Презентация на тему петрология

крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра

жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя — твёрдая.
В центре планеты, температура до 7 000 К, а давление может достигать 360 ГПа (3,6 млн. атм.). Часть тепловой энергии ядра передаётся к земной коре посредством плюмов. Плюмы приводят к появлению горячих точек и траппов.

следует кремний (14,5%), магний (11,0%), никель (3,0%), кальций (1,4%),

алюминий (1,2%), сера (1,4%) и прочие 2,0%.

В составе Земле наиболее распространены четыре элемента: О, Fe, Si, и Мg, — на их долю приходится более 91% состава Земли

земного ядра:
внутреннее ядро 1,7% массы Земли — железо-никелевый

сплав (вероятно, около 10% никеля, 90% железа);
внешнее ядро 30% массы Земли — смесь железа и серы, содержащая в основном железо, примерно 12% серы, и, вероятно, около 2% никеля. В незначительном количестве присутствуют окислы магния.

В составе мантии Земли преобладают кислород, кремний и алюминий, в меньшем количестве присутствуют магний и железо. В целом она представлена так называемым пиролитом — сложным комплексом пород ультраосновного состава.

составе, строении, свойствах, условиях образования и изменения. Зародилась эта

наука в глубокой древности в процессе практической деятельности, человека. О тесной связи минералогии и практики говорит само название науки: латинское слово «minera» в переводе означает руда, рудник, рудная жила.

Под минералом понимается продукт природных физико-химических процессов в земной коре или в космосе, обособленный от окружающей среды и обладающий определённым химическим составом и кристаллической решёткой.

земной коре или в космосе, обособленный от окружающей среды

и обладающий определённым химическим составом и кристаллической решёткой.

Предметом минералогии являются не только продукты природных процессов — минералы, а и сами процессы, при которых возникают или претерпевают различные изменения эти продукты.

В настоящее время учеными открыто около 3000 минералов , каждый год обнаруживают 20-30 новых видов минералов.

почти все химические элементы таблицы Менделеева, однако их участие

в составе минералов неодинаковое.
Наряду с главными элементами, определяющими самостоятельность минерального вида, имеются элементы, входящие в минерал лишь в качестве примесей. Так, например, кремний (Si) образует более 400 минералов, примесями могут быть Са, Mg, Fe, Mn, Al, Сr.
В настоящий момент не известны минералы образованные рубидием(Rb)и гафнием (Gf).
                    

случае образования минерала из одного химического элемент они называются

гомоатомные. К ним относятся минералы типа простых веществ и самородных элементов. Например золото, серебро, платины, алмаз, и т.п. эти минералы имеют специфические свойства:
- инертность в отношении химического взаимодействия с другими элементами. Они как правило химически устойчивые в условиях   земной   поверхности;
- практически всегда имеют примеси, хоть в небольших количествах (доли %);
- в структурном отношении они в большинстве своем кристаллизуются в кубической сингонии.

представляют собой бинарные соединениями, т.е. соединения в состав которых

входят только два элемента (катион и анион). Катионы в них могут образовывать соединения с различными анионами. Например: с серой – сульфиды ( FeS2  ) с хлором – хлориды (NaCl)  , с фтором – фториды (CaF2)
Среди них встречаются такие, у которых несколько катионов соединены с определенным анионом (халькопирит - CuFeS2, перовскит - CaTiO2).
Эти соединения также рассматриваются как бинарные: у которых сумма положительно заряженных частиц (+) находится в строгом соответствии к сумме отрицательно заряженных частиц (-).

В результате соединения нескольких химических элементов образуются минералы различного состава, среди которых особенно развиты простые, комплексные и двойные соли

природе минералов. Они характеризуются определенными радикалами, т.е. группами атомов

с отрицательной валентностью, которые участвуют в химических реакциях как одно целое;
Главными радикалами являются: силикаты-SiO4, фосфаты-PO4, карбонаты-CO3, сульфаты-SO4, нитраты-NO4; 
Радикалы являются комплексными анионами и присоединяют при образовании минералов количество катионов, необходимое для компенсации отрицательной валентности. В комплексных анионах малые высоковалентные катионы, окружены большими низковалентными анионами. Например: в силикатах - очень мелкие ионы кремния (Si) окружены крупными атомами кислорода (О);
Комплексные анионы представляют собой в кристаллической решетке самостоятельные анионные группы с небольшим координационным числом центрального катиона. Прочность валентной связи между центральным катионом комплекса и окружающими его анионами больше, чем между этими анионами и катионами расположенные вне комплекса. Например: для кальцита внутри группы заряд углерода равен +2, а КЧ=3, т.е. прочность связи между С и О выражается отношением 4/3, в то время как вне комплекса заряд кальция =2, а координационное число = 6, т.е. прочность связи между Са и О = 2/6 (1/3).
Внутри комплекса прочность связи всегда >1.
Комплексные анионы по сравнению с простыми ионами выделяются большой величиной своих радиусов. Например: радиус сульфат-иона (SO4)=2,95А, а радиус О=1,32 А;   
В минералогии в качестве комплексных ионов встречаются почти исключительно радикалы простых кислородных кислот.          

в минеральном мире. Они представляют собой соединения, содержащие два

или более типов катионов, занимающих в кристаллической решетке особые места.
Обычно кислородный радикал у обеих солей бывает одинаков, например: доломит – CaMg[CO3]2, но также бывают двойные соли с различными кислотными радикалами: каинит – KCl*Mg[SO4]*3H2O.          .
Наиболее склонными к образованию двойных солей оказываются катионы, обладающие наибольшей основностью, уменьшающейся с увеличением заряда катиона и уменьшением размера ионного радиуса.
Наиболее активные катионы обладают наибольшим ВЭКом, к ним относятся щелочные металлы К+, Na+ и т.д.
Понятие ВЭКа был введён А.Е.Ферсманом в середине 50-х годов прошлого века.
ВЭК – средний пай энергии, вносимый данным ионом в кристаллическую решётку, отнесённый к единице валентности.

отражает качественную и количественную характеристику слагающих минерал элементов.
Формулы минералов

могут быть эмпирическими и структурными.
Эмпирические формулы выражают количественный состав минералов и не дают представления о сочетаниях и связях составляющих минерал элементов;
Структурные формулы не только дают представление о химическом составе, но и позволяют судить о типе химического соединения и о взаимных связях между отдельными элементами.
Формулы минералов составляются по данным валового химического анализа и выражаются в %.
При сокращённом написании структурных формул близко связанные друг с другом атомы выделяют в группы посредством круглых скобок, а радикалы – квадратные скобки. Например: форстерит –  Mg2[SiO4], каолинит – Al4(OH)8[Si4O10]          .
Молекулы воды в кристаллогидратах пишутся в конце формулы Например:гипс -Ca[SO4]*2H2O. 
Если в формуле есть дополнительные анионы ОН,  и др. они ставятся перед радикалом Например: апатит - Ca5(F,Cl,OH)[PO4]3.
Изоморфные группы заключаются вместе в круглые скобки и отделяются друг от друга запятыми, причем элементы присутствуют в большом количестве пишутся впереди.
Например: сфалерит - (Zn, Fe, Mg, Cu, Ge, Yn, Tl,) S.

основной объем породы (> 5%).
Критерий отнесения минерала к главным

- его устойчивое присутствие в разных образцах одной и той же породы с
относительно небольшими колебаниями.

Второстепенные минералы составляют 1-5% породы, но также
устойчиво присутствуют в разных образцах одной и той же породы с относительно небольшими колебаниями.

Акцессорные минералы составляют <1% породы и также
устойчиво присутствуют в разных образцах одной и той же породы.

минералы, кристаллизующиеся в процессе формирования породы (почти все главные

минералы).

Первичные минералы нельзя считать строго одновозрастными, т.к. процесс формирования породы является длительным и протекает при различных условиях.

Первичный минеральный состав магматических пород формируется в результате последовательной кристаллизации магматического расплава.

Первичные минералы осадочных пород являются продуктами
длительных и сложных процессов седиментогенеза и диагенеза.

В метаморфических породах первичными являются минералы, равновесные в термодинамических условиях метаморфизма.

результате привноса вещества в процессе изменения горных пород, т.е.

после кристаллизации первичных минералов.
Их происхождение связано с другими, более поздними процессами – термодинамическим метаморфизмом, наложенным гидротермальным или экзогенными процессами.

Реликтовые минералы имеют более древний возраст, чем первичные минералы. Они тем или иным образом захватываются породой при ее формировании. Сами минералы при этом почти не изменяются.
Реликтовые минералы характерны для метаморфических и метасоматических пород.

Ксеногенные (чуждые) минералы – не характерные для данной породы. Они образуются за счет переплавления в магме обломков чужеродных пород (глиноземистых, карбонатных и т.д.).

на месте, в самой породе путем кристаллизации из растворов

или перекристаллизации.

Аллотигенные минералы - это минералы, привнесенные механически, обломочные или терригенные.

В метаморфических породах выделяют три группы минералов:
- образовавшиеся при перекристаллизации минералов субстрата без изменения состава;
неоминералы, возникшие за счет неустойчивых в данных термодинамических условиях минералов субстрата;
реликтовые минералы, устойчивые в конкретных условиях метаморфизма.

и оксиды.
Главные минералы осадочных пород – карбонаты, сульфаты,

галогениды, оксиды, силикаты.

Самые распространенные – ПШ (60%), Q (12%), Px (12%).

Средний минеральный состав магматических горных пород (по Т. Барту)

минеральный состав осадочных пород существенно отличается
от магматических, но в

химическом отношении эти группы почти
тождественны.
Минеральный состав отражает генетические различия в условиях и
процессах формирования пород, тогда как химический состав говорит
о единой природе первичного вещества.

по составу и строению кристаллические вещества, образовавшиеся в результате

природных физико-химических процессов. Изучению минералов посвящена одна из ветвей геологии - минералогия.

Минералогия - это наука о составе, свойствах, строении и условиях образования минералов.

природе определяются особенностями их внутреннего строения,составом,усло-
виями образования.
Большинство минералов- кристаллические

вещества.
Одиночные кристаллы в природе встречаются сравнительно редко, чаще приходиться иметь дело с минеральными агрегатами.

друзами

горных пород. К формам заполнения пустот относятся конкреции,секреции,сталактиты,сталагми-ты,дендриты

плоская сетка

отсутствует или только С
L2, Р,

L2PC

Три оси L2, три Р и центр симметрии С

а ≠ b ≠ с; α≠β≠γ≠ 90°

а ≠ b ≠ с; α=γ= 90°; β≠ 90°

а ≠ b ≠ с; α= β =γ= 90°;

= b = с; α=β=γ≠ 90°
а = b ≠

с; α= β=γ=90°

а = b ≠ с; α= β = 90°; γ ≠ 90°;

Средняя категория симметрии (одна основная ось третьего, четвертого или шестого порядка)

Одна ось четвертого порядка – L4

Одна ось шестого порядка – L6

симметрии
Обязательно три оси четвертого порядка – 3L4
а = b

= с; α= β=γ=90°

и ромбическая сингонии.
моноэдр
пинакоид
диэдр

и ромбическая сингонии.
Ромбическая призма
Ромбическая пирамида
Ромбическая дипирамида
Ромбический тетраэдр

(тригон)
Тригональ-ная призма
Тригональная пирамида
Триго-
нальная
дипирамида
Сечение -дитригон
Дитригональ-ная призма
Дитригональная пирамида
Дитри-
гональная
дипирамида

трапецоэдр
Тригональный скаленоэдр
ромбоэдр

(тетрагон)
Тетрагональ-ная призма
Тетрагональ-ная пирамида
Тетрагональная дипирамида
Сечение-дитетрагон
Дитетрагональ-ная призма
Дитетрагональ-ная пирамида
Дитетрагональная дипирамида

тетраэдр
Тетрагональный скаленоэдр
Тетрагональный трапецоэдр

шестиуголь-ник (гексагон)
Гексагональ-ная призма
Гексагональная пирамида
Гекса-
гональная
дипирамида
Сечение - дигексагон
Дигексагональ-ная призма
Дигексагональ-ная пирамида
Дигекса-
гональная
дипирамида

трапецоэдр

путем усложнения граней данных фигур.
Простые формы кристаллов: кубическая сингония.

лежит тетраэдр

- октаэдр

комбинирования простых

Но он относится не к гексагональной, а к тригональной

сингонии, т.к. на самом деле кристалл кварца – дитригональная призма и имеет основную ось симметрии третьего порядка.

(гипс)

кристаллов турмалина в горном хрустале ( волосы Венеры).

другой или одних кристаллов на другие.
Рутил (эпитаксия кристаллов)

(справа) и нашатыря.(внизу).

- снежинки

помощью царапания, называется шкалой Мооса (шкала твердости в минералогии).

Эталонами являются 10 минералов, которые располагаются по порядку возрастающей твёрдости. В состав шкалы входят 10 эталонов твёрдости: 1 — тальк; 2 — гипс; 3 — кальцит; 4 — флюорит; 5 — апатит; 6 — ортоклаз; 7 — кварц; 8 — топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.

Минералы, имеющие твердость ниже 7 — мягкие, а те, у которых выше 7 — твердые. В целом твердость у главной массы природных соединений колеблется от 2 до 6. В 1811 году шкалу твердости предложил немецкий минеролог Фридрих Моос.

Твёрдостью камня является сопротивление, которое происходит на его поверхности, когда по нему царапают иным камнем или каким-то предметом; твердость заключается в мере связности структуры атомов вещества. В зависимости от того, в каком направлении производится царапание, твёрдость камня изменяется. От остальных минералов кианит отличается большим диапазоном твердости. Изменение его твердости от 5 до 7. В одних направлениях его можно поцарапать ножом, а в других нельзя.

химическому составу и
физическим свойствам

Горная порода – природное тело,

состоящее из одного или нескольких минералов

Гранит (горная порода) состоит из минералов

Кварц

Полевой шпат

Слюда

в результате
оседания под действием силы тяжести и накопления

осадков на дне водоемов и на суше

Органические осадочные горные породы образуются из разложившихся остатков

растений и животных .
Торф (это разложившаяся или полуразложившаяся моховая и травяная, в
меньшей степени древесная, растительность ; цвет- от желтоватого до
коричневого и черного – зависти от степени разложения растительных остатков)

ОРГАНИЧЕСКИЕ ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

ТОРФ

растений , живших
в прошлые геологические периоды)

морских
организмов, преимущественно простейших водорослей
Известняк ( образуется

в основном из скелетов и раковин древних морских
организмов).В зависимости от примесей известняки различаются по цвету-
от белого до желтого и даже черного

ОСАДОЧНЫЕ

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Обломочные горные породы образуются при разрушении различных
горных пород ( в основном магматических ) под действием воды, воздуха,
организмов, изменений температуры и перемещении их обломков текущими
водами, ледниками, ветром

Песок

Валуны

Гравий

в результате осаждения
из воды водоемов растворенных в них

минеральных веществ

Каменная соль

Калийная соль

Гипс

горные породы ( метаморфизм – превращение)- продукты преобразования осадочных

и магматических пород в глубине Земли под воздействием высоких давления и температуры. Метаморфические горные породы по своим свойствам совершенно не похожи на те породы, из которых они образовались. Происходит изменение физических свойств породы, в первую очередь, ее кристаллической структуры, меняется облик породы

Метаморфические горные породы ( метаморфизм –превращение)- продукты
преобразования осадочных и магматических пород в глубине Земли под
воздействием высоких давления и температуры.

Метаморфические горные породы по своим свойствам совершенно
не похожи на те породы, из которых они образовались. Происходит
изменение физических свойств породы, в первую очередь, ее
кристаллической структуры, меняется облик породы

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД

Песчаник
(рыхлый)
Кварцит
(твердая, прочная
кристаллическая порода)

71%

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ – 20%

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ – 9%

глубинах Земли или на её поверхности в ходе различных

геологических процессов.

наука, её значение и место среди других наук

По происхождению

(генетически) выделяются три типа горных пород:

магматические, образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидких природных преимущественно силикатных расплавов - магмы и лавы;

осадочные, формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химического разрушения существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов;

метаморфические, возникающие при преобразовании магматических, осадочных или ранее образовавшихся метаморфических пород в глубинах Земли под воздействием высоких температур и давлений.

Петрография - наука, занимающаяся изучением состава, строения, происхождения и закономерностей распространения горных пород. Литология – наука, изучающая осадочные горные породы.