Вещественный состав Земли. Минералы

Как вам известно, окружающий мир состоит из разнообразных химических элементов, которые встречаются как в виде соединений, так и в "чистом" виде. На более высоком уровне организации материи находится царство минералов, количество которых около 2500, а вместе с разновидностями более 4000. Минералом называется продукт естественной химической реакции, обладающий определенными физическими и химическими свойствами и относительно постоянным составом. В отличие от естественных (природных) минералов существуют минералы, созданные искусственным путем. Предметом нашей беседы являются природные минералы. В верхней каменной оболочке Земли наиболее часто встречаются кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. На долю их приходится более 98 % массы земной коры. Остальные химические элементы встречаются в незначительном количестве. Большой вклад в выяснение распространенности химических элементов в земной коре принадлежит геохимику Р. Кларку. Его именем названо процентное содержание какого-либо химического элемента в земной коре - кларк элемента. Кларк элемента определяет количество и частоту встречаемости минералов в природе.

Процессы минералообразования весьма сложны и разнообразны и проходят на Земле с самых ранних этапов геологической истории до наших дней. Геологические процессы, происходящие на Земле, идут либо с поглощением, либо с выделением энергии. В зависимости от этого они подразделяются на эндогенные (внутренние) и экзогенные (внешние). Первые происходят за счет внутренней энергии Земли, вторые - за счет энергии Солнца. Поэтому процессы минералообразования идут как в недрах Земли, так и на ее поверхности. Высокая температура в недрах Земли в сочетании с большим давлением приводят к расплавлению вещества. Расплав называется магмой, которая может изливаться на поверхность, и в этом случае ее называют лава. Минералы, которые образовались из остывшей магмы, называются магматогенными. Наиболее характерными из них являются силикаты - полевые шпаты, оливин и др. При движении магмы к земной поверхности из нее выделяются летучие компоненты и водные растворы — гидротермы. Процесс возникновения минералов из газообразных выделений (эманации) называется пневматолитовым, а из водных растворов - гидротермальным. Процесс замещения одних минералов другими носит название метасоматоза. Образовавшиеся тем или иным путем минералы могут подвергаться вторичным преобразованиям, называющимся метаморфизмом.

В условиях земной поверхности минералообразование обусловлено выветриванием, осадочным процессом или жизнедеятельностью растений, животных, микроорганизмов.

По геометрической форме и физическому состоянию все минералы делятся на кристаллические и некристаллические, или аморфные, т.е. не имеющие определенной формы.

Кристаллические минералы имеют правильную геометрическую форму и упорядоченную кристаллическую решетку. Как известно, любой геометрической форме свойствены элементы симметрии: центр, оси и плоскость симметрии. В 1869 г. А.В. Гадолин доказал, что в кристаллах можно встретить 32 различных сочетания элементов симметрии, называемых видами симметрии. Виды объединяются в более крупные подразделения - сингонии, их семь. Каждая из них характеризуется определенным набором элементов симметрии: кубической, тетрагональной, тригональной, ромбической, гексагональной, моноклинной и триклинной.

По частоте встречаемости в природе все минералы подразделяются на породообразующие и акцессорные, или редкие. Из всего многочисленного царства минералов лишь незначительное их количество слагают массы горных пород. Вот эти минералы и относятся к породообразующим, которых насчитывается около 30. Среди них наиболее распространены кварц, слюды, гипс, полевые шпаты, кальцит, доломит, глауконит, гранаты. Акцессорные минералы имеют не менее важное значение, являясь ценньми полезными ископаемыми. К ним относятся не только всем известное золото, но и такие минералы, как, например, алмаз, киноварь, галит, галенит, сфалерит и др.