Рисунок 3.1 – Средний химический состав земной коры
Таблица 3.1 – Распределение минералов в земной коре
| Класс минералов | Содержание в земной коре, весовых % |
| Силикаты | Около 75. Из них на долю полевых шпатов приходится 55 |
| Окислы и гидроокислы | Около 17. Из них кварц – 12,6; окислы и гидроокислы железа – 3,6 |
| Карбонаты (главным образом кальцит и доломит) | 1,7 |
| Фосфаты (преимущественно апатит) | 0,7 |
| Галоиды (преимущественно галит и флюорит) | 0,5 |
| Сульфиды и сульфаты (главным образом сульфид железа – пирит) | 0,4 |
| Самородные элементы | 0,1 |
Бетехтин Анатолий Георгиевич (1897-1962) – геолог, минералог, академик АН СССР. Автор классических трудов по минералогии платины, структурам руд, минералогии марганца, автор учебников по минералогии, руководств по минераграфии. Лауреат Сталинской и Ленинской премий.
Рисунок 3.2 – Кристаллическая структура алмаза (а) и графита (б)
Рисунок 3.3 – Элементы симметрии: а – плоскость симметрии (Р); б – центр симметрии (С); в, г, д – оси симметрии соответственно 3-го, 4-го, 6-го порядка (L3, L4, L6)
Таблица 3.2 – Кристаллографические сингонии
| Категория | Сингония | Характерные элементы симметрии |
| Низшая | Триклинная | C |
| Моноклинная | L2 PC | |
| Ромбическая | 3L2 3PC | |
| Средняя | Тригональная | L3 3L2 3PC |
| Тетрагональная | L4 4L2 PC | |
| Гексагональная | L6 6L2 7PC | |
| Высшая | Кубическая | 3L4 4L3 6L2 9PC |
Таблица 3.3 – Минералы – эталоны цвета
| Минерал – эталон цвета | Цвет |
| Азурит 2СuСО3*Сu[ОН]2 | Синий |
| Лимонит Fe2O3*nH2O | Бурый |
| Малахит СuСО3(ОН)2 | Зеленый |
| Молибденит MoS2 | Свинцово-серый |
| Киноварь HgS | Красный |
| Магнетит Fе3O4 | Черный |
| Халькопирит CuFeS2 | Латунно-желтый |
| Золото Au | Золотисто-желтый |
Таблица 3.4 – Относительная и абсолютная шкала твердости
| Твердость относительная (Моос) | Минерал – эталон твердости | Сравнительная характеристика | Твердость абсолютная (Розиваль) |
| Тальк | Легко царапается ногтем | 0,03 | |
| Гипс | Царапается ногтем | 1,25 | |
| Кальцит | Царапается медной монетой | 4,5 | |
| Флюорит | Легко царапается ножом | 5,0 | |
| Апатит | С трудом царапается ножом | 6,5 | |
| Ортоклаз | Царапается напильником | ||
| Кварц | Царапает оконное стекло | ||
| Топаз | Легко царапает кварц | ||
| Корунд | Легко царапает топаз | ||
| Алмаз | Не царапается ничем |
Рисунок 3.4 – Типы групп кремнекислородных тетраэдров в двух изображениях: - а – единичный изолированный тетраэдр [SiO4]4-; - б – группа из двух связанных общей вершиной тетраэдров [ Si2O7]6-; - в – группа из трех тетраэдров, связанных в кольцо [Si3O9]6-; - г – группа из четырех тетраэдров, связанных в кольцо [Si4O12]8-; - д – группа из шести тетраэдров, связанных в кольцо [Si6O18]12-
Рисунок 3.5 – Поперечные сечения кристаллов пироксенов (а) и амфиболов (б)
Таблица 3.5 – Плагиоклазы
| Название минерала | Формула | Содержание анортитовой молекулы (An) |
| Альбит (Ab) | Na[AlSi3O8] | 0-10 |
| Олигоклаз | Изоморфные смеси Ab+An | 10-30 |
| Андезин | 30-50 | |
| Лабрадор | 50-70 | |
| Битовнит | 70-90 | |
| Анортит (An) | Ca[Al2Si2O8] | 90-100 |
Рисунок 3.6 – Пертит – калиевый полевой шпат с закономерно ориентированными, так называемыми пертитовыми, вростками альбита (белое)
Рисунок 3.7 – Кварц
Рисунок 3.8 – Лимонит
Рисунок 3.9 – Боксит оолитового строения
Оолиты (греч. oon – ю яйцо и...лит) – минеральные образования в виде мелких округлых зерен концентрически-скорлуповатого, иногда радиально-лучистого строения. Размеры оолитов – от долей мм до 25мм.
Рисунок 3.10 – Кальцит
Рисунок 3.11 – Апатит (зеленовато-голубой)
Рисунок 3.12 – Галит
Рисунок 3.13 – Флюорит
Рисунок 3.14 – Пирит
Рисунок 3.15 – Гипс
Рисунок 3.16 – Ангидрит
Рисунок 3.17 – Барит (светлое)
Рисунок 3.18 – Алмаз. Имя собственное данного образца – «Горняк»
в )
Рисунок 3.19 – Примеры строения горной породы: - а) – полнокристаллическая структура, массивная текстура; - б) – порфировидная структура, плотная текстура; - в) – полнокристаллическая структура, полосчатая текстура
Таблица 3.6 – Краткая характеристика магматических горных пород
| Содержание SiO2 (кислотность) | |||||||
| Интрузивные породы | Кислые SiO2 > 65% | Средние SiO2 – 52- 65% | Основные SiO2 – 45-52% | Ультраосновные SiO2 < 45% | |||
| Гранит | Сиенит | Диорит | Габбро, лабрадорит | Дунит, перидотит, пироксенит | |||
| Эффузивные породы | Липарит, риолит, кварцевый порфир | Трахит, полевошпатовый порфир | Андезит, порфирит | Базальт, долерит, диабаз | В природе не встречены | ||
| Главные породообразующие минералы (минеральный состав) интрузивных и эффузивных пород | |||||||
| Светлые | Кварц, калиевый полевой шпат, кислый плагиоклаз | Кислый плагиоклаз, калиевый полевой шпат | Средние плагиоклазы | Основные плагиоклазы | Отсутствуют | ||
| Цветные | Биотит, роговая обманка | Роговая обманка, биотит, пироксены | Пироксены, роговая обманка, оливин | Оливин, роговая обманка, пироксены | |||
| Наиболее характерные для интрузивных пород | Структура | Полнокристаллическая, порфировидная | |||||
| Текстура | Массивная | ||||||
| Наиболее характерные для эффузивных пород | Структура | Стекловатая, афанитовая, порфировая | |||||
| Текстура | Плотная, пористая, флюидальная | ||||||
| Формы залегания | Интрузивных пород | Батолиты, штоки, лакколиты, лополиты, факолиты, дайки, силлы | |||||
| Эффузивных пород | Покровы, потоки, купола, обелиски | ||||||
Таблица 3.7 – Классификация осадочных пород преимущественно по вещественному составу
| Название группы пород | Породы – наиболее типичные представители группы |
| Глиноземистые | Латериты, бокситы |
| Железистые | Бурые железняки, сидеритовые и шамозитовые породы, железистые кварциты (джеспелиты) |
| Марганцовые | Псиломелан-пиролюзитовые и кремнисто-пиролюзитовые породы, карбонатные руды марганца |
| Фосфатные | Фосфориты |
| Кремнистые | Кремни, яшмы, диатомиты, трепела, опоки |
| Карбонатные | Известняки, доломиты |
| Соли (сульфатные, хлоридные) | Гипс, каменная и самосадочная соль |
| Каустобиолиты | Нефть, уголь, горючие сланцы, торфа |
Таблица 3.8 – Структуры обломочных пород
| Структура | Величина обломков, мм | Название породы | ||||
| Рыхлые | Сцементированные | |||||
| угловатые | окатанные | угловатые | окатанные | |||
| Псефитовая (грубообломочная) | >2,0 | >100 | Глыба | Валун | Глыбовая брекчия | Валунный конгломе-рат |
| 100-10 | Щебень | Галька, галечник | Брекчия | Галечный конгломе-рат | ||
| 10-2,0 | Дресва | Гравий | Гравийный конгломе-рат, граве- лит | |||
| Псаммитовая (песчаная) | 0,1-2,0 | 2,0-0,5 | Крупнозернистый песок | Крупнозернистый песчаник | ||
| 0,5-0,25 | Среднезернистый песок | Среднезернистый песчаник | ||||
| 0,25-0,1 | Мелкозернистый песок | Мелкозернистый песчаник | ||||
| Алевритовая (пылеватая) | 0,01-0,1 | 0,1-0,05 | Крупнозернистый алеврит | Крупнозернистый алевролит | ||
| 0,05-0,025 | Среднезернистый алеврит | Среднезернистый алевролит | ||||
| 0,025-0,01 | Мелкозернистый алеврит | Мелкозернистый алевролит | ||||
| Пелитовая | <0,01 | Глина | Аргиллит |
Существуют классификации структур обломочных пород, в которых размеры обломков несколько иные. Однако порядок чисел, указывающих величины обломков, во всех классификациях одинаков.
Таблица 3.9 – Структуры хемогенных пород
| Структура | Размер зерен, мм | Морфологические особенности |
| Грубозернистая | >1,0 | Крупные зерна легко и хорошо видимы не вооруженным взглядом (макроскопически) |
| Крупнозернистая | 1,0 - 0,5 | Зерна видны макроскопически |
| Среднезернистая | 0,5 - 0,1 | Зерна плохо видны макроскопически, но в шлифе (под микроскопом) имеют вид заметных кристаллов |
| Мелкозернистая | 0,1 - 0,05 | Макроскопически зерна не видны, в шлифе (под микроскопом) различимы, порода однородна |
| Тонкозернистая | 0,05 – 0,01 | Макроскопически порода однородна, с землистым или раковистым изломом. В шлифе отдельные зерна частью не различимы, даже при сильных увеличениях, так как, перекрываясь, сливаются друг с другом |
| Пелитоморфная | < 0,01 | Макроскопически и микроскопически порода совершенно однородна |
Рисунок 3.20 – Схема строения земной коры
Контрольные вопросы и задания
1. Характеризуйте средний химический состав земной коры. Назовите иерархию описания вещественного состава земной коры.
2. Что такое минерал?
3. Назовите принципы классификации минералов.
4. Приведите определения элементов симметрии.
5. Что такое сингония?
6. Характеризуйте диагностические свойства минералов.
7. Определите взаимосвязь между внутренним строением, химическим составом и физическими свойствами минералов.
8. Что такое породообразующие минералы? Что такое главные породообразующие, второстепенные и акцессорные минералы?
9. Характеризуйте распределение различных классов минералов в земной коре.
10. Подготовьте характеристику различных классов минералов. Приведите названия минералов, наиболее распространенных внутри различных классов.
11. Что такое горная порода?
12. Характеризуйте понятие «строение горной породы».
13. Назовите типы горных пород, слагающих земную кору. Приведите распространенность различных типов пород в земной коре.
14. Характеризуйте магматические горные породы.
15. Характеризуйте осадочные горные породы.
16. Какие полезные ископаемые связаны с магматическими и осадочными горными породами?
17. Назовите типы земной коры и характеризуйте каждый из типов.
18. Чем отличается геолого-геофизическое понимание терминов «океан» и «континент (материк)» от географического понимания этих терминов?