Кристалдық тор құрылымы. Тау жыныстарының жіктелуі. Тау жыныстарының текстуралық ерекшеліктері. Тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері

Пән: Тау-кен ісі
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ.

«Геология және геоморфология» пәнінен

СӨЖ

Тақырыбы: Кристалдық тор құрылымы. Тау жыныстарының жіктелуі. Тау жыныстарының текстуралық ерекшеліктері. Тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері.

Орындаған: ГК-407-С тобының студенті Меңдыбаева М. Б.

Семей 2015 жыл

Жоспар

Кіріспе

Кристалдық тор құрылымы.
Тау жыныстарының жіктелуі.
Тау жыныстарының текстуралық ерекшеліктері.
Тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері.

Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Жер қойнауларын көзбе-көз зерттеудегі адамзаттың қолы жеткен табыстары ғарыш кеңістігін зерттеудегі жетістіктерінен әлдеқайда жұпыны. Бұл түсінікті де, себебі «қатты Жердің» ішкі өңіріне «ену» мүмкіндігі, сөйтіп қойнау тереңдіктеріне тиесілі заттарды қолмен ұстап, көзбен көру мүмкіндігі шектеулі. Аса терең бұрғылау ұңғымаларының жеткен тереңдігі 12 км-ден астам ғана. Жердің орташа радиусы 6371 км екендігін ескерсек, жоғарыда көрсетілген шама өте болымсыз екендігін, ендеше планетамыздың қойнау ерекшеліктерін нақты зерттеу мүмкіндігі де шектеулі болатындығын шамалау қиын емес.

Жоғарыда келтірілген деректермен байланысты планетамыздың құрылысы мен заттық құрамын, сол заттардың физикалық немесе химиялық табиғатын топшылауда негізінен геофизикалық зерттеу әдістері қолданылады. Жер қойнауларының құпияларын анықтауда әсіресе сейсмикалық зерттеулердің алатын орны ерекше. Жер термикасы деп аталатын геофизикалық зерттеу әдісі де біршама маңызды. Геофизиканың гравиметрия, магнитометрия және электрометрия деп аталатын зерттеу әдістері планета құрылысы мен құрамының кейбір мәселелерін анықтауда ғана қолданылады, бұл әдістер әсіресе планетамыздың сыртқы қатты қабығы болып табылатын жер қыртысының өзіндік ерекшеліктерін анықтауда, пайдалы қазба кенорындарын іздеу және барлау ісінде мейілінше маңызды.

Жердің ішкі құрылысы мен құрам ерекшеліктерін сейсмикалық зерттеулер көмегімен топшылаусейсмикалық толқындардың планета қимасынан өту жылдамдығын саралауға негізделген. Осындай зерттеулер планета қойнауының қимасы бір-бірінен біршама анық дараланатын үш бөлікке жіктелетіндігін анықтады, олар - жер ядросы, жер мантиясы және жер қыртысы.

Кристалдық тор құрылымы.

Кристалдық тор - кристалл заттардағы атомдардың, иондардың, молекулалардың белгілі бір ретпен орналасуы. Кристалдық тор бір-біріне тығыз орналасқан параллелепипедтерден немесе кубтардан тұрады. Параллелепипед пен кубтар кристалдық тордың ұяшығы болып табылады. Атомдар, иондар немесе молекулаларорналасқан параллелепипедтің төбелері (бұрыштары) кристалдық тордың түйіндері, ал олар арқылы өтетін түзу сызықтары қатарлары деп аталады. Бір қатарда жатпайтын үш түйін арқылы өтетін жазықтықты жазық торап дейді. Элементар ұяшықтың үш бағыттағы сызықтық өлшемдері мен оның жақтарының аралық бұрыштары кристалдық тордың параметрлері болып табылады. Кристалдық тордың өлшемдері, атомдары мен молекулалардың орналасуы рентгенография, электронография, нейтронография көмегімен анықталады. Кристалдық тор статистикалық тұрғыдан тұрақсыз болады, атомдар мен иондар өзінің тепе-теңдік қалпынан белгілі бірамплитудада тербеліп тұрады. Температура өскен сайын бұл тербеліс артады, ал балқу температурасына жеткенде, кристалдық тор ыдырап, зат сұйықтыққа айналады. [1] . [2]

Брав торлары

Түрлері

Кез келген затты қатты күйіне айналдыруға болады. Ал қатты заттар кристалдық торларының болуымен сипатталады. Кристалдық торлар деп - түйіндеріндегі бөлшектер белгілі бір ара қашықтықтан кейін жүйелі қайталанатын ретті құрылымды айтамыз. Егер заттың құрамында құрылыс бірліктері ретсіз орналасса, зат аморфты болады. Кристалдық торлар түйіндеріндегі бөлшектердің табиғатына қарай жіктеледі. Олардың төрт түрі белгілі.

Тордың типі

Қүрылыс бірлігі

Бөлшектердің арасындағы байланыс типі

Балқу температурасы

Ерігіштігі

Мысалдар

Тордың типі: Атомдық

Қүрылыс бірлігі: Бейтарап атомдар

Бөлшектердің арасындағы байланыс типі: Ковалентті

Балқу температурасы: Жоғары

Ерігіштігі: Ерімейтін

Мысалдар: С, Si, SiO ₂

Тордың типі: Молекулалық

Қүрылыс бірлігі: Молекулалар

Бөлшектердің арасындағы байланыс типі: Әлсіз молекулааралық байланыстар

Балқу температурасы: Төмен

Ерігіштігі: Органикалық еріткіштер мен суда ериді

Мысалдар: Барлық газдар, жай заттар, І ₂ , Вr ₂ , қышқылдық оксидтер, қышқылдар, органикалық заттар

Тордың типі: Иондық

Қүрылыс бірлігі: Иондар

Бөлшектердің арасындағы байланыс типі: Иондық

Балқу температурасы: Жоғары

Ерігіштігі: Суда ерімтал келеді

Мысалдар: Металдар мен бейметалдардан түратын заттар, гидроксидтер, тұздар

Тордың типі: Металдық

Қүрылыс бірлігі: Металл атомдары мен катиондары

Бөлшектердің арасындағы байланыс типі: «Электрон» газы

Балқу температурасы: Әр түрлі

Ерігіштігі: Ерімейтін Металдар

Мысалдар: Example

Бұл кестеден мынаны көруге болады:

1. Атомдық кристалдық торлы заттарда (а) байланыс ковалентті, оны үзу үшін арнайы химиялық реакциялар жүргізу қажет. Қалыпты жағдайда олардың барлығы қатты, балқу температуралары жоғары, ерігіштігі өте нашар заттар.

2. Молекулалық кристалдық торлы заттар (ә) түйіндерінде молекулалар орналасқан, ал молекулааралық тартылыс күші өте аз болуына байланысты мұндай кристалдық торлы заттардың көпшілігі қалыпты жағдайда газ күйінде кездеседі. Оларды қыздырғанда оңай балқиды немесе температура әсерінен ыдырап кететін беріктігі нашар қосылыстарға жатады.

3. Ионды кристалдық тop (б) түйіндерінде иондар орналасқан, олар суда жақсы ериді, ерітінділері мен балқындылары электр тоғын жақсы өткізетін қатты заттар.

4. Металдық кристалдық тop (в) ; Металдарда металдық байланыстар болады, себебі кристалдық торларының түйіндерінде металл атомдары мен иондар орналасқан, ал металдың көлемінде электрон бұлттары (валенттілік электрондар оңай белініп шығады, өйткені олар ядромен нашар байланысқан) еркін қозғалып жүреді. Осы электрондар металдық қасиеттерді анықтайды:а) жоғары жылу және электрөткізгіштікә) металдық, жылтырб) созылғыштық, тапталғыштық

Тау жыныстарының жіктелуі

Тау жыныстары - жер қабығында бірнеше тектен қосылған минералдық тау жыныстары, минералдардың немесе органикалық заттың қатқан немесе қатпаған жиынтығы. Тау жыныстары шығу тегіне қарай мынадай үш үлкен топқа бөлінеді:

магмалық тау жыныстары
шөгінді тау жыныстары
метаморфтық тау жыныстары

Минералдардың барлығы «мономинералды» және «полиминералды» болып екіге бөлінеді. Мономинералды дегеніміз - тек бір ғана химиялық қосылыстан (мысалы, кварц, пирит), ал полиминералды дегеніміз - бірнеше химиялық қосылыстан (минералдардың басым көпшілігі) тұратын минерал. Минералдар жиынтығының құрылуының бірнеше жолы бар:

Жер бетіндегі үдерістердің кезіндегі шөгінді тау жыныстарын құрайтын дәндердің қосылып өсуі немесе бөлінуі;

Атпалы тау жыныстарын құрайтын магманың кристалдануы; және

Сыртқы жағдайдың (мысалы, қысым мен температура) өзгеруі нәтижесінде метаморфозды тау жынысын құрайтын заттың қатты күйіндегі қайта кристалдануы.

Тау жыныстың осы үш түрі бір-бірінен дәндерінің арасындағы қарым-қатынасымен (текстурасымен) ерекшеленеді.

Шөгінді тау жыныстары келесі сипаттармен ерекшеленеді:

Дәнаралық шөкпе немесе ұсақ дәнаралық лай ұстап тұрған жұмыр немесе қырлы дәндер;

Ұзын біліктерінің негізгі бағытын көрсететін саз минералдардың ұсақ жиынтықтары;

Дәндердің арасында түзу шеттері мен үштік жалғастарды көрсететін минералдардың кристалды жиынтығы (мысалы, кәлсит) ;

Кәлситтің кесекаралық шөкпесі немесе ұсақ кесекаралық лай ұстап тұрған қазбалы кесектердің жиынтығы;

Органикалық заттың жиынтығы (мысалы, лигнит немесе көмір) .

Барлық атпалы тау жыныстар байланыспалы текстурасын көрсететін минералдардың жиынтығымен ерекшеленеді.

Метаморфозды тау жыныстары келесі сипаттармен ерекшеленеді:

Ұзын біліктерінің негізгі бағытын көрсететін кристалды минералдардың жиынтықтары;

Теңмөлшерлі және еркін бағытты теңмөлшерлі емес минералдардың кристалды жиынтығы;

Жапсарлы, ангедралды, кейде сорайған минералдардың өте ұсақ дәнді жиынтығы.

Тау жыныстарының текстуралық ерекшеліктері

Тау жыныстары бір немесе бірнеше минералдардан тұруы мүмкін. Бір ғана минералдан тұратын тау жыныстарын мономинералды жыныстар деп атайды. Мысалы ізбістас, шақпақтастар. Осы тау жыныстарының ерекшеліктерін сипаттайтын тау жынысының өрнегі мен бедері.

Тау жыныстарының өрнегі(структурасы) дегеніміз-оны құрайтын минералдардың кристалдану дәрежесі мен минералдық түйіршіктердің мөлшері. Тау жыныстарының бедері дегеніміз-оны құрайтын минералдар мен түйіршіктердің өзара орналасу және бөліну ерекшеліктерін сипаттайтын кескін-келбеті.

Барлық минералдар тау жыныстарының негізгі құрамын құраудағы атқаратын роліне қарай: ең басты және қосымша (қосалқы) минералдар болып екіге бөлінеді. Басты минералдар (мөлшері жағынан алғанда) тау жыныс-тарының негізгі құрамын құрап, оны белгілі бір түрге жатқызуға тікелей әсер етеді. Мысалы: кварц, калийлі дала шпаты, қышқыл плагиоклаздар және биотит граниттің; нефелин нефелинді сиениттің құрамын құрайтын басты минералдар болып саналады. Табиғатта кездесетін минералдардың жалпы саны өте көп болғанымен, олардың ішіндегі жиырма-отызы ғана тау жыныстарының негізгі құрамын кұрайды. Олардың ішінде силикаттар мен алюмосиликаттар маңыздьг роль атқарады, ал карбонаттар, сульфаттар, фосфаттар және галоидтар тобының маңызы шамалы ғана. Қосымша минералдар акцессорлық минералдар деп аталады. Олар тау жыныстарының құрамында өте аа мөлшерде кездеседі. Белгілі бір тау жынысыньщ кұрамындағы басты минерал, екінші бір жағдайда, басқа бір жыныстың құрамында қосымша минералдың ролін аткарады. Мысалы, апатит Хибин тундрасындағы апатитті жыныстардың басты минералы болып саналса, ал граниттің құрамында тек акцессорлық минерал түрінде ғана кездеседі. Рудалық минералдар (хромит, магнетит, ильменит, пирит және т. б. ) тау жыныстарының құрамында қосымша минералдар түрінде кездесіп, шашыранды түйіршіктер құрайды. Тау жыныстарының құрамына кіретін минералдар (түзілу уақытына қарай) бірінші және екінші кезекте пайда болған минералдар болып бөлінеді. Бірінші кезектегі минералдар тау жыныстарының алғашқы жаратылысында олармен бірге түзіледі, ал екінші кезектегі минералдар, кейінірек бірінші кезектегі минералдар негізінде (әр түрлі геологиялық өзгерістер нәтижесінде) пайда болады. Тау жыныстарын құрайтын кейбір минералдар бір жағдайда бірінші кезекте, ал басқа бір жағдайда екінші кезекте түзіледі. Мысалы, карбонаттар магмалық жыныстардың құрамында екінші кезекте пайда болған, ал шөгінді жыныстардың құрамында бірінші кезектегі минералдар ретінде ізбестастардың, доломиттердің және магнезиттердің қалың қабаттарын құрайды. Тау жыныстары (минералдардың санына қарай) мономинералды (бір минералдан ғана тұратын) және полиминералды (көп минералдан тұратын) болып бөлінеді. Мономинералды тау жыныстарына, мысал ретінде кварцитті, мраморды, лабрадоритті, ал полиминералды жыныстарға - гранит, диорит, габбро, гнейс және т. б. келтіруге болады. Полиминералды жыныстар мономинералды жыныстарға қарағанда жер қыртысында кең таралған. Экспедициялық дала маршруттары кезінде тау жыныстарының минералдық құрамы макроскопиялық жолмен (жай көзбен қарағанда) алдын ала анықталады. Қейінірек лабораториялық жағдайда тау жыныстарының үлгілерінен (жұқа кесінділер түрінде) шлифтер дайындалып, олар микроскоп арқылы зерттеледі. Бұл зерттеулердің нәтижесінде тау жыныстарының Құрамы мен құрылымдық (текстуралық және структуралық) ерекшеліктері дәлірек анықталады. Тау жыныстарының минералдық құрамы мен химиялық құрамы бір-бірімен тығыз байланысты. Олардың химиялық құрамы арнаулы лабораторияда химиялық әдістер арқылы анықталады. Талдау жұмыстарының нәтижесі оларды құрайтын негізгі химиялық элементтер тотықтарының (SіО2, А12О3) Fе2Оз, FеО, МgО, СаО, Nа2О, К2О және т. б. ) проценттік мөлшері түрінде көрсетіледі. Бұл көрсеткіштер тау жыныстарын топтастыруда (химиялық құрамына қарай) кеңінен пайдаланылады. Тау жыныстарының жалпы құрылысы оны құрайтын минерал-дардың құрылымдық ерекшеліктерімен (структуралық және текстуралық) анықталады. Тау жыныстарының құрамына кіретін минералдардың жеке кристалдарының жетік пішінділігі мен кристалдық мөлшерінің абсолюттік немесе салыстырмалы көрсеткіштерін қамтитын термин құрылым (структура) деп аталады. Ал олардың орналасымы (текстурасы) минералдық түйіршіктердің (ірілі-ұсақты) бірыңғай ба-ғытта созыла орналасу тәртібіне және өзара қарым-қатынас ерекшеліктеріне қарай анықталады. Сульфидтер. Табиғи жағдайда көптеген металдар күкіртпен қосылған минералдар түрінде кездеседі. Күкірттің қасиеті көп жағдайларда оттекке ұқсас. Егер металдардың химиялық қосылыстарға, яғни минералдарға айналатын жағдайларында оттек жетіспей, күкірт кездесетін болса, онда тотық орнына сульфидтер пайда болады. Күкіртті қосындылар түрінде кездесетін металдар көбінесе мыналар: темір, мыс, мырыш, қорғасын, күміс, сынап, сурьма, молибден, мышьяк, никель, кобальт т. б. Осы металдардың сульфид минералдарын кен минералдары деуге болады. Мысалы, пирит, халькопирит, антимонит, молибденит, арсенопирит сияқты минералдардан жоғарыдағы айтылған металдарды қорытып алады. Сол себепті сульфидтер ерекше маңызды минералдар қатарына жатады. Көпшілік кендерде бірнеше сульфид аралас кездеседі. Сондықтан ондай кендерді полиметалды (көп металды) кендер деп атайды. Осы минералдардың кәбі езіне тән ерекше физикалық қасиеттерімен (металдық жылтырлығынан, меншікті салмағының ауырлығынан, аз мелдірлігінен, электр еткізгіштігінен) белгілі болады. Жаратылысы, құрылысы және қасиеттері жағынан сульфид минералдары типтес минералдар да бар. Оларда күкірттің орнында селен, теллур, мышьяк, сурьма элементтері болады. Мысалы, никелин (NiAs), тиманит (HgSe) сияқтылар. Бұлар сол сульфид минералдар тобына жатады. Осы сульфид типтес минералдар саны 350 деп мөлшерлейді. Демек, мұның силикаттардан кейінгі екінші орында болғаны. Сульфидтер әр түрлі жағдайларда түзіледі. Бірқатар сульфидтер (темір мен никель сульфидтері) магмалық балқыған заттан кристалданып пайда болады. Бұл типтес кендер никель рудасының негізгі шығатын көзі болып есептеледі. Күкіртті кендердің өте көп таралған типтері ыстық судың ертінділерінен, яғни гидротермалық жолмен шығады. Осыдан күкіртті рудалардың ете негізгі желілі кендері пайда болады. Сульфидтер оттек жетіспейтін, яғни тотықтанбайтын, атмосфера және басқа табиғи тотықтандырғыштар қатыспайтын жағдайда пайда болып жиналады. Сондықтан сульфид минералдарының орнықты алабы жер бетіндегі оттегі бар атмосфера шекарасынан төмен болады. Бұл шекараның үстіндегі сульфид минералдары бұзылады да, әр түрлі оттекті қосындылар - тотықтар, сулы тотықтар, карбонаттар т. с. с. пайда болады. Сульфид минералдары мен рудаларды зерттегенде оларды мөлдірлігінің нашарлығына және металша жылтырлығының күштілігіне қарай айырады. Ол үшін микроскоп қолданылады. Галоид элементтер тұздар құрайтын деген мағынаны береді (грекше галос - тұз ) . Олардыд қасиеті сутегіне жақын төрт элементті: хлор (С1), фтор (Ғ), бром (Вг), иод (J) . Бұлардың белгілі қышқылдары: HC1 (тұз қышқылы), НҒ (фтор қышқылы), НВr (бром қышқылы), HJ (иод қышқылы) . Осы қышқылдардағы сутек орнына бір металл орналасатын болса, сол галоид минералдар қатарына жатады. Бұл элементтердің минерал құрау жағынан ең көп кездесетін маңыздысы - хлор мен фтор, ал қалған екеуі сирек кездеседі. Фтордың тұздары қасиеттерінің көптігі жағынан басқаларына қарағанда өзгешелеу тұрады. Фтор тұздары (фторидтер) суға жөнді ерімейді, ал хлоридтер өте жақ сы ериді. Табиғи жағдайда фтор көбінесе кальциймен, сирек те болса алюминиймен және кремниймен қосылады. Басқа галоидтар көбінесе натрий, калий және магниймен қосылған түрінде кездеседі. Мыс, күміс, сынап сияқтыауыр металдардың хлоридтері болады, ал фторидтері болмайды.