Сообщение о минералах и полезных ископаемых
На чтение 6 мин. Просмотров 819 Опубликовано 27.08.2019
Все свойства минералов как твердых кристаллических тел зависят от их химического состава и внутреннего строения (кристаллической структуры). Их точная диагностика производится с помощью различных аналитических методов: химического, спектрального, рентгеноструктурного, электронно-микроскопического.
Однако в полевой геологической практике часто возникает необходимость визуального определения минералов без использования лабораторных методов исследования. Простейшие свойства, по которым минералы определяются на глаз, называют диагностическими свойствами. Большинство из них являются физическими.
Следует помнить, что любой минерал может быть определен только по комплексу его диагностических свойств. Отдельные свойства могут быть одинаковыми у разных минералов или, наоборот, меняться у одного и того же минерала в зависимости от химического состава, наличия механических примесей, форм выделения.
Лишь в редких случаях отдельные свойства бывают настолько характерными, что по ним одним можно диагностировать минерал. Все диагностические свойства минералов можно разделить на три группы: оптические, механические и прочие. Свойства двух первых групп определяются для всех минералов. К группе прочих отнесены свойства, используемые для диагностики только каких-то определенных минералов.
Краткое сообщение о минералах
Что такое минерал?
Минерал – это природные однородные тела, которые представляют собой некие химические соединения и обладают кристаллической структурой. Они сформировались в результате геологических процессов, и являются частью горных пород
С латинского средневекового языка «minera» переводится как руда. Минерал это физически и химически самостоятельное твердое тело с однородным составом. Большинство известных камней свои названия получило еще в древности. История пользования минерального сырья началась еще в каменном веке.
Происхождение минералов
Процесс образования минералов ученые разбили на 3 группы:
- Гипогенные процессы. В результате застывания вулканической магмы образовались силикатные камни с дальнейшей кристаллизацией. Вначале магма, которая не вырвалась на поверхность, застывает под толщей ранее образованных пород. Так образовались силикаты с содержанием кремнезема, шпаты, слюды, гранита.
Потом в трещины образовавшихся минераловвновь попадают остатки магмы (уже более низкой температуры). Так появляются пегматиты, отличающиеся крупными размерами (берилл, турмалин, кварц).
В случае когда в них попадают ценные металлы и летучие соединения, образуются грейзены (вольфрам, кварц, топаз, молибден). Заключительный этап гипогенных процессов – это образование гидротермальных растворов с выделением воды. В результате образуются залежи золота, серебра, изумруда.
- Экзогенные процессы. Образование минералов происходит за счет влияния экзогенных факторов. Располагающиеся руды на поверхности коры подвергаются механическому разрушению за счет перепада температур,воздействиярастений и организма,наземных и подземных вод, а также человека. Ранее образовавшиеся породы начинают покрываться трещинами и распадаться на составляющие их минералы. Так образуются месторожденияграната, золота, платины,алмазов.
- Метаморфические процессы. Их суть в изменении под воздействием высоких температурпород в глубинах земного шара. Так образуются мраморы, скарны, слайсы и гнейсы.
Какие бывают минералы?
Согласно структурно-химической классификации выделяют такие минералы:
- Силикаты. Это самые распространенные породообразующие минералы. К ним относят полевой шпат, роговые обманки, плагиоклазы и другие.
- Карбонаты. В их основе соли угольной кислоты. К ним относят доломит, кальцит, магнезит.
- Оксиды и гидроксиды. В их основе кислород и элементы гидроксильной группы. К ним относят лимонит, гематит, кварц и другие.
- Сульфиды. Это соединения с серой: борнит, киноварь, пирит.
- Сульфаты. Это соединения с солями серной кислоты: барит, гипс, ангидрит.
- Галоиды. Представлены сильвином, галитом, флюоритом и другими.
- Вольфрамы. Представлены шеелитом, вольфамитом.
- Фосфаты. Представлены солями фосфорной кислоты, фосфоритами и апатитами.
- Самородные элементы, которые состоят из одного элемента: алмаз, золото, сера.
По распространенности они подразделяют на 4 типа:
- Рудные минералы. Образуются в местах значительного скопления рудных месторождений. Содержат ценные компоненты для промышленности.
- Акцессорные. Составляют до 5% горных пород.
- Породообразующие. Это минералы, которые составляют большую часть горных пород.
- Редкие минералы. Единичные или немногочисленные.
Также выделяют вторичные минералы, то есть те, которые образовались после выветривания других горных пород и минералов: цоизит, змеевик, эпидот, мусковит, тальк, кальцит, турмалин.
Физические свойства минералов
Для определения минерала люди изучают строение его кристаллической решетки, вещественный состав и физические свойства, среди которых:
- Цвет минерала. Определяется путем исследования светового излучения спектральным методом. Некоторые минералы меняют окраску в зависимости от падающегосвета. Для того, чтобы определить цвет минерала, по фарфоровой матовой поверхности проводят царапину испытуемым камнем, дабы увидеть, каким будет цвет его порошка.
- Прозрачность. Минералы делят на несколько групп: прозрачные (сквозь них хорошо видно предметы), полупрозрачные (плохо просматриваются), просвечивающие (предмет видно только через тонкую пластину из минерала) и непрозрачные (камень вообще не пропускает свет).
- Блесккак способность отражать свет. Выделят минералы с полуметаллическим (стекло, алмаз, глянец) и металлическим блеском.
- Спайность. Способность расщепляться на частицы.
- Твердость как способность сопротивляться проникновению другого вещества. Определяется царапаньем минерала ножом, другим минералом, ногтем или стеклом.
- Излом. По характеру взлома выделяют минералы с: ровным изломом, зернистым изломом, групп ступенчатым, неровным, игольчатым, землистым, раковистым и крючковатым.
- Удельный вес. Бывают легкие минералы (до 2,5 грамм на см3),средние (2,6 – 4 грамм на см3), тяжелые (от 4 грамм на см3).
- Электропроводность.
- Хрупкость и ковкость.
- Магнитность. Способность отклонять и притягивать магниты.
- Запах. При трении,смачивании, горенииминералы могут выделять разнообразные запахи.
- Жирность и шероховатость.
- Вкус. Только у тех минералов, которые растворяются в воде.
Где применяются минералы?
В производстве антиабразивных и абразивных материалов применяются такие минералы, как гранат, алмаз или агат. В радиоэлектронной промышленности используются камни с пьезоэлектрическими свойствами (кварц).
В производстве электро и радиотехники применяются мусковит или флогопит. В медицинской промышленности для производства смазок необходим тальк.
При производстве оптики незаменимым компонентом являются флюоритилиисландский шпат. При изготовлении керамической продукции используется пирофиллитиликварц. Также минералы нашли свое применение в косметологии, парфюмерии и ювелирном деле.
Самые известные минералы
В перечень самых известных минералов входят: алмаз, изумруд, рубин, сапфир, александрит, жемчуг, янтарь.
Минералы интересные факты
- Каждый минерал добывается только вручную по технологии, чтобы сохранить целостность камня.
- Алмаз является единственным драгоценным минералом, который состоит исключительно из углерода. Настоящий камень бесцветный и прозрачный. При изготовлении изделий его красят в нужный цвет.
- Минерал чароит радиоактивен и представляет опасность для человека.
- Нефрит в 2 раза прочнее стали.
- Александрит может менять цвет в зависимости от освещения. В холодном свете он приобретает зеленоватый цвет, а в теплом – багровый или фиолетовый.
Надеемся, что доклад о минералах помог Вам подготовиться к занятию, и Вы узнали много полезной информации о них. А краткий рассказ о минералах Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.
Источники:
https://kratkoe.com/kratkoe-soobshhenie-o-mineralah/
https://catalogmineralov.ru/cont/feature.html
Источник
- Бизнес статьи
- Полезные ископаемые: понятие, характеристика, классификация. Виды полезных ископаемых (таблица)
Полезные ископаемые – это образования земной коры, состоящие из минералов, химические и физические свойства которых позволяют применять их в производственно-бытовой сфере. Без многообразия веществ, которыми богата Земля, наш мир бы не был таким разнообразным и развитым. Технический прогресс был бы недостижим и непомерно сложен. Рассмотрим понятие, виды полезных ископаемых и их характеристику.
Понятия и термины, относящиеся к теме
Прежде чем разбирать виды полезных ископаемых, необходимо знать специфические определения, касающиеся этой темы. Так будет легче и проще со всем разобраться. Итак, полезные ископаемые – это минеральное сырье или образования земной коры, которые могут иметь органическое или неорганическое происхождение и применяться в производстве материально-вещественных предметов.
Месторождением полезных ископаемых называют скопление некоторого количества минерального вещества на поверхности или в недрах Земли, которые разделяют на категории в зависимости от области применения в промышленности.
Рудой называют минеральное образование, возникшее в природных условиях и состоящее из таких компонентов и в таком соотношении, что ее использование возможно и целесообразно для промышленно-технической сферы.
Когда начали добывать полезные ископаемые?
Доподлинно неизвестно, когда именно произошла первая добыча ископаемых. По данным историков, открыли завесу древние египтяне. Экспедиция была отправлена на Синайский полуостров в 2600 году до нашей эры. Предполагалось, что они добудут слюду. Однако произошел прорыв в знаниях древних жителей о сырье и материалах: была найдена медь. О добыче и обработке серебра известно из истории Греции. Римляне узнали о такие металлах, как цинк, железо, олово и свинец. Основав шахты от Африки до Британии, Римская империя осуществляла их добычу, а затем использовала для изготовления орудий.
В XVIII веке после промышленной революции полезные ископаемые стали остро необходимы. В связи с чем их добыча развивалась быстрыми темпами. Современные технологии основываются на открытиях именно того периода. В XIX веке произошла знаменитая «золотая лихорадка», в ходе которой было добыто огромное количество драгоценного металла – золота. В тех же местах (Южной Африке) открыли несколько месторождений алмазов.
Характеристика полезных ископаемых по физическому состоянию
Из уроков физики известно, что вещества способны находиться в одном из четырех агрегатных состояний: жидком, твердом, газообразном и плазматическом. В обычной жизни каждый без труда может пронаблюдать первые три. Полезные ископаемые, как и любые другие химические соединения, могут быть обнаружены на поверхности Земли или в ее недрах в одном из трех состояний. Таким образом, виды полезных ископаемых в первую очередь делятся на:
- жидкие (минеральные воды, нефть);
- твердые (металлы, угли, руды);
- газообразные (природный газ, инертный газ).
Каждая из групп – важная и неотъемлемая часть промышленной жизни. Многообразие ресурсов позволяет странам развиваться в технической и экономической сфере. Количество залежей полезных ископаемых – показатель богатства и благополучия страны.
Промышленные виды, классификация полезных ископаемых
После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых. Таблица содержит полную информацию об их характеристике:
| Тип месторождения ископаемого | Группы в его составе | Виды ископаемых |
| Горючие (топливные) | Твердое состояние | Торф, уголь |
| Жидкое/газообразное состояние | Газ, нефть | |
| Металлические | Металлы черные | Марганец, хром, титан, железо |
| Металлы цветные | Свинец, медь, кобальт, алюминий, никель | |
| Металлы благородные | Платина, золото, серебро | |
| Металлы редкие | Олово, тантал, вольфрам, ниобий, молибден | |
| Радиоактивные соединения | Торий, радий, уран | |
| Неметаллические | Сырье горнорудное | Слюда, магнезит, тальк, известняк, графит, глины, пески |
| Сырье химическое | Флюорит, фосфорит, барит, соли минеральные | |
| Строительные материалы | Мрамор, гипс, гравий и песок, глины, облицовочные камни, цементное сырье | |
| Камни самоцветные | Камни драгоценные и поделочные |
Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.
Горючие ископаемые
К какому виду полезных ископаемых относится нефть? А газ? Полезное ископаемое чаще представляется твердым металлом, нежели непонятной жидкостью или газом. С металлом знакомы с раннего детства, тогда как понимание, что такое нефть или даже бытовой газ, приходит немного позже. Итак, к какому виду, согласно уже изученных классификаций, стоит отнести нефть и газ? Нефть – к группе жидких веществ, газ – к газообразным. Исходя из их применения, однозначно, к горючим или, по-другому, топливным полезным ископаемым. Ведь нефть и газ используются в первую очередь в виде источника энергии и тепла: на них работают двигатели машин, ими отапливаются жилые помещения, с их помощью готовят еду. Сама энергия высвобождается за счет горения топлива. А если посмотреть еще глубже, то этому способствует углерод, который входит во все горючие ископаемые. К какому виду полезных ископаемых относится нефть, разобрались.
Какие еще вещества сюда относятся? Это твердые топливные соединения, образующиеся в природе: каменный и бурый уголь, торф, антрацит, горючий сланец. Рассмотрим краткую их характеристику. Виды полезных ископаемых (горючие):
- уголь – первое горючее, которое начал использовать человек. Основной источник энергии, используемый в масштабных размерах на производстве, именно благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция. Образуется он за счет остатков растений без доступа воздуха. В зависимости от удельной массы углерода в угле различают его разновидности: антрациты, бурый и каменный уголь, графиты;
- горючий сланец был образован на дне морском около 450 млн лет назад из остатков растительности и животных. Состоит из минеральной и органической части. При сухой перегонке образует смолу, которая близка к нефти;
- торф – скопление не полностью разложившихся остатков растений в условиях болот, более половины его состава – углерод. Используется в качестве горючего, удобрения, теплоизоляции.
Горючие природные вещества являются важнейшими видами полезных ископаемых. Благодаря им человечество научилось вырабатывать и использовать энергию, а также создало множество отраслей промышленности. В настоящее время потребность в топливных ископаемых стоит очень остро для большинства государств. Это крупный сегмент мировой экономики, от которого зависит благополучие стран всего мира.
Металлические полезные ископаемые: виды, характеристика
Нам известны виды полезных ископаемых: топливные, рудные, нерудные. Первая группа успешно изучена. Продвигаемся дальше – рудные, или металлические, ископаемые – то, ради чего вообще зарождалась и развивалась промышленность. Еще с древних времен человек понял, что металл дает в повседневной жизни гораздо больше возможностей, чем его отсутствие. В современном мире уже невозможно представить жизнь без какого-либо металла. В бытовой технике и электронике, в домах, в ванной комнате, даже в маленькой лампочке – он повсюду.
Как добывают? Лишь благородные металлы, которые из-за своих химических свойств не вступают в реакцию с другими простыми и сложными веществами, можно найти в чистом виде. Остальные же активно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в руду. Смесь металлов при необходимости разделяют или оставляют без изменений. Сплавы, образованные природой, «прижились» благодаря смешанным свойствам. Железо, например, можно сделать более твердым, если добавить к металлу углерод, получится сталь – прочное соединение, выдерживающее большие нагрузки.
В зависимости от индивидуальных характеристик, а также области применения рудные полезные ископаемые делятся на группы: черные, цветные, благородные, редкие и радиоактивные металлы.
Черные металлы
Черные металлы — это железо и его разнообразные сплавы: сталь, чугун и другие ферросплавы. Применяется в производстве самого различного направления: военном, судостроении, авиастроении, машиностроении.
Многие изделия из железа используются в повседневной жизни: из стали изготавливают кухонную утварь, ею покрывают многие элементы сантехники.
Цветные металлы
В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь — красная, алюминий — серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.
Цветные металлы классифицируют на:
- тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
- легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
- благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
- малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
- тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
- редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
- рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
- радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.
Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.
Неметаллические природные элементы
Подведем небольшой итог. Основные категории из таблицы «Виды полезных ископаемых» (топливные, рудные, нерудные) изучены. Какие же элементы относят к нерудным, т. е. неметаллическим? Это группа твердых или мягких полезных ископаемых, встречающихся в виде отдельных минералов или горных пород. Современной науке известно более сотни таких химических соединений, являющихся ничем иным, как продуктом природных процессов.
По масштабам их добычи и использования нерудные ископаемые опережают только топливные виды полезных ископаемых. Таблица ниже содержит основные породы и минералы, составляющие неметаллическую группу природных недр, и их краткую характеристику.
| Группа неметаллических минералов/пород | Вид породы/минерала | Характеристика |
| Сырье горнорудное | Асбест | Несгораемая горная порода. Применяют для изготовления огнестойких материалов, кровель, тканей противопожарных. |
| Известняк | Осадочная горная порода, широко используется в строительстве. При его обжиге получается негашеная известь. | |
| Слюда | Породообразующий минерал. По химическому составу подразделяется на алюминиевые, магнезиально-железистые литиевые слюды. Применяется в современной технике. | |
| Сырье химическое | Калийные соли | Осадочные горные породы, в состав которых входит калий. Используется в качестве сырья для химической промышленности и при изготовлении калийных удобрений. |
| Апатит | Минералы, содержащие большое количество фосфорных солей. Применяют для изготовления удобрений, а также в производстве керамики. | |
| Сера | Встречается в виде руды самородной серы и в соединениях. Используется в основном для производства серной кислоты, при вулканизации каучука. | |
| Строительные материалы | Гипс | Сульфатный минерал. Применяется в различных сферах деятельности человека. |
| Мрамор | Горная порода, основанная на кальците. Используют в электротехнике, для изготовления штукатурки и мозаики, памятников. | |
| Камни самоцветные | Драгоценные | Обладают красивым рисунком или цветом, блестят, легко поддаются шлифовке и огранке. Применяются для изготовления ювелирных украшений и прочего декора. |
| Полудрагоценные | ||
| Поделочные |
Нерудные виды полезных ископаемых очень важны для разных отраслей производства, строительства, а также необходимы в повседневной жизни.
Классификация ресурсов по исчерпаемости
Помимо градации полезных ископаемых по их физическому состоянию и характеристикам, рассматривают показатели их исчерпаемости и возобновляемости. Основные виды полезных ископаемых подразделяют на:
- исчерпаемые, которые в определенный момент могут закончиться и будут недоступны к добыче;
- неисчерпаемые – относительно неиссякаемые источники природных ресурсов, например, солнечная и ветровая энергия, океаны, моря;
- возобновимые – ископаемые, которые на определенном уровне исчерпаемости могут быть частично или полностью восстановлены, например, леса, почва, вода;
- невозобновимые – если ресурсы были полностью исчерпаны, возобновить их, как правило, не удается;
- заменимые – ископаемые, которые можно при необходимости заменить, например, топливные виды.
- незаменимые – те, без которых жизнь будет невозможной (воздух).
Природные ресурсы требуют бережного отношения и рационального использования, так как большинство из них имеют исчерпываемый предел, а если и будут возобновимы, то очень нескоро.
Полезные ископаемые играют важную роль в жизни человека. Без них не было бы технических и научных открытий, да и привычной жизни в целом. Результаты их добычи и переработки окружают нас повсюду: здания, транспорт, коммунально-бытовые блага, медикаменты.
Источник