минералов и горных пород

Эндогенный процесс образования минералов

Эндогенные минералы являются породообразующЭндогенный процесс связан с условиями существования глубинных слоёв земной коры. Минералы формируются из магмы – силикатного огненно – жидкого расплава. В целом эндогенный процесс можно разделить на три вида минералообразования:

1) Магмагенный 2)Гидротермальный 3) Пневматолитовый

Магмагенное образование минералов связано непосредственно с магмой. По мере понижения температуры магмы при подъёме её к поверхности Земли возникают:

Дифференциация расплава, Кристаллизация и затвердение.

Всё это происходит при наличии в расплаве и окружающих породах высоких температур и давления. Таким путём образуется около 370 минералов, это главным образом силикаты полевых шпатов. Слюд, а также некоторые рудные минералы.

Гидротермальное образование минералов: при остывании магмы образуется ювенильная (магматическая) вода, чрезвычайно насыщенная различными компонентами. Эти водные растворы растекаются по трещинам пород. Окружающих массив остывающей магмы при постепенно снижающихся температурах и давлении, что приводит к последовательному осаждению из растворов различных минералов. Таким путём образуются кальцит, барит, флюорит, самородные элементы (серебро, золото, ртуть), сульфиды (пирит) и другие.

Пневматолическое образование минералов: при остывании магмы идёт бурное выделение газовых компонентов, таких. Как сероводород H2S, фтористый водород HF, а также выпадают бор В, фосфор Р, сера S и другие. Далее в условиях более низких температур они образуют, иногда минуя жидкое состояние, кристаллические минералы: самородную серу, боросодержащие минералы и некоторые другие.

ими в магматических горных породах. Много их входит и в состав горных осадочных пород, куда они попадают после разрушения магматических горных пород в процессе выветривания.

Экзогенный процесс образования минералов

Экзогенный процесс образования минералов свойствен поверхности и самой верхней части земной коры. Минералы здесь образуются как в континентальных, так и в морских условиях, в тесном контакте и взаимодействии между собой земной коры, атмосферы, гидросферы и биосферы. В сложных процессах минералообразования принимают участие кислород, углекислота из воздуха атмосферы, различного состава водные растворы, живые растительные и животные организмы, их остатки и продукты жизнедеятельности, колебания температур, солнечная энергия.

Многообразие условий в экзогенном процессе можно разделить на три основных вида минералообразования:

1) Разрушение одних и создание других минералов

2) Выпадение из водных растворов

3) Биогенное формирование

Метаморфический процесс: минералы эндогенного и экзогенного генезиса на некоторой глубине в земной коре в какой – то период времени могут попасть под воздействие повышенных давлений, температур (как правило, не выше температуры их плавления), под влиянием горячих вод и газов. Возникают новые термодинамические условия, не свойственные условиям существования этих минералов.

Парагенезис (от греч. «пара» - возле, подле), или природная ассоциация, - это совместное нахождение минералов в природе. Обусловленное общностью процесса их образования при сходных физико-химических и геологических условиях. Минералы находятся в горных породах и месторождениях в виде комплексов, взаимосвязанных единым процессом образования. Эти комплексы выдерживаются с большим постоянством.

Классификация минералов основана на разделении их по химическому составу и структурным (кристаллохимическим) связям. Основные породообразующие и некоторые рудные минералы, которые изучаются в программе этого курса, входят в следующие классы:

I Cамородные элементы. - минералы состоят из одного химического элемента (алмаз С);

II Окислы - минералы-соединения кислорода (О) с различными элементами (кварц SiO2);

III Гидроокислы - минералы состоят из соединения гидроксильной группы (ОН)с различными элементами (лимонит Fe2 O3 n H2O);

IV Сульфиды – минералы, состоящие из соединения различных элементов с серой S (пирит FeS2);

V Сульфаты - минералы, представленные солями серной кислоты SO4 (гипс CaSO4 2H2O);

VI Галоиды - минералы - соли галоидноводородных кислот (галит NaCl);

VII Карбонаты - минералы с анионной группой [СO3]-2 в структуре (кальцит CaCO3);

VIII Силикаты – минералы сложного химического состава. Основой кристаллической решетки силикатов является кремнекислородный тетраэдр [SiO4]-4. Сочетания тетраэдров определяют внутреннюю структуру силикатов. По структуре выделяют: островные (оливин), цепочечные – одна цепь (авгит), ленточные – двойная цепь (роговая обманка), листовые - слой (биотит), каркасные (полевые шпаты).

Магматические породы образуются в результате кристаллизации магмы при её остывании в недрах земной коры или на ее поверхности. Магма (от греч. magma – тесто) - это огненно-жидкий (Т=1000…13000С) сложный силикатный расплав, насыщенный газами, который поднимается из верхней мантии Земли.

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под воздействием высоких температур и давлений.

Грунт

Грунт— любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные системы, являющиеся компонентами геологической среды и объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Различают:

скальные и полускальные грунты — монолитные грунты с жёсткими структурными связями;

дисперсные грунты — раздельнозернистые грунты без жёстких структурных связей: связные — глинистые, и несвязные — песчаные и крупнообломочные.

Грунты могут быть использованы в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др.

5) Верховодка - безнапорные подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности и не имеющие сплошного распространения. Образуются за счёт инфильтрации атмосферных и поверхностных вод, задержанных непроницаемыми или слабо проницаемыми выклинивающимися пластами и линзами, а также в результате конденсации водяных паров в горных породах.

Грунтовые воды, - подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта. Образуются главным образом за счёт инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озёр, водохранилищ, оросительных каналов; местами запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счёт конденсации водяных паров.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

Артезиа́нские во́ды — напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных геологических структур (впадин, мульд, флексур и др.), образуя артезианские бассейны. При вскрытии буровой скважиной или шурфом артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта, иногда фонтанируют. Источники артезианского типа относятся к важнейшим полезным ископаемым. Обычно залегают на глубине от 100 до 1000 метров.

Подзе́мные во́ды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.