Минерал и горная порода: в чем отличие между этими понятиями?

В чем отличие минерала от горной породы? Некоторые люди считают, что эти понятия синонимичны. В действительности горные породы – это смеси разнообразных минералов. В зависимости от того, как минералы сочетаются между собой, они способны создавать разнообразные породы с разным набором физических свойств. К примеру, на основе кварца могут образовываться абсолютно разные горные породы – гранит и базальт.

Минералы горные породы почва
Гранит

Минералы обладают следующими свойствами:

  • В большинстве случаев имеют однородную кристаллическую структуру, также их структура может быть аморфной. Они бывают твердыми (сера), жидкими (нефть) и газообразными (углекислый газ).
  • Наличие цвета. Минералы бывают прозрачными, полупрозрачными, мутными. Любой из минералов обладает конкретным цветом. Например, графит – черный, а малахит – зеленый.
  • Спайность. У всех минеральных пород есть способность раскалываться по нескольким направлениям. В зависимости от того, насколько минерал твердый, он будет раскалываться по-разному. Различают весьма совершенную спайность (кусочки от минерала откалываются тонкими пластами), совершенную (куски в виде кристаллов откалываются при механическом воздействии), среднюю (отколотые частички обладают неправильной формой), несовершенную (плоскости у отколовшихся кусочков неровные) и весьма несовершенную (минерал ломается, как стекло).
  • Способность оставлять порошковый след на фарфоровой пластинке. Любой минерал способен рисовать на фарфоре, при этом цвет его следа не всегда совпадает с цветом самого минерала.
Минералы горные породы почва
Базальт

Ученые выделяют больше 3 тысяч основных видов минералов, но наиболее распространены лишь 300. Изучением минералов занимается минералогия, а горные породы изучает петрография.

Камень и минерал – это одно и то же?

Часто в обыденной жизни мы употребляем как синонимы слова: камень, минерал, самоцвет, а на самом деле, давайте разберемся — синонимы ли это?

Минерал – это химическое вещество одного вида, имеющее кристаллическую структуру. Если состав по химическим веществам незначительно различается, а структура схожая, то по цвету или другим особенностям, выделяют разновидности. Например, кварц, в зависимости от особенностей состава имеет виды: горный хрусталь, аметист, халцедон, цитрин.

Камень – более широкое понятие. По определению Википедии, это минерал или твердая горная порода природного происхождения, кроме песка и металлов.

Минералы горные породы почва

Большинство драгоценных камней – это минералы.

Магма (от греческого «месиво», «огненно-жидкий расплав») — имеет температуру около 1500 градусов Цельсия. В процессе остывания магмы образуются породы и минералы. Если остывание происходит на глубине, то говорят о плутонических (от Плутона – Бога земных недр), а если на поверхности земной коры – о вулканитах (от Вулкана – Бога огня и кузнечного искусства).

Лавы и магмы могут быть различными по химическому составу и вязкости, что также влияет на создание (кристаллизацию) минералов и их классификацию в дальнейшем – по времени образования, по глубине, по «кислоте» магмы и т.д.

Кристаллы различных минералов образуются не в самом процессе остывания (разные минералы «мешали» бы друг другу), а в ходе так называемых постмагматических процессов. В пустотах пород растут кристаллы и тогда образуются изумруды, сапфиры, топазы, кварцы, рубины, александриты – типичные представители постмагматического процесса минерализации.

Изумруд Рубин Топаз Сапфир Дымчатый кварц Александрит

Если у поверхности температуры низкие, то образуются не прозрачные, а «узорчатые» минералы, такие, как опал, агат, малахит, например.

Халцедон (на фото представлена его разновидность – агат) формируется в приповерхностных условиях.

Особняком от всех стоит «царь» алмаз. Он может быть ровесником Земли. У него особые условия образования – в мантии на глубине более 100 км при высочайших давлении и температуре. На поверхность земли он «доставляется» кимберлитовыми трубками.

Осадочное происхождение – это другой длительный процесс образования горных пород и минералов. В его основе – внешние воздействия атмосферы и вод. Осадками или реками породы переносятся с поверхности, при этом происходит их выветривание и вымывание. Непосредственно осадочное происхождение имеют янтарь, гагаты, коралл и жемчуг.

Янтарь Гагат Коралл Жемчуг

  • Метаморфоза означает полное изменение или преображение (от древнегреческого «превращение»).
  • Горные породы магматического и осадочного происхождения в зависимости от физико-химических условий, таких как: температура, давление, газы, химическое влияние магмы и катализирующих веществ, полностью изменяются.
  • Ученые выделяют следующие виды метаморфизма: погружения (увеличение давления и циркуляции водных растворов); нагревания; гидратации (горные породы взаимодействуют с водными растворами); дислокационный метаморфизм (тектонические сдвиги); импактный (падение метеоритов, взрывы).
  • Примеры камней метаморфического происхождения: гранаты, мрамор, кварциты, полевой шпат.

Гранат Мрамор Розовый кварц Полевой шпат

  1. Аммолит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец, янтарь – все это камни, причина возникновения которых – окаменелости различных видов органики: смолы деревьев, моллюсков, морских беспозвоночных.
  2. Аммолит – часть окаменелости слоя раковины (в отличие от аммонита – окаменевшего моллюска).
  3. Гагат – разновидность твердого черного угля, из частей древних растений.
  4. Жемчуг – образуется в раковине как перламутровые слои, покрывающие инородные тела, попавшие в моллюск.
  5. Коралл – древовидные образования, имеющие известковую структуру, обитают в теплых морях.
  6. Окаменелое дерево.
  7. Перламутр – радужный слой некоторых видов моллюсков, название означает «мать  жемчуга» в переводе с немецкого.
  8. Чертов палец – это раковины древних головоногих моллюсков белемнитов, которые существовали примерно 185 миллионов лет назад.

Минералы горные породы почва

Янтарь – окаменелая смола деревьев, росших более 40 млн. лет назад.

Каждый из этих камней имеет уникальную историю происхождения и свойства, но все вместе они образуют группу камней органического происхождения.

Предлагаем ознакомиться  Поросята мраморной породы

Подведем итоги

Таким образом, все камни (и не только драгоценные, т.к. классификация камней и минералов до сих пор продолжает совершенствоваться), могут быть минерального или органического происхождения.

Минеральное происхождение  — это три вида процессов, в результате которых образовывались горные породы и минералы:

  • магматическое;
  • осадочное и
  • метаморфическое.

Органическое происхождение имеют: аммолит, буранит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец и янтарь.

Классификация минералов

Классификация минералов производится на основе состава:

  • Самородные минералы, состоящие только из одного основного химического элемента. К ним относятся сера, золото, графит. Их насчитывается около 90 видов.
  • Сульфиды. Так называются соединения, которые состоят из нескольких элементов, один из которых — сера. К сульфидам относят сфалерит и галенит. К этой группе принадлежит еще и пирит, который еще называется «золотом дураков», потому что соединение обладает блеском и характерным желтым цветом.
  • Сульфаты. Данное название носят натуральные соли серы. Известно около 260 видов сульфатов, самые используемые среди них – гипс и барит. Последний выделяется своими способностями нейтрализовать вред рентгеновских лучей.
  • Галоиды – группа минералов, которые образовались в результате химической реакции между галогенами и другими элементами. В состав этого вида входит около сотни минералов – все они являются осадками соленых озер и морей. Наиболее распространенный галоид – это хлорид натрия.
  • Фосфаты. В группу входят соли фосфорной кислоты, которых насчитывается около 350 видов. Одно из наиболее популярных фосфатных соединений – бирюза. К этой группе причисляются и такие драгоценные камни, как апатит и пурпурит.
  • Карбонаты. Под этим названием объединяют соли угольной кислоты. Среди них выделяется доломит. В Альпах есть массив, который почти полностью состоит из этого минерала. Горы называются Доломитовые Альпы. Под воздействием солнечного света они приобретают розовый цвет.
  • Окислы – образуются при соединении оксидов с металлами. Ученые описали около 300 разновидностей этих минералов. К наиболее распространенным окислам относятся кремень, опал и александрит. Наиболее необычным видом этой группы можно назвать аметрин – довольно редкий драгоценный камень.
  • Силикаты. Данная группа является наиболее многочисленной. В силикатах содержится алюминий и кремний. В состав этих минералов входят ионы железа, магния, натрий, калий и многие другие микроэлементы. К наиболее известным минералам группы относятся глины, полевой шпат, изумруд, турмалин, нефрит и др.

Горные породы и минералы: чем отличаются и какие есть, примеры и свойства

Интерес к изучению земли проявлялся у людей с давних времен. Но сейчас геология стала необходима не только с точки зрения научных целей, но также важна и в социальном плане.

Геология изучает горные породы и минералы, а также их образование. Важно знать, что земная кора состоит из пород и минералов.

Те, кто не интересуется изучением камней, используют эти слова как синонимы, но это неправильно.

Причины для такого употребления двух разных терминов, все же, есть. Ведь одно без другого существовать не может. Так чем отличаются эти объекты исследований?

Минерал – это однородный сегмент, состав которого одинаков, где бы его не нашли. Он может отличатся разными свойствами, как физическими, так и химическими, но все же – это цельный объект. В отличие от горной породы.

Сами породы состоят из комплексов различных вкраплений, в том числе – минеральных. Поэтому описанные выше геологические элементы являются лишь частью горных пород. Разумеется, что горная порода может быть разной по составу: магматической, осадочной или метаморфической. Это значит, что минералы внутри нее тоже находятся в таком же агрегатном состоянии.

Для детального изучения, нужно рассматривать горные породы и минералы отдельно. Чтобы разобраться в этом вопросе, не нужно уходить в дебри геологии. Достаточно лишь знать основы.

В природе существует большое количество горных пород и минералов. Поэтому процесс их изучения постоянно расширяется, находятся новые особенности в формировании, различных комбинациях химических элементов или других уникальных свойствах конкретных земных агрегатов.

Ученым уже недостаточно идти на край света с киркой и лопатой. Конечно, полевые экспедиции являются первым, и во многом даже главным, этапом геологических исследований. Но перед этим есть еще предварительный анализ и изучение ландшафта, что необходимо для точного определения места исследования. А уже после этого собирается экспедиция.

  1. Залегание породы.
  2. Ее виды.
  3. Возраст.
  4. Характер изменений (с учетом возраста).

Выбираются породы, которые лучше всего подходят для изучения. К примеру, цель экспедиции – изучить количество кварца в какой-то географической области. Под это требование подходят те образцы, в которых много кварца, и те – в которых его почти нет. Так исследователи смогут проанализировать, как обе крайности могут влиять на структуру агрегата в определенном участке земли.

В полевой дневник также вносятся координаты, где были обнаружены образцы. Также образцы изучают в проходимом и отраженном свете, тщательно фотографируют, зарисовывают, оформляют описание.

И только потом образцы минералов и горных пород отправляют в лабораторию для дальнейших исследований.

Химический анализ указывает на изотопы, наличие радиоактивных элементов, и других частиц, которые находятся в образце. Физико-химический анализ показывает то, как образовался конкретный участок, как эволюционировал, и что в нем менялось в условиях природных обработок.

Происхождение минералов внутри горной породы указывает на много потенциальных данных, которые ученые собирают в результате исследований.

С их помощью можно проанализировать изменения в тектонических плитах, отследить, как формировались материки, где были русла больших рек, как формировались грунты и карьеры.

Предлагаем ознакомиться  Чем убрать следы после скотча

Кроме того, именно углеродный анализ горных пород когда-то давно указал на то, сколько нашей планете лет.

Использование этих природных соединений человеком

Горные породы и минералы сыграли огромную роль в развитии нашей цивилизации. Так, кремний был материалом для изготовления первых орудий труда. Из глины люди с давних времен изготавливали разные предметы. Не обходятся без этого полезного ископаемого люди и сегодня. Из глины делают строительные материалы, посуду и даже косметику.

Известняк, песок, глина, мел, гипс, мрамор нашли широкое применение в строительстве. Такие породы, как железистые кварциты, используют для получения чугуна и стали.

Некоторые минералы нашли свое применение в радиоэлектронике, оптике, химической промышленности и в космической отрасли.

Многие силикаты и окислы использовались для украшения аксессуаров и разнообразных атрибутов. Нефриты, изумруды, опалы, александриты используются для дорогих украшений, описание всех этих и других минералов встречаются в старинных книгах ювелиров.

К минералам относятся также самородные золото, серебро и платина. Сферы, в которых их применяют: ювелирное дело, электроника, машиностроение.

Какие бывают горные породы?

Минералы, как правило, редко встречаются поодиночке. Их совокупности образуют горные породы, которые представляют собой естественные природные агрегаты из множества минералов. Те минералы, которых в породе больше всего (20— 50%), геологи называют породообразующими, остальные, которых обычно не более 2 — 3%, — акцессорными минералами (от лат. accessorius — добавочный).

Каждая горная порода характеризуется степенью кристалличности, величиной и формой минералов, расположением мельчайших частиц относительно друг друга. По происхождению различают горные породы магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы образуются обычно на большой глубине, где преобладают высокие температуры и давление. Они кристаллизуются из очень горячих природных расплавов (из магмы) с характерным силикатным составом.

На долю полевых шпатов в них в среднем приходится около 60%, кварца — около 12%, пироксена — около 12%. Глубинным магматическим породам присуще равномерное распределение зерен минералов. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные, т. е.

вулканические (базальты, андезиты, липариты, дациты). Кроме того, по химическому составу условно выделяют кислые, основные и ультраосновные магматические породы. К кислым относятся породы, содержащие в среднем 64 — 78% кремнезема (Si02): граниты, дациты, грано-диориты.

Граниты (от лат. granulum — зернышко) возникают при кристаллизации магмы на глубине более 2 км. Внешне граниты — среднезернистые или крупнозернистые породы, имеющие светлую (розовую, красную, серую) окраску. Цвет гранитов во многом зависит от содержания калиевого полевого шпата.

В этих породах преобладающими являются кварц (30 — 35%), полевой шпат (50 — 60%), плагиоклаз (10 — 15%). Акцессорных минералов бывает очень много: апатит, циркон, сфен, монацит, турмалин, биотит, магнетит и др. Насчитывается более двух десятков разновидностей гранитных пород. Среди них есть гигантозернистые пегматиты и мелкозернистые аляскиты.

В зависимости от химического состава граниты могут быть плагиоклазовыми или щелочными. Плотность гранитов колеблется от 2,58 до 2,81 г/см3. Граниты различаются по своей форме, происхождению и глубине образования.

Удалось выяснить, что часть магматических расплавов, образовавших граниты, залегала на глубине 15 — 20 км, при этом были отмечены следы поднятия гранитной магмы со скоростью примерно 100 — 150 см в год. Мощности гранитных тел достигают 6 — 8 км.

Гранит — прочная горная порода с красивым рисунком расположения кристаллов. Когда хотят сказать о чем-то очень прочном, говорят «крепкий, как гранит». Действительно, из гранита делают фундаменты, опоры мостов. Гранитной брусчаткой выложены улицы. Нижние этажи городских зданий часто облицовывают этим камнем.

Гранит может противостоять ветру, дождю и снегу. Это объясняется особенностями его кристаллического строения, а внешний облик зависит от размеров породообразующих минералов и их цвета. Как правило, цвет гранита — это цвет его основного компонента — калиевого полевого шпата.

Особой разновидностью гранитов являются пегматиты — крупно- и гигантозернистые магматические породы. Из-за роста кристаллов кварца, проникающих сквозь полевые шпаты, пегматиты имеют вид «клинописи» на камне. Отсюда и такие названия, как «письменный гранит», «еврейский камень» и др.

Из пегматитов добывают слюду, полевой шпат, драгоценные камни.

Минералы горные породы почва

Гранит, как и всякая другая порода, может разрушаться на открытом воздухе, но происходит это медленно и едва заметно.

Исторический опыт использования полированных плит гранита, которые подвергались воздействию резких колебаний температуры и атмосферных осадков, показал, что поверхность плит может начать изменяться только через 200 — 250 лет.

Однако в современном мире выхлопные газы автомобилей, кислотные дожди и заводской дым существенно ускоряют процесс разрушения гранитов.

Магматические расплавы иногда прорываются по трещинам на поверхность, изливаясь в виде вулканических потоков. Излившиеся (эффузивные) потоки отличаются неравномерной кристалличностью, а отдельные минералы заключены в пористую или стекловидную массу. Кристаллы в ней практически не видны.

К таким горным породам относят базальты, которые по своему химическому составу являются основными породами (их плотность составляет 2,85 г/см3), и липариты — кислые породы с плотностью 2,59 г/см3. Базальтовый расплав бывает сильно насыщен газами. Попадая на поверхность Земли, газы улетучиваются, оставляя поры, в результате чего порода становится ноздреватой.

Иногда газов настолько много, что образующаяся горная порода (пемза) становится легче воды.

Осадочные горные породы — это разрушенные при выветривании и перемещенные водой или ветром обломки пород разного размера и формы. Осадочные породы покрывают 75% поверхности Земли. Их объединяют в четыре группы: обломочные, вулканогенно-обломочные (чаще их называют вулканогенно-осадочными или пирокластическими), глинистые и биохимические.

Обломочные породы состоят из обломков минералов, горных пород, остатков органических тел (например, из известковых скелетов животных, стволов и веток деревьев и др.). Обломки бывают крупными (более 10 мм) и мелкими (от I до 0,01 мм), имеют различную форму, иногда слабоокругленную, а иногда шарообразную.

В группу обломочных пород входят пески, алевриты, галечники и продукты их разрушения. Иногда обломки прочно скреплены глинистым веществом — природным цементом, который различается по своему составу и может быть кремнистым, карбонатным, железистым, глинистым. Плотность обломочных пород низкая — от 1.2 до 2.

Предлагаем ознакомиться  Сок топинамбура при панкреатите

Осадочное происхождение имеют многие минералы — кальцит, доломит, гипс, галит, сильвин, ангидрит, лимонит и др. Их относят к минералам — индикаторам осадочных пород. Они могут возникать в самых разных физико-географических условиях. Например, железистые породы образуются на дне морей и озер, а также в болотах.

Особенно разнообразны известняки. Они накапливаются на дне морей или озер, встречаются в долинах рек и вблизи источников, где в воде много извести. Это широко распространенные известковые туфы — травертины.

Минералы горные породы почва

Пирокластические породы находят вблизи действующих или давно потухших вулканов. Эти породы тесно связаны с вулканическими процессами, и поэтому их можно встретить как на суше, так и под водой, вблизи подводных вулканов.

Они представляют собой смесь вулканических пеплов, песков, шлаков, пемзы и даже вулканических бомб. Глинистые породы разнообразны. Встречается более 50 разновидностей глин, которые отличаются по своим минеральному, химическому и органическому составам.

Их объединяет преобладание частиц, размеры которых колеблются от 0,01 до 0,001 мм.

Существуют две разновидности таких пород — глины и аргиллиты.

Биохимические породы образуются на дне озер, морей и океанов. К ним, например, относятся известняки-ракушечники, коралловые рифовые известняки, планктонные и фораминиферовые илы, озерный мел, диатомиты (диатомовые илы), сапропели (водорослевые илы) и другие, на суше — торф.

Метаморфические горные породы образовались в результате изменения (метаморфизма) толщ осадочных или магматических пород.

При сильном и длительном их сжатии, а также под воздействием высоких температур и газов в породах происходит изменение состава минералов, появляются новые минералы; эпидот, хлорит, тальк, серицит, графит и др. Самая известная из таких пород — мрамор, образующийся при метаморфизме известняков.

Чистый, белоснежный мрамор может просвечивать в слое толщиной до 30 см, что придает мрамору характерное для него мерцание. Под воздействием сжатия и высоких температур вулканические и осадочные породы превращаются в гнейсы, а каменные угли — в графиты. Пейсы — метаморфическая горная порода. Насчитывают около 40 разновидностей гнейсов.

Их чаще всего можно встретить в Финляндии, Карелии, Восточной Сибири, в Канаде. Для гнейсов характерны серый или зеленовато-серый цвет, тонкая полосчатость из темных, почти черных и светлых прослоек, включения сплюснутых минералов и обломков пород.

В гнейсах видны следы микроскладок и изгибов слоев.

Гнейсы образуются при температурах от 400 до 900°С и давлении в 3 — 9 тыс. атмосфер. Такие условия существуют только в глубоких недрах Земли.

Образование гнейсов протекает в несколько этапов. Сначала осадочные породы (илы, пески) превращаются в глины и песчаники, а иногда в глинистые сланцы. Обычно это происходит в верхних горизонтах земной коры, где еще невелики температура и давление.

Затем по мере погружения в глубину и с возрастанием температуры и давления сланцы и песчаники резко уплотняются, теряя при этом воду; минералы «расплющиваются». Смена геологических условий приводит к появлению характерных листовидных и чешуйчатых «метаморфических» минералов: хлорита, талька, силиманита, ставролита и др.

Высокие температуры и горячие магматические расплавы способствуют частичному расплавлению уже измененных пород. На последнем этапе гнейсы приобретают пластичные свойства и способны сминаться в складки, образуя иногда даже характерные гранито-гнейсовые купола. Эти преобразования происходят очень медленно и постепенно.

Возраст гнейсов в большинстве районов Земли составляет 2 — 2,4 млрд. лет. Чем древнее такие породы, тем больше фаз метаморфизма они испытали.

Характеристики минералов

По степени прозрачности различают минералы прозрачные – горный хрусталь, алмаз и непрозначные – например, графит.

Спайность – это способность минерала раскалываться по определенным направлениям. Спайность бывает:

  • очень совершенной,
  • совершенной
  • и несовершенной.

У кварца спайность отсутствует – это также является его важным диагностическим признаком.

Происхождение горных пород: виды, свойства, чем отличаются от минералов, месторождения

Минералы с хорошо выраженной спайностью называют шпатами – от старого немецкого слова, означает раскалываться. Например, плавиковый шпат – флюорит, исландский шпат – кальцит и другие.

Спайность прозрачных и просвечивающих кристаллов часто обнаруживается по наличию спайных трещинок, так например — в кальците. Это свойство гранильщики обязательно учитывают при шлифовке и огранке камней.

Излом минерала также является важной диагностической характеристикой.

Раковистый излом характерен также для кальцита, кварца, топаза и многих других минералов. Он позволяет получить острые кромки у обсидиана и кремней, что было крайне важным для изготовления ножей, скребков и других каменных орудий в древности.

Излом может быть занозистым, напоминающим поперечный излом древесины. Такой излом часто бывает у минералов волокнистого строения – асбеста, волокнистого гипса, турмалина.

Он может быть крючковатым, как например у самородной меди и серебра, или зернистым, как у апатита и др.

Происхождение горных пород: виды, свойства, чем отличаются от минералов, месторождения

Основным признаком минералов, содержащих железо, является магнитность. Она свойственна не очень многим минералам – пирротиту, магнетиту, платине, самородному железу. Магнитные минералы притягиваются магнитами и в крупных массах даже отклоняют стрелку компаса. Испытанию магнитом можно подвергать и маленький кусочек минерала – 2–4 мм размером.

Вкус важен при определении солей. У галита (поваренной соли) он соленый, у сильвита (калийной соли – горько-соленый).

Запах – отличительная черта некоторых особых минералов. Пирит, например, пахнет серой, а мышьяковистые минералы – чесноком.