Жер қыртысын құраушы минералдық заттар

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Минерал (ескі лат. mіnera - кентас кесегі) - химиялық құрамы және физикалық қасиеттері бір текті табиғи дене. Ол жер бетіндегі немесе жердің (ғарыш денелерінің) қойнауындағы физикалық - химиялық процестерге байланысты пайда болып, тау жыныстарын, кентастар мен метеориттерді, т. б. құрайды. Минерал негізінен қатты денелер. Олар кристалды (пирит, галенит), аморфты (опал, лимонит) және метамикты (сырты кристалл тәрізді, ішкі құрылысы аморфты, шыныға ұқсас) болып жіктеледі. Әр Минерал өзіне тән құрамды, кристалды құрылымы бар табиғи қосынды.

Жер қыртысын құраушы минералдық бір тектес заттарды тау жынысы деп атайды. Жердің сыртқы қыртыс қабаттары көбінесе қатты тастардан тұрады. Сол себепті тау жыныстарын анайы түсінікпен атағанда тастар деуге болады. Тастардың жер бетіне шыққан айқын күрделі түрлері тауларда кездеседі. Тау жыныстары деген сөздің өзі сол тастардың тауда кездесу түсінігінен шыққан. Олай болса тау жыныстарының орнына тастaр деген түсініктің өзін алуға да болар еді. Расында петрография деген сөздің өзі де сонан шыққан болатын (грекше петро - тас деген сез) . Бірақ ерте кезде осылай алынғанымен қазіргі түсінікке ол дәл келе қоймайды. Өйткені жер кабаттарын құраушы минералдық бір тектес зат қатарына, яғни тау жынысы қатарына су, мұнай, көмір, топырақ, сияқты заттар да жатады. Бірақ бұларды тас деуге болмайды. Сондықтан тау жынысы деген түсініктің тастан көрі мағынасы кеңірек. Сонымен, петрография тау жыныстарын зерттеуші ғылым.

Тау жыныстарының және минералдардың құрамы мен құрылысы

Минералдар. Жекелеген кристалдар, дәндер және басқа денелер Минералдық индивид деп, ал Минералдық индивидтердің бірігіп түзілгендері минералдық агрегаттар деп аталады. Табиғатта зерттелген Минерал түрлері 2, 5 мыңға жуық, жыл сайын 30-ға жақын жаңа Минерал түрлері анықталады. Минералдардың көпшілігінде ионды құрылым кездеседі (кристалдық химия) . Ковалентті және интерметалдық құрылымдар аз кездеседі. Минерал құрауға Менделеев кестесіндегі инертті (асыл) газдар мен ураннан соңғы элементтердің бәрі қатысады. Олардың кейбіреуі Минерал құрауда басты орын алады, ал құрылымы мен қасиеттері басты элементтерге ұқсастары (Pd, Ge, Іn, Cd, Ga, Tl, Se, І, Br, Re, Rb) Минералдардың құрамында изоморфтық қоспалар түрінде кездеседі. Изоморфтық қоспалар Минералдардың химиялық қасиеттерін өзгертеді. Табиғатта силикаттар (Минералдың жалпы санының 25%-ы), сульфидтер (13%), фосфаттар мен ванадаттар (18%), тотықтар мен гидрототықтар (12%), түрлі табиғи химиялық қосылыстардың (32%) Минералдары бар. Жер қыртысының 92%-ы силикаттардан, тотықтардан, гидрототықтардан тұрады. Химиялық құрамы жағынан Минералдар таза элементтер және күрделі қосылыстар болып бөлінеді. Минерал кристалдары жай аниондардан (S ^2- , O ^2- , OH ^- , Cl ^- , т. б. ), аниондық радикалдардан [CO ₃ ] ^2- , [SіO ₄ ] ^4- , [PO ₄ ] ^3- , т. б. құралады. Минералдарды [[[кристалкристалды] ] химиялық жіктеу, құрылысының ерекшеліктеріне негізделген. Құрылымы бір типтес Минералдар құрамының изоморфизм процестерінен өзгеруі оларды құраушы атомдардың, иондардың атомдық (иондық) радиустарына, кристалдық - химиялық сандарына, химиялық байланыс түрлеріне байланысты болады. Минерал морфологиясы оның ішкі, құрылысына, пайда болу, қалыптасу жағдайларына қарай анықталады. Мысасылы, Қарағанды өңірінің талшықты родуситі - сұйық, ал бұршақ сияқты тығыз, борпылдақ родуситі - қою коллоид ерітінділерінің кристалдануынан түзілген. Жеке Минералдар сыңарларының өлшемі әр түрлі болады. Тарбағатай пегматиттерінен табылған кварц кристалдарының ұзындығы 6 метр, салмағы 72 тонна, қырларының ені 1 метрге жетеді. Минерал магмалық балқымаларда, ерітінділерде, газдарда түзіледі. Белгілі процестерден кейін бірнеше Минералдың топталуы Минералдар парагенезисі деп аталады. Пайда болған Минералдар ассоциациялары парагенетикалық талдау негізінде жасалған әр түрлі физикалық - химиялық диаграммалар бойынша анықталады. Табиғи реакцияларда түзілетін Минерал өзін қоршаған ортамен, ортаның фазалық қалпымен және физикалық - химиялық параметрлермен тығыз байланысты. Бұл жағдайлар Минералдардың құрамы мен түрлі қасиеттеріне әсер етіп, оған типоморфтық белгілер (Минералдардың кристаллографиялық ерекшеліктері, агрегаттарының сипаты, жеке сыңарларының өлшемі, кейбір физикалық - химиялық қасиеттер) береді. Минералдар экзогендік, эндогендік, метаморфогендік процестерде пайда болады. Минералдардың генезисін анықтау үшін олардың түзілу процестерінің химизмін, пайда болған ортаның фазалық қалпын, жүйенің физикалық - химиялық параметрлерін, түзілу, өсу, даму жолдарын, оны құраған заттардың түп негізін білу керек. Бұл аталғандарды анықтаудың басты жолдары: а) геологиялық жағдайларды зерттеу; ә) типоморфтық белгілерді анықтау; б) парагенетиканы талдау; в) онтогенды талдау; г) газ бен сұйық қосындысын зерттеу; ғ) табиғи реакциялардың термодинамикалық шамаларын есептеу; д) әр түрлі геотермометрлер мен газобарометрлер арқылы термодинамикалық параметрлерді анықтау; е) теңдеулердің физикалық - химиялық жүйесін зерттеу; ж) табиғатта түзілу жолдарын тәжірибемен қайталау; з) изотоптық құрамын анықтау. Минералдардың өндірісте қолданылуы олардың түрлі бағалы қасиеттеріне негізделген. Өте қатты Минералдар (алмас, корунд, гранат, т. б. ) абразивтер ретінде, пьезоэлементтік қасиеті барлары радиоэлектроникада қолданылады; қатты әдемі түстілерінен зергерлік бұйымдар жасалады. Минералдардың физикалық қасиеттері олардың кендерін іздеуге, кентастарды байытуға мүмкіншілік береді. Қазақстанда кездесетін Минералдардан Менделеев кестесіндегі элементтердің 60-тан астамы өндіріледі. Қазақстанның әр жерінен жиналған Минералдардың таңдаулы коллекциялары Қазақстанның геологиялық мұражайларына қойылған. Бандунгтегі (Индонезия) геологиялық мекеменің мұражайында Семізбұғы кенінің корунд Минералы сақтаулы;

Тау жынысы. Тау жыныстарының үгітіліп ұсақталған түйіршіктері суға еріп, химиялық әр түрлі қосындыларға айналып, тұнып, тығыздалып, бірігіп, басқа түрлі минералдарға және тау жыныстарына айналған. Мұнан кейін олар екінші рет қайта өзгеріп, тағы басқа тау жыныстарының түріне айналған. Жердің жүздеген миллиондаған ұзақ тарихы бойында осы әрекет көп қайталанып отырған. Сонымен қатар бертін келе-келе тау жыныстары мен минералдардың бұзылып өзгеруіне және жиналып құралуына тіршілік дүниесі де көп әсерін тигізген. Жердің тереңдегі ішкі ыстық қабаттарынан балқыған заттар қосындысы да (магма) анда-санда жер бетіне көтеріліп шығуын тоқтатқан жоқ . Олардың қатаюынан жаңа тау жыныстары пайда болады.

Тау жыныстарының негізгі топтарына тоқталайық.

Жер қабаттарын құрайтын барлық тау жыныстары үлкен үш түрлі топқа бөлінеді:

магмалық тaужыныстaры,
шөгінді тау жыныстары
метаморфтық тау жыныстaры.

Жер астынан балқып шыққан тас заттардан, яғни магмадан қатайып пайда болған тау жыныстарын магмалық деп атайды. Мысалы, бұған жоғарыда айтылған гранит т. б. жатады. Тау жыныстарының ұсақ кесек, қиыршық құмдарынан, саздарынан, судағы химиялық ерітінділер тұнбасынан, жануарлар мен өсімдіктер қалдығынан құралған тау жыныстарын шөгінді (тұнба) тау жыныстары дейді. Бұлай аталу себебі осы айтылған ұсақ кесектер мен қиыршық құмдар сумен ағып келіп, желмен ұшып келіп, өздерінің салмақтарына қарай тұнады. Мысалы, кұм, құмтас, тұздар, саздар, т. б. Метаморфоза - өзгеру деген сез. Тау жынысы өзгеріп, бір түрден екінші түрге айналса, оны метаморфтық тау жынысы дейді. Мысалы, бор (элемент емес) жер астының қысым күшіне және ыстық температурасына ұшыраса, ол тығыздалып кристалды ізбестасқа немесе мраморға айналады. Мрамор метаморфтық жыныс. Бұл айтылған үш түрлі тау жыныстарының ішінен ең көп кездесетіні қайсысы деген сұраққ а екі түрлі жауап беруге болады. Жердің ең үстіңгі қыртысын алатын болсақ, онда шөгінді тау жыныстары басымырақ : мұнда 75% шөгінді жыныстар, қалған 25% магмалық және метаморфтық жыныстар. Егерде жердің 16 километрлік қалың қабатын алатын болсақ, ондағы басым көпшілігі магмалық тау жыныстары, яғни онда магмалық тау жынысы 95% шамасында, қалған 5% шөгінді және магмалық тау жыныстары. Жердің онан арғы терең қабаттарындағы жыныстардың барлығы дерлік магмалық жыныстар. Тау жыныстарын зерттеуші петрография ғылымының негізгі маңызы мен мақсатына және зерттеу әдісіне келетін болсақ, ол мынадай. Петрография ғылымы - тау жыныстарының минералдық және химиялық (элементтік) кұрамын, құрылысын, жаратылысын, сырт бейнесін, геологиялық және географиялық таралуын, өз ара қарым-қатыстарын, осыларға байланысты кен байлықтарын зерттеуші ғылым. Демек, бұл аса күрделі және пайдалы ғылым. Осы аталған мақсаттарына қарай петрографияның өзіне тән әдістері бар. Осы әдістердің бірсыпырасы жоғарыда айтылған минералдарды зерттеу әдістерімен бірдей немесе соларға ұқсас. Өйткені петрография зерттейтін тау жыныстары минералдардан тұрады ғой. Сонымен қатар петрографияның өзгешелік әдістері де бар. Солардың ішінде, әсіресе, көбірек тарағаны - оптикалық (микроскоптық ) , минералдық, эксперименттік және геологиялық әдістер. Оптикалық әдіс минералогия бөлімінде айтылған минералдық әдістер арқылы тау жыныстарының құрамы мен құрылысын ажыратады. Қандай заттың болса да құрамы мен құрылысы оның жаратылыс жағдайына байланысты, сондықтан тау жыныстарының да жаратылысын білуге болады. Эксперимент жасағанда тау жыныстарын кептіру, қыздыру, еріту, балқыту, ұсату-жаншу сияқты әр түрлі термодинамикалық, физикалық және химиялық әдістер қолданылады. Бұл әдістердің арқасында, бірінші жағынан, тау жыныстарының қандай жағдайларда құрылғандығы айқындалса, екінші жағынан, оларды қалай пайдалануға болатындығы көрсетіледі, үшінші жағынан, техникалық петрография әдістеріне жол ашылады. Техникалық петрография ғылымның жаңа тарауы. Сондықтан бұған біраз тоқталып өтейік.

Қолдан жасалған көп заттар кұрамы мен құрылыстары жағынан табиғи тау жыныстарына өте жақын келеді. Мысалы, әр түрлі керамика, фарфор-фаянс, шыны сияқты заттар силикатты тау жыныстарына жақын. Цемент жасау, кірпіш ертеу сияқты істерде де табиғи тау жыныстарында болатын жағдайлар кездеседі. Ал металдар қорытатын заводтардан шығарылатын шлактарды алатын болсақ, олар вулкандық тау жыныстарына өте ұқсас. Қысқасын айтқанда қазіргі техникада көптеген жыныстар қолдан жасалады. Оларды техникалық петрография зерттейді. Техникалық петрография әдістері мен табыстары табиғи петрографияға да қолданылады. Демек, бұл да петрографиянын эксперименттік әдісінің бір түрі деуге болады.

Петрографияның геолгиялық зерттеу әдісіне келетін болсақ, ол алдыңғы айтылған әдістердің бәрінен де гөрі қажеттірек. Өйткені лабораториялар мен заводтарда қанша дәл зерттеулер жүргізілгенімен ол жер қойнауында болатын табиғи геологиялық күрделі зор өзгерістердің құбылысын дәл бере алмайды. Жер бетінің әрбір бөлшектерінде және терең қабаттарында түрліше геохимиялық және геофизикалық жағдайлар болады. Солардың әрқайсынына тән тау жыныстары құрылады. Тау жыныстарының құралуына, бірінші жағынан, сол жердің геологиялық тарихы мен ішкі құрылысы әсер ететін болса, екінші жағынан, оның физика-географиялық жағдайы әсер етеді. Осылардың барлығын тау жыныстарының табиғи орнындағы жағдайында зерттеп, олардың жатыстары мен қатыстарын өз ара салыстырмаса болмайды. Көбінесе әр аудандағы тау жыныстарының өзіне тән түрлі-түрлі өзгешеліктері болады. Көп зерттеп көзі қаныққан адамдар бір таудың тасын екінші таудікінен айыра біледі. Осыған сүйене отырып петрографиялық аудандар, зоналар және провинциялар белгіленеді. Мысалы, Алтай, Урал, Сарыарқа сияқты үлкен аймақтар петрографиялық провинциялар болып табылады.

Жоғарыда айтылған тау жыныстарыньщ өзіне тән сырт белгілері болады, оған бір түсініп, көзі қанық қ а н адам оларды оңай ажырата алады. Мысалы, магмалық тау жынысының жер астында қатайған интрузивтік (тереңдік) түрі болса, ол түгелдей кристалл түйіршіктерінен тұрады (гранит, сиенит, диорит, габбро, дунит т. б. ) . Магмалық тау жынысы жер бетіне шығып төгілген лавадан пайда болса, яғни эффузивтер болса, олардың кристалдары жай көзге көрінбейді, олар тұтас шыны немесе шлак сиякты болады (вулкандық жыныстар) . Кей жағдайларда эффузивтік шынынық ішінде кристалдары бар аралас шұбар түрлері болады, оларды порфирлер дейді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.