Экзогенные процессы. Выветривание

Экзогенные процессы проходят на поверхности Земли при участии лучистой энергии Солнца, при взаимодействии атмосферы, гидросферы и биосферы с литосферой. Экзогенные процессы интенсивно изменяют лик Земли. Внешние геологические процессы приводят к разрушению ранее существовавших горных пород и минералов и образованию новых. Эк­зогенные процессы стремятся снивелировать, сгладить поверхность Земли. Они проявляются в непрерывном разрушении и изменении земной поверхности вследствие воздействия атмосферных и подземных вод, рек и ледников, морей и океанов, выветривания, деятельности ветра и человека.

Совокупность процессов разрушения горных пород и сноса разрушенного материала получила название денудации (лат. «денудацио» – обнажение).

Экзогенные процессы проявляются в постоянной борьбе с эндогенными (внутренними) силами. Горные породы и минералы, созданные эндогенными процессами, на поверхности Земли неустойчивы, интенсивно разрушаются и переходят в новых условиях в устойчивые соединения.

Эндогенные и экзогенные процессы находятся в тесном непрерывном взаимодействии и противоречии, которые приводят к формированию лика Земли и ее рельефа.

Выветривание — это изменение горных пород любого состава и структуры, которое происходит в поверхностных условиях под совокупным действием физических, химических и биохимических процессов. Под действием этих процессов горные породы и слагающие их минералы в приповерхностной части земной коры преобразовываются. В процессе выветривания возникают своеобразные образования, которые носят название коры выветривания. Процессы выветривания играют исключительную роль в образовании осадочного материала и предшествуют возникновению подавляющего большинства осадочных горных пород. Физическое выветривание. В основе физического выветривания лежит явление разрушения горных пород под действием температуры и механического воздействия. Породы разрушаются от резкой смены температуры. Горная порода не выдерживает перепадов температуры и разрушается. Быстрее будут разрушаться породы имеющие темную окраску, т.к. они больше нагреваются солнечными лучами (процесс инсоляции).

Породы разного минерального состава и структуры будут разрушаться с разной интенсивностью. Так, от действия температуры в первую очередь разрушаются породы, состоящие из разных минералов, чем из одного минерала. Также быстрее разрушится порода, сложенная минералами разного размера, в отличие от породы сложенной минералами одинакового размера.

Другим видом физического выветривания является механическое разрушение пород. Примером может служить вода, попавшая в трещины и замерзшая под действием минусовой температуры. Известно, что при замерзании вода увеличивается в объеме и расширяет трещины.

Разрушаются породы и при кристаллизации в трещинах солей, содержащихся в поднимающейся к поверхности и испаряющейся воде.

Механическому разрушению горных пород нередко способствует органическая жизнь (биогенное выветривание). Мхи и лишайники поселяются на скалах и постепенно своими корешками разрушают гладкую поверхность камня.

Физическое выветривание наиболее интенсивно происходит в областях с резкими суточными колебаниями температуры, сухим воздухом и редкой растительностью – главным образом в пустынях и на крутых склонах гор.

Химическое выветривание – это разрушение горных пород при взаимодействии их с химически активными элементами (кислородом, углекислым газом, сернистыми соединениями, водой и органическими кислотами). Особую роль при химическом выветривании имеет вода – она является катализатором различных реакций и растворителем. Под действием этих реакций некоторые породы растворяются и преобразуются в новые породы. Биологическое выветривание проявляется повсеместно связано с жизнедеятельностью растительных и животных организмов. Разрушение горных пород начинается с появления на их поверхности микроорганизмов (бактерий, грибов и др.), а также низших и высших растений (мхи, лишайники и др.). Распадаясь, органическая масса образует органические кислоты (щавелевую и др.) и различные соединения, которые медленно и постепенно разрушают горные породы.

Горные породы разрушаются и более высокоорганизованными организмами – землероями, червями и др. Горные породы могут разрушаться и под действием корней деревьев, которые проникают в трещины, увеличивают свой объем и разламывают породу.

32. Понятие о рельефе

Поверхность литосферы, где последняя соприкасается с воздухом, водами или льдами, очень неровна и отклоняется от уровенной поверхности океана почти на 9 км вверх (гора Джомолунгма в Гималаях, 8848 м) и более чем на 11 км вниз (Марианская впадина в Тихом океане, наибольшая об­наруженная на настоящее время глубина 11 022 м). Форма земной поверхности, или совокупность её неровностей и плос­ких участков, называется рельефом (от латинского relevo— поднимаю). Поверхность литосферы, её верхняя граница — наиболее чёткая из границ геосфер и самая стабильная из них, хотя отнюдь не неизменная. Она преобразуется под дей­ствием различных процессов, это преобразование подчиня­ется некоторым общим законам, но оно очень сложно из-за одновременного действия различных факторов. Строение ре­льефа, его происхождение и развитие изучает геоморфоло­гия (от греческогоmorphk— форма).

Земная поверхность не является физическим телом, это граница между физическими телами; она материальна (то есть существует объективно, обусловлена положением фи­зических тел в пространстве), но не вещественна: мы не можем сказать, из какого вещества она состоит. Поверхность известняковой скалы — это в одинаковой степени как по­верхность известняка, так и граница окружающего её воз­духа; дно океана, сложенное базальтом, — поверхность ба­зальта и одновременно нижняя граница массы океанской воды.

Эта невещественность земной поверхности вызвала недо­умение некоторых специалистов, появилось мнение, что не­плохо бы включить в понятие рельефа и те горные породы, которыми сложена земная поверхность. Однако никто не предложил обоснованной нижней границы этих горных по­род. Более того, становится ясно, что на образование не­больших неровностей земной поверхности влияют только породы, залегающие вблизи поверхности, а формирование неровностей, сопоставимых по размеру с материками, свя­зано с процессами, идущими во всей земной коре и даже ниже её. Кроме того, поскольку земная поверхность пред­ставляет собой границу двух разных сред, она испытывает влияние обеих этих сред — горных пород и воздуха для на­земной поверхности, горных пород и воды — для подвод­ной, горных пород и льда — для подлёдной; такое развитие этой идеи приведёт уже к полной неопределённости, потому что логика требует включить в понятие рельефа и эти сре­ды, влияющие на земную поверхность.

Исходя из этого, для дальнейшего изложения примем, что рельеф представляет собой только очертания земной поверхности и объёмом не обладает. Для изучения рельефа необходимо знать свойства тех сред, которые разделяются земной поверхностью, в частности и в особенности — свой­ства горных пород. Поэтому геоморфология представляет собой науку, пограничную между географией и геологией. Формы рельефа можно подразделить:

1) по внешним признакам;

2) по сложности;

3) по размерам;

4) по происхождению (генезису).

Первые три имеют вспомогательное значение, последняя является основной, используемой в ходе геоморфологических исследований.

1. Классификация форм рельефа по внешним признакам

положительные

отрицательные

переходные, например плоские (горизонтальные).

В каждой группе выделяются замкнутые и незамкнутые формыположительная форма представляет собой выпуклость; отрицательная форма – вогнутость. Замкнутыми формами рельефа считают те, которые ограничены со всех сторон склонами или линиями (подошвенной, бровок, водораздельной). Примеры. Гора, имеющая ограничивающие ее склоны и отчетливо выраженную подошвенную пинию.Карстовая воронка, часто отчетливо ограниченная замкнутой линией бровки. Незамкнутые формы рельефа обычно лишены склонов с одной или даже двух сторон. Пример. Овраг, ограниченный с трех сторон склонами, имеющими отчетливо выраженные линии бровок. Линии, ограничивающие формы рельефа, не всегда отчетливо выявляются на местности. Пример. Речные долины, имеющие пологие склоны коренных берегов, постепенно переходящие в междуречные пространства.Сами склоны являются в этом случае элементами речной долины. Не имея отчетливо выраженных бровок, они могут быть отделены от водораздельных пространств путем тщательных геоморфологичecкиxисследований.

Простые формы отличаются небольшими размерами, не включают других форм. Примеры: курганы, промоины и т. д.

Сложные формы рельефа могут быть различных размеров и состоять из разнообразных сочетаний простых форм, часто различного происхождения.

Пример. Долины больших рек. Отрицательная, незамкнутая, сложная форма рельефа. Включает разнообразные простые формы и их комплексы. Такими формами являются прирусловые валы, речные террасы (коренные и аллювиальные), промоины и овраги на склонах и т. д.

Важно установить единые понятия и терминологию, необходимые при изучении и описании рельефа.

Ниже приводится краткая характеристика некоторых положительных и отрицательных форм рельефа, наиболее часто встречаемых в природе*.

Положительные формы рельефа

Курган — изолированная возвышенность с резко выраженной подошвенной линией и относительной высотой до 50м.Курганы — замкнутые формы рельефа, насыпанные человеком.

Холм — изолированная куполообразная, реже коническая возвышенность с пологими склонами и слабо выраженной подошвенной линией. Вершины холмов бывают острые, округлые и плоские. Относительная высота холмов до 200 м.

Бугор — изолированная куполообразная возвышенность с резко выраженной подошвенной линией и относительной высотой до 100 м. В некоторых случаях форма бугров может быть конической. Склоны бугров имеют крутизну до 25°, вершины обычно плоские или слабо выпуклые.

Кочки — мелкие положительные формы рельефа, сходные с буграми, но имеющие высоту не более 1,0—1,5 м.

Увал — вытянутая возвышенность значительной длины (до10—15 км) с пологими склонами, ровными или выпуклыми, исо слабо выраженной подошвенной линией. Вершинные поверхности увалов плоские или слегка выпуклые. Увалы являются замкнутыми формами рельефа, простыми или сложными, и имеют относительную высоту до 200 м.

Гряда — часто узкая, вытянутая возвышенность с крутизной склонов 20° и больше. Гряды имеют плоские или округлые вершинные поверхности и резко выраженные подошвенные линии. Относительная высота гряд не более 200 м. Гряды — замкнутые формы рельефа, простые и сложные.

Плато — возвышенная равнина, ограниченная хорошо выраженными склонами, нередко обрывистыми или сложной формы; оно представляет сложную, замкнутую форму рельефа. Обычно плато бывает сложено горизонтальными слоями. Поверхность плато бывает ровной, волнистой, холмистой и часто значительно расчленена отрицательными формами рельефа.

Гора — изолированная положительная форма рельефа с относительной высотой более 200 м, большей частью с крутыми склонами различной формы и резко выраженной подошвенной линией.

Вершинные поверхности гор могут быть

плоские,

куполообразные,

пирамидальные,

конические и т. д.

Гора, являющаяся замкнутой формой рельефа, может быть

простой и

чаще сложной

33.

Карстовый, суффозионный и оползневой

РЕЛЬЕФ КАРСТОВЫЙ — характеризующийся широким развитием отрицательных форм, как поверхностных, так я подземных, возникших в растворимых г. п. (известняки, доломиты, гипсы, соли). Разнообразие форм Р. к., по Зайцеву (1940), отражает его эволюцию. Стадии развития карста: каррообразование (см. Карры), понорообразование (см. Помор), воронкообразование (см. Воронка карстовая), котловиноооразование (см. Котловина карстовая) и польеобразования (см. Полье). Долины карстовой обл. имеют специфический облик (сухие, слепые, мешкообразные), за исключением обычных эрозионных долин, достигших уровня грунтовых вод.

Ка́рры— одна из форм поверхностного карста. Представляет собой сетку борозд и гребешков, шипов и лунок, образовавшуюся на поверхности растворимой водой породы (чаще всего известняка) под действием попавших на породу атмосферных осадков. По глубине карры могут составлять от первых миллиметров до метров. По внешнему виду карры делят на желобковые, лунковые, трещинные.

Суффозионный рельеф

Суффозией называется процесс механического выноса частиц грунтов подземными водами. Обычно суффозия наблюдается в рыхлых грунтах, то есть лёссах, глинах, илах и суглинках. В результате суффозии создаются своеобраз­ные формы рельефа: блюдца, котловины и западины. Как правило, они имеют овальную форму, небольшую глубину - до 1 м и отличаются лишь величиной. Развиваются суффозионные процессы на плоских или слегка на­клонных равнинах, сложенных рыхлыми грунтами. Здесь образуются просадочные формы в результате оседания грунта. В блюдцах, котловинах и западинах вода застаивается, что приводит к заболачи­ванию и ускорению суффозионных процессов. Развиваются они на междуречьях.

Оползни - это тип скульптурных форм рельефа, который создается при оползании монолитного блока породы под действием силы тяжести и при уча­стии подземных вод.

Оползни – скользящее смещение масс горных пород под действием силы тяжести. Также называют формы рельефа, возникающие в результате сползания на склонах речных долин, оврагов, на берегах озер и морей. Для оползней характерно сползание масс без опрокидывания и сильного дробления. Этим оползни отличаются от обвалов. Размеры оползней сильно варьируют. Встречаются громадные оползни, захватывающие сотни тысяч кубических метров породы и малые, объем которых не превышает нескольких десятков кубометров. Оползни образуются как в горах (в областях развития слабосцементированных пород), так и на равнинах, где они приурочены к берегам рек, морей и озер. Возникают оползни на крутых склонах, наклон которых равен или превышает 15º. При меньших углах оползни образуются редко.

Ледники

Ледники – это естественные массы кристаллического льда (вверху – фирн⁶), находящиеся на поверхности Земли в результате накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков (снега).

Необходимым условием образования ледников явля­ется сочетание низких температур воздуха с большим количеством твер­дых атмосферных осадков. С течением времени фирн постепенно превращается в глетчерный лед.

Зарождаются ледники вы­ше снеговой границы, где рас­полагаются их области питания (аккумуляции). Но при движении ледники выходят ниже снеговой границы в область абляции (лат. ablatio – отнятие, снос), где происходит постепенное уменьшение массы ледника путем таяния, испарения и механического разрушения. Современные ледники покрывают площадь свы­ше
16 млн. км², или около 11 % суши. В них сосредоточено более 25 млн. км³ льда – почти²/₃объема пресных вод на планете.

Выделяются три основных типа ледников:

покровные, или ледники растекания, – лед растекается от центра к периферии. Покровные ледники образуются на равнинах, но и низкогорный рельеф может быть погребен под мощной ледяной толщей;

горные, или ледники стока, – лед движется из областей питания под действием силы тяжести вниз по горным долинам (рис. 32);

промежуточные, или смешанные. К промежуточному типу относятся так называемые предгорные и плоскогорные ледники. Предгорные ледники получили название по расположению у подножия гор. Они образуются в результате слияния многочисленных горных ледников, выходящих на предгорную равнину, растекающихся в стороны и вперед и образующих крупный ледниковый шлейф, покрывающий большие пространства.

Классическим примером существующих в настоящее время покровных ледников служит ледяной покров Антарктиды, онобразует огромное плато высотой до 4000 м, площадью 13,2 млн. км².

Ледниковая и водно-ледниковая морфо-скульптура, как современная, так и реликто­вая, возникшая во время плейстоценовых оледенений, распространена в горах, а также на севере равнин Евразии и Северной Аме­рики. Ледники способны производить денуда­ционную и аккумулятивную работу. Соот­ветственно выделяют экзарационную и лед­никовую аккумулятивную морфоскульптуру. С талыми ледниковыми водами связано обра­зование водно-ледниковых, преимуществен­но аккумулятивных форм рельефа.

Формы современного и плейстоцено­вого горно-ледникового рельефа. В горах преобладают экзарационные и нивально-эк-зарационные формы рельефа (лат. пшаИз — снежный): кары, скалистые гребни с пиками-карлингами, троговые долины.

Мерзлотные (криогенные) формы рельефа разви­ты в областях распространения вечной мерзлоты, но встречаются и в областях сезонного промерзания грунтов. Образование и раз­витие мерзлотных форм рельефа обусловлено криогенными про­цессами, связанными с промерзанием и протаиванием горных пород, содержащих различные типы воды, а также с зимним ох­лаждением верхних горизонтов мерзлых пород. К криогенным процессам относятся: 1) пучение и наледеобразование; 2) криоген­ное выветривание, морозная сортировка, криогенный крип, соли­флюкция и др.; 3) морозобойное растрескивание; 4) термокарст. В формировании большинства криогенных форм рельефа участ­вует не один из перечисленных процессов, а их совокупность. Криогенные процессы взаимодействуют с другими экзогенными процессами — эрозией, абразией, делювиальным смывом — и при­дают им особую специфику.

Направление, интенсивность и характер проявления криоген­ных процессов зависят от зональных (климатических) и регио­нальных факторов, к числу которых относятся геологическое строе­ние и соотношение денудационных и аккумулятивных процессов. Согласно А. И. Попову, последний фактор, т. е. направленность экзогенного развития, является определяющим в криогенном мор­фогенезе. Он выделяет области преобладающей денудации, куда относятся премущественно горные районы, области относительной стабилизации (без заметного сноса и накопления осадков), приуроченные к равнинам, плато и плоскогорьям, и области пре­обладающей аккумуляции — это поймы и дельты рек, понижен­ные заболоченные равнины, низменные морские побережья.

Деятельность ветра

Деятельность ветра является одним из важнейших геологических и рельефообразующих факторов на поверхности суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими отложения рельефа и формы называют эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии). Эоловые процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

Это формирование рельефа в прибрежной зоне морей, озёр и т. д. Формируются аккумулятивные и денудационные формы. Пример аккумулятивных — пляжи, а денудационных — клиф.

Своеобразные формы рельефа создаются на берегах морей и крупных озер. Практически все они связаны с геологическим строением берегов, с деятельностью морских или озерных волн, во многом определены тектоническим режимом территории.

Размыв волнами горных пород, слагающих берег, носит название абразия (от лат. abrasio — соскабливание, соскребание). Волны могут оказывать на горные породы не только механическое, но и химическое воздействие, растворяя их. Размываться могут любые породы — от рыхлых осадочных до крепких, монолитных магматических и метаморфических. По рельефу значительно различаются берега абразионные, где преобладает абразия, и аккумулятивные, на которых в основном происходит отложение рыхлого материала, образовавшегося в результате абразии, принесенного реками и т. д.

Общая схема развития абразионного берега такова (рис. 41).

Достаточно крутой берег, к которому волны подходят, еще не испытав существенного торможения о дно моря (или озера, о чем в дальнейшем для краткости упоминать не будем), испытывает наибольшее механическое воздействие волн на высоте, близкой к уровню воды. В результате здесь образуется выемка — волноприбойная ниша. Дальнейшее углубление выемки приводит к обрушению нависающего над ней карниза. В зону прибоя поступает масса обломков породы, они служат теперь материалом, при помощи которого прибой, бомбардируя образовавшийся уступ, еще сильнее разрушает берег.

Процесс выработки волноприбойной ниши и обрушения нависающего над ней карниза повторяется неоднократно. Постепенно вырабатывается вертикальный или почти вертикальный уступ — абразионный обрыв, или клиф (англ. cliff — обрыв, утес). По мере отступания клифа перед его подножием вырабатывается слабо наклоненная в сторону моря площадка — бенч (англ. bench — скамья, лавка), уходящая под уровень моря. К внешнему краю бенча обычно прислонена подводная аккумулятивная терраса, сложенная обломками породы, образовавшимися при абразии.

Скорость абразии оценивается величиной отступания клифа за отрезок времени, например за год. Эта скорость зависит от величины волн, от высоты берега (низкие берега размываются быстрее), от горных пород, слагающих берег. Берега, сложенные мелкокристаллическими магматическими породами, иногда вообще не обнаруживают сколько-нибудь заметных признаков отступания, и выделяется тип берегов, не измененных морем; берега же, сложенные глинами, мергелями, суглинками, песками или слабосцементированными песчаниками, могут отступать на несколько метров в год (

Биогенный рельеф

Значение организмов в жизни Земли велико и разнообразно. Процессы изменения поверхности Земли в результате деятельности живых организмов называются биогеоморфологическими, а рельеф, создаваемый при участии растений и животных, – биогенным. Это в основном нано-, микро- и мезоформы рельефа.

Грандиозный процесс, совершаемый в значительной степени благодаря организмам, – осадкообразование (например, известняки, каустобиолиты и другие породы).

Растения и животные участвуют также в сложном универсальном процессе – выветривании горных пород, как в результате непосредственного воздействия на горные породы, так и за счет продуктов их жизнедеятельности. Недаром иногда наряду с физическим и химическим выветриванием выделяют биологическое.

Растения и животные оказывают существенное влияние на разные природные процессы, например эрозионные. Уничтожение растительности на крутых склонах, вытаптывание растений животными (так называемые «скотобойные тропы»), разрыхление грунтов роющими животными – все это усиливает эрозию. Это особенно опасно на горных склонах, где осуществляется отгонно-пастбищное скотоводство. Там вследствие чрезмерной пастбищной нагрузки нередко оживают разнообразные масштабные склоновые процессы, результаты которых ощущаются даже в предгорьях. Залужение склонов (посев луговых многолетних длиннокорневищных трав) скрепляет почвогрунты и уменьшает эрозию.

Обильная водная растительность в реках, а также обитатели водоемов оказывают влияние на русловые процессы. Бобровые плотины изменяют гидрологический режим рек и геоморфологические процессы в русле реки. Из-за подпруживания рек на участках выше бобровых плотин формируются заболоченные, закочкаренные поймы.

Растительность способствует зарастанию озер, заполняя их органической массой. В результате на месте озерных котловин возникают выровненные кочковатые поверхности болот. В тундре весьма характерны торфяные бугры.

Растения и животные активно участвуют в создании некоторых типов аккумулятивных берегов. В экваториально-тропических широтах формируются мангровые берега, растущие в сторону моря ввиду отмирания растительной массы. В умеренных широтах по берегам морей и озер возникают аналогичные им тростниковые берега.

На побережьях морей из раковин животных при участии волновой деятельности создаются ракушечные пляжи. Широко известны и такие аккумулятивные формы рельефа, как коралловые постройки: береговые, барьерные (например, Большой Барьерный риф у берегов Австралии), кольцевые атоллы, которых много в Тихом и Индийском океанах.

Образованию биогенного рельефа способствуют и роющие животные. В результате выбросов земли они создают кротовины, сурчины, байбачины – холмики до метра высотой. Холмы-термитники достигают до 4– 5 м высоты при диаметре 15–20 м и создают своеобразный мелкохолмистый рельеф в австралийских и африканских саваннах.

Антропогенный рельеф

По сравнению с природными геоморфологическими процессами роль человека долгое время считали малозначащей. Однако сейчас, в век НТР, по мере увеличения народонаселения Земли и особенно по мере роста технического прогресса и усовершенствования средств производства, рельефообразующая деятельность человека существенно возросла и становится вполне соразмерной с работой отдельных природных агентов денудации и аккумуляции и во многих случаях усиливает природные процессы.

Антропогенный рельеф – совокупность форм рельефа, созданных или значительно измененных хозяйственной деятельностью человека. Можно говорить о собственно антропогенных формах рельефа, т. е. заново созданных человеком, и о формах рельефа, возникающих в результате резкого усиления или изменения природных процессов под влиянием хозяйственной, как преобразовательной (созидательной), так и нерациональной (разрушительной) деятельности. Во втором случае возникает антропогенно-обусловленный рельеф.

По происхождению все собственно антропогенные формы рельефа делятся на две основные группы: техногенный рельеф, созданный в процессе промышленной деятельности человека, и агрогенный, созданный в результате сельскохозяйственной деятельности.

37. вещественный состав зем коры

Минералами называются природные химические соединения или отдельные химические элементы, возникшие в результате физико-химических процессов, происходящих в Земле. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, и лишь незначительная часть – в аморфном. Количество известных в настоящее время минералов превышает 2000. Их можно группировать по разным признакам. В основе принятой в настоящее время классификации минералов лежат химический состав и структура.

Наиболее широко распространенные минералы, принадлежащие к классам: самородных элементов, сульфидов, галоидных соединений, оксидов и гидроксидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов и силикатов:

1. Классы самородных элементов и сульфидов. Минералы этих классов не относятся к породообразующим, но многие из них являются ценными полезными ископаемыми: сера, графит, галенит, сфалерит, пирит;

2. Класс галоидных соединений. К нему относятся минералы, представляющие соли фтористо-, бромисто-, хлористо-, йодистоводородных кислот. Наиболее распространенными минералами этого класса являются хлориды, образующиеся главным образом при испарении вод поверхностных бассейнов. Известны выделения хлоридов и из вулканических газов. Сюда относятся: галит, сильвин, флюорит;

3. Класс оксидов и гидроксидов. По количеству входящих в него минералов занимает одно из первых мест: на его долю приходится около 17% всей массы земной коры. Из них около 12,5% составляют оксиды кремния и 3,9% - оксиды железа. Минералы этого класса образуются как в эндогенных, так и в экзогенных условиях: кварц, халцедон, опал, гематит, магнетит, лимонит, боксит;

4. Класс карбонатов объединяет большое число минералов, для которых характерна реакция с соляной кислотой, сопровождающаяся выделением углекислого газа. Интенсивность реакции помогает различать минералы – карбонаты, близкие по многим свойствам. Они часто светлоокрашенные, со стеклянным блеском; твердостью 3 – 4,5; спайностью совершенной в трех направлениях, параллельных граням ромбоэдра. Рассматриваемые ниже минералы кристаллизуются в тригональной подсингонии. Образование карбонатов связано главным образом с поверхностными химическими и биохимическими процессами, а также с метаморфическими и гидротермальными: кальцит, доломит, сидерит;

5. Минералы класса сульфатов осаждаются в поверхностных водоемах, образуются при окислении сульфидов и серы в зонах выветривания, реже связаны с вулканической деятельностью: ангидрит, гипс;

6. Класс фосфатов. Наиболее распространенным минералом является апатит. В поверхностных условиях возникает скрытокристаллический минерал того же состава – фосфорит;

7. Класс силикатов. Минералы этого класса широко распространены в земной коре (свыше 78%).

Минералы. В общепринятом в минералогии смысле под термином "минерал" понимается твердое тело, состоящее из химических элементов и обладающее рядом индивидуальных физико-химических свойств. Кроме того, образовано оно должно быть только естественным путем, под влиянием тех или иных природных процессов. Минералы могут быть образованы как простыми веществами (самородные), так и сложными. Пути их формирования также различны. Существуют такие процессы, способствующие их образованию: магматические; гидротермальные; осадочные; метаморфогенные; биогенные.

Оптические свойства минералов: цвет, цвет черты, прозрачность и блеск, определяются визуально.

Цвет – наиболее яркое и первое свойство, которое бросается в глаза. Для многих минералов он непостоянен. Природа окраски минералов описана в параграфе 2.2.3. пособия 8. Важно помнить, что цвет также зависит от размера кристаллов и количества разных примесей в них. Так у более крупных кристаллов окраска более насыщенная, чем у мелких кристаллов; у агрегатов – еще более темная и разнообразная.

Цвет черты – цвет тонкого порошка минерала, который он оставляет на фарфоровой пластинке – бисквите. Этот свойство минерала легко определить, проводя испытуемым минералом черту по шероховатой, непокрытой глазурью поверхности фарфора. Цвет черты является наиболее постоянной характеристикой минерала.

Прозрачность – способность минерала пропускать свет через тонкие пластинки и сколы. Различают прозрачные (горный хрусталь, мусковит, исландский шпат), полупрозрачные (сфалерит, киноварь, гипс, халцедон) и непрозрачные (магнетит, пирит, графит) минералы. Таким образом, прозрачность можно увидеть на тонких сколах.

Блеск – способность минерала отражать своей поверхностью свет в различной степени. Для многих минералов характерен неметаллический стеклянный блеск, который напоминает блеск стекла. Такой блеск имеют обычно светлые прозрачные и полупрозрачные минералы со светлой чертой: флюорит, кварц, ангидрит, галит, карбонаты: кальцит, доломит и другие. Они падающий свет в основном поглощают. У минералов с неметаллическим блеском различают шелковистый (асбест, гипс-селенит), жирный (тальк, нефелин и в отдельных местах кварц), матовый (каолин, лимонит), восковой (кремень, тальк), перламутровый (тальк, мусковит, пластинчатый гипс), алмазный (алмаз, циркон, сфалерит) и другие разновидности блеска. Полуметаллический и металлический блеск имеют полупрозрачные и непрозрачные минералы обязательно с темной чертой. Минералы с металлическим блеском напоминают блеск гладкой поверхности металла, то есть падающий свет они отражают.

38 физ св -ва минералов

Твердость минерала– это степень его сопротивления внешнему механическому воздействию (царапанью и т.д.). Она оценивается по десятибалльной шкале относительной твердости, предложенной немецким ученым Ф. Моосом в 1811 г. Относительная твердость определяется путем царапанья исследуемого минерала острыми краями эталонных минералов (пассивная твердость) или эталонных минералов исследуемым (активная твердость). Минералы-эталоны, твердость которых (в условных единицах) соответствует их номерам, располагается в шкале Мооса следующим образом: 1 – тальк, 2 – гипс, 3 – кальцит, 4 – флюорит, 5 – апатит,6 – ортоклаз, 7 – кварц, 8 – топаз, 9 – корунд, 10 – алмаз.

Спайность – способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных блестящих поверхностей, называемых плоскостями спайности. Различают спайности:

весьма совершенную – минералы (слюды, хлорит) легко расщепляются по плоскостям напластования на тончайшие листочки, образуя зеркально-блестящие плоскости спайности;

совершенную – минералы (кальцит, галит, полевые шпаты) при ударе раскалываются по спайности, а образующиеся выколки по форме повторяют кристалл;

среднюю – на сколах минералов (полевые шпаты, пироксены) наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы в произвольных направлениях;

несовершенную – зерна минералов ограничены неправильными поверхностями, за исключением отдельных граней кристаллов (сера, оливин);

весьма несовершенную (или спайность отсутствует) – минерал всегда раскалывается по произвольным неровным поверхностям, иногда образуя характерный излом (кварц, корунд, магнетит).

ИЗЛОМ

В тех случаях, когда минералы характеризуются несовершенной спайностью, диагностическим признаком является поверхность излома, т.е. внешний вид поверхности, образующийся при раскалывании минерала.

Различают следующие виды излома:

неровный – пирит, шеелит, самородная сера, апатит, касситерит и др.;

раковистый (гладкая вогнутая или выпуклая поверхность с концентрической ребристостью) – кварц, пирит, арагонит, халцедон, опал и др.;

занозистый – андалузит, жадеит, актинолит, тремолит, амфиболы, асбест, роговая обманка;

крючковатый – медь, серебро, золото, платина;

ступенчатый – кальцит, полевые шпаты;

зернистый – гематит;

землистый - каолинит.

У ряда минералов в одном или нескольких направлениях проявляется спайность, а в других – излом различного типа

Классификация минералов

Основные типы минералов	Классы	Подклассы	Группы
I.Простые вещества	1.Самородные элементы	1.Самородные металлы 2.Самородные неметаллы 3.Самородные полуметаллы	Гр. платины, гр. меди Гр. серы, гр. графита Гр. мышьяка
II.Халькогениды сер