Почвите се образуват от повърхностния слой на скалите, когато върху тях се заселят зелени растения и микроорганизми. Скалите, от които се образуват почвите, се наричат ​​почвообразуващи или родителски скали. Наричат ​​се още почви и подпочви.

Химическият и минералогичен състав на почвата зависи от състава на скалата, от която е образувана. Скалите са съставени от минерали, които имат общ произход. Повечето скали са съставени от няколко минерала; простите скали са съставени от един минерал.

Минерали. Естествено тяло, което има постоянен химичен състав и определени физични свойства, се нарича минерал.

Въз основа на техния произход се прави разлика между първични минерали, които изграждат магмените скали, и вторични минерали, образувани в резултат на изветряне на първичните минерали и промени в химичния им състав.

Първичните почвени минерали включват онези минерали, които са били част от магмени скали и са преминали в други скали и почви без никакви промени в състава. По този начин първичните минерали представляват остатъците от магмени скали, които са претърпели само механично разрушаване, но са запазили химичния си състав. Първичните минерали обикновено се смесват с вторични минерали, които образуват по-голямата част от почвите. Само песъчливите скали и почви се състоят предимно от първичен минерал - кварц. В състава на основни скали и почви влизат следните първични минерали: кварц, фелдшпати (ортоклаз, микроклин), слюди, магнетит, хематит и др. Първичните минерали се образуват от магмата в недрата на Земята при определена температура и налягане. Когато достигнат земната повърхност, под въздействието на водата, въздуха и живите организми те се разрушават и се превръщат във вторични минерали, от които се образуват седиментни почвообразуващи скали.

Има няколко класификации на минералите: химически, генетични, практическо приложение. По-долу е класификацията на минералите според химичен състав.

Всички минерали са разделени на следните класове: самородни елементи, сулфиди, халогениди, оксиди, соли на кислородни киселини (карбонати, сулфати, фосфати, нитрати), силикати и алумосиликати, въглеводородни съединения.

Местните елементи се състоят от един химичен елемент. Те включват диамант, графит, сяра, както и минерали - сребро, злато, платина. Минералите в този клас съставляват по-малко от 0,1% от масата на земната кора и често са редки или ценни.

Диамантът е най-твърдият минерал, образуван под огромно налягане в недрата на Земята. Намира широко приложение в технологиите и за изработка на бижута.

Графитът е много мек минерал, въпреки че има същия химичен състав като диаманта. Образува се от въглища и битум в резултат на процеси на метаморфизъм. Цветът му варира от тъмно сиво до черно. Среща се под формата на плътни маси сред метаморфни скали: шисти, мрамори, гнайси. Графитите се използват за направата на моливи, електроди в ядрени реактори и електрически тигли за топене.

Сярата е светложълт минерал, открит под формата на кристали и земни маси. Образува се при кристализация от горещи водни разтвори, както и при вулканични изригвания и изветряне на сулфати. Сярата се използва широко в химическата промишленост, селското стопанство и медицината. Принадлежи към почвообразуващите минерали.

Сулфидите са серни съединения на тежки метали (соли на сулфидна киселина). Най-често срещаните в земната кора са пирит, халкопирит, галенит, цинобър и др. Много минерали от този клас са руди, от които се получават мед, олово и живак. Сулфидните изветрящи продукти участват в образуването на почвата.

Пирит FeS2 е железен или серен пирит. Най-често се образува от разтопена магма, както и чрез кристализация при излагане на горещи пари върху железни съединения или в резултат на метаморфни процеси. Пиритът служи като суровина за производството на сярна киселина, а желязната угарка се използва като желязна руда. Под въздействието на кислород и вода пиритът се разрушава с образуването на железни хидроксиди, сулфати, карбонати и сярна киселина, които влияят на хода на почвообразуващите процеси. Необходимо е да се вземе предвид съдържанието на сулфиди в скалите при разработени минерални находища. Скалите, съдържащи сулфид, изложени на повърхността по време на изветряне, образуват сярна киселина. След рекултивация на зона, нарушена от минно дело, хумусният слой, нанесен върху повърхността, се насища със сярна киселина, което води до необратима деградация на почвата и замърсяване на околната среда.

Халкопиритът FeCuS 2 е меден пирит с месингово-жълт цвят. Образува се под влияние на хидротермални процеси, както и магматично. Халкопиритът е основната руда за производство на мед. Лесно се окислява, образувайки желязо и мед. Медният пирит се използва за производството на меден сулфат CuS04, който се използва в селското стопанство за борба с вредителите по градинските култури.

Галенит, или оловен блясък, PbS е основната руда, съдържаща олово. Той се отделя заедно с цинковата смес от горещи минерални разтвори, протичащи по пукнатини от магмената камера. Оловото се получава от галенит, който се използва в електротехническата промишленост, както и за производството на типографски шрифтове, оловна бяла, сачма и др.

Халогенидите са соли на халогеноводородни киселини (HCl, HF и др.). Най-висока стойностМинерали от този клас като силвит, халит и карналит се използват за почвообразуване и селско стопанство.

Silvin KCl е основната сол за производство на калиеви торове. Образува се в пресъхващи солени езера или изолирани от морето заливи при изпаряване на водата.

Халит NaCl - каменна сол, трапезна сол. Намира широко приложение в хранително-вкусовата промишленост. В природата се среща под формата на големи натрупвания на сол (слоеве, запаси, куполи) сред седиментни скали. Когато подземните води са наситени с халит, последният служи като източник на засоляване на почвата, което води до значително намаляване на почвеното плодородие.

Депозитите на силвит и халит се намират в Среден Урал, Беларус, Карпатския регион, Сибир и др.

Карналит MgCl 2 KCl 6H 2 O е минерал, срещащ се заедно със силвит и халит. От карналита се получават метални магнезиеви и калиеви торове.

Оксидите са съединения на различни химични елементи с кислород или с кислород и вода. Това са широко разпространени скалообразуващи минерали. Класът на оксидите е разделен на групи: силициеви оксиди, железни оксиди, алуминиеви оксиди, манганови оксиди.

Групата на силициевите оксиди включва кварц, халцедон и опал.

Кварц SiO 2 е най-често срещаният кристален скалообразуващ минерал (около 65% от земната кора се състои от кварц). Кварцът се характеризира с висока твърдост, неравномерно счупване и липса на цепителност. Този минерал е част от магмени (гранит и др.) И метаморфни (гнайси, кварцити и др.) Скали. При изветряне на кварца и кварцсъдържащите скали се образуват камъчета, трошен камък, чакъл и различни пясъци (еолийски, водни, ледникови).

Халцедонът SiO 2 е аморфен минерал с матов блясък, образуван от водни разтвори, има формата на нодули, нодули, сталактити и различни цветове. Разновидности на халцедон (кремък, яспис, ахат, карнеол) се използват като декоративен материал.

Опал SiO 2 · nH 2 O - воден силициев оксид. Образува се при изветряне на силикатите, както и при химическо утаяване от разтвори.

Групата на железните оксиди включва хематит, магнетит и лимонит.

Хематит Fe 2 O 3 - червена желязна руда. Съдържа около 65% желязо. Използва се като руда в производството на доменни пещи. Образува отлагания от различни генетични типове отлагания (магматични, метаморфни, хидротермални). Намира се в изветрителната кора в сух и горещ климат.

Магнетит или магнитна желязна руда Fe 3 O 4 - съединение с различен произход - магматичен, хидротермален и др. Суровини за топене на желязо и стомана. Магнетитът се характеризира с магнетизъм, черен цвят, метален блясък и липса на цепителност.

Лимонит 2Fe 2 O 3 ZN 2 O е кафява желязна руда, разпространена главно в горните слоеве на земната кора, образувана при изветрянето на магнетит и хематит, както и на дъното на езера, блата и в почви. Цветът е най-често лимоненожълт, но се среща и черен. Използва се за топене на желязо и стомана.

Групата на алуминиевите оксиди включва боксит и хидраргилит (гиббзит).

Боксит Al 2 O 3 · nH 2 O е минерал, в който водното съдържание може да варира. Самият боксит има формула Al 2 O 3 2H 2 O. Ако съдържа три водни молекули (Al 2 O 3 3H 2 O), тогава минералът се нарича хидраргилит. Бокситът и хидраргилитът се срещат заедно с глината като земна маса. Минералите са бели или леко сивкави, червеникави, зеленикави на цвят; се образуват при хидролизата на алумосиликатите при изветряне. Тези минерали са основната руда за производството на метален алуминий.

Пиролузит MnO 2 принадлежи към групата на мангановите оксиди. Това е основната манганова руда. Пиролузитът се използва в производството на бои, както и за производството на хлор и кислород. Манганът, който е необходим на растенията като микроелемент, влиза в почвата от пиролузит.

Солите на кислородните киселини се делят на следните групи: карбонати, сулфати, фосфати, нитрати. Всички минерали от този клас имат голямо значениев почвообразуването и служат като суровина за производството на торове.

Карбонатите са соли на въглеродната киселина: калцит, магнезит, доломит, сидерит.

Калцит CaCO 3 е варова руда, която след смилане се използва за варуване на кисели почви. Използват се също в металургията, строителството, оптиката и др. Чистите калцитни кристали са безцветни, прозрачни и двойно пречупващи (исландски шпат). В седиментните скали калцитът е бял на цвят и се намира под формата на отлагания от варовик и креда. Може да има различен произход (хидротермален, метаморфен), но най-често се образува при утаяване от топли и студени разтвори.

Магнезитът MgCO 3 се среща под формата на мраморни маси с бял, сив или кафяв цвят. Образува се при хидротермални условия или по време на изветряне на ултраосновни скали. Използват се в производството на цимент, огнеупорни тухли и в смляно състояние за химическа рекултивация на кисели почви.

Доломитът CaMg(CO 3) 2 е двоен карбонат на калций и магнезий от седиментен или хидротермален произход. Лежи в гъсти гранулирани маси с различни цветове (бяло, жълто, сиво и дори черно). Използва се като огнеупорен материал в металургията и в селското стопанство за варуване на кисели почви.

Сидерит FeCO 3 - железен шпат, се образува хидротермално при взаимодействието на железни разтвори с варовити скали. Използва се като суровина за производство на желязо.

Сулфатите са соли на сярната киселина: гипс, мирабилит и др.

Гипсът CaSO 4 2H 2 O е минерал от седиментен произход. На цвят е бял, но при наличие на примеси може да бъде сив, розов или син. Смленият гипс се използва за рекултивация на солонци и намаляване на алкалността на почвата. Изгореният гипс (алабастър) се използва като строителен материал и в медицината. Като декоративен камък се използва красива разновидност на влакнестия гипс - селенит.

Мирабилит Na 2 SO 4 10H 2 O - глауберова сол. Образува се в солени езера, когато водата се изпарява. При температури над 33 ° C се превръща в безводен натриев сулфат - тенардит. Използва се в медицината като лекарство и се използва за производство на сода.

Фосфатите са соли на фосфорната киселина: апатит, фосфорит, вивианит.

Апатитът има две разновидности: флуорапатит - Ca 5 (PO 4) 3 F и хлорапатит - Ca 5 (PO 4) 3 Cl. Най-често се образува магмен, но може да има и метаморфен произход. Среща се под формата на непрекъсната гранулирана маса от зеленикаво-сиво, зелено, синкаво и лилаво. Големите натрупвания са свързани с алкални скали. Основното апатитно находище се разработва на Колския полуостров (Апатити). Използват се за производството на основния фосфорен тор - суперфосфат, както и за производството на фосфорна киселина и фосфор.

Фосфорит Ca 3 (PO 4) 2 е минерал, намиращ се под формата на нодуларни отлагания и плочи сред седиментни скали, но може да бъде и от магматичен произход. Характеризира се с наличието на примеси от кварц, фелдшпати, глауконит и др. Съдържа от 12 до 24% P 2 O 5. След смилане може директно да се използва като фосфатен тор или за производство на концентрирани торове.

Вивианит Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - минерал бяло, става синьо или синьо във въздуха, среща се сред кафяви железни руди и под формата на слоеве в ниско разположени блата. Примесите на този минерал обогатяват торфа с фосфорни съединения, което увеличава стойността на торовете, приготвени на базата на торф.

Нитратите са соли на азотната киселина: натриев нитрат, калиев нитрат.

Натриевият нитрат NaNO 3 е от органичен произход, използва се като азотен тор, както и за производство на азотна киселина и барут.

Калиевият нитрат KNO 3 се използва като азотно-калиев тор.

Силикатите и алумосиликатите съставляват 95% от масата на земната кора. Една трета от минералите принадлежат към този клас. Произходът им е предимно магматичен. Тези минерали се характеризират с неметален блясък и ниска плътност (светлина). Силикатите и алумосиликатите определят всички свойства на почвите: физични, химични и биологични.

Оливин (Mg, Fe)2SiO 4 е магнезиево-железен скалообразуващ минерал. В базалти и дунити се среща под формата на тъмнозеленикаво-жълти зърна. При химическо изветряне се превръща в силициева киселина, магнезиев карбонат и железен хидроксид. Използва се за производство на огнеупорни тухли и бижута.

Фелдшпатите съставляват около 50% от масата на земната кора и са сред най-разпространените минерали. Образуването им е свързано с кристализацията на магмата, така че най-често се срещат в магматични скали, по-рядко в шисти, конгломерати и пясъчници. По време на процеса на изветряне от фелдшпатите се образуват вторични (включително глинени) минерали, силициева киселина и карбонати. По химичен състав това са алумосиликати на калий, натрий и калций. Те се делят на калиево-натриеви (ортоклаз, микроклин) и калциево-натриеви (плагиоклаз) фелдшпати. Ортоклазът K(AlSi 3 O 8) е често срещан в киселинните магмени скали. По време на химическото изветряне каолиновите глини се образуват от ортоклаз. Микроклинът има същия химичен състав като ортоклаза, но се различава в структурата на кристалната решетка. Плагиоклазите по химичен състав са изоморфни смеси от албит Na (AlSi 3 O 10) и анортит Ca (Al 2 Si 2 O 8). Фелдшпатите обикновено са бели на цвят.

Слюдите са широко разпространени слоести алумосиликати. Въз основа на химичния си състав те разграничават калиеви слюди, например мусковит KAl 2 (AlSi 3 O 10), и магнезиево-железни слюди, например биотит K(Mg, Fe) 3 (OH) 2. Мусковитът е безцветна слюда, биотитът е черна слюда. При изветрянето и разлагането на тези минерали се образуват разсипи, които по време на ерозионни процеси се пренасят от водата в понижения на релефа. Слюдата се използва за производството на огнеупорни строителни материали и в електрическата промишленост.

Въглеводородни съединения: нефт, озокерит, торф, изкопаеми въглища. Тези съединения се образуват от мъртви растения и животни.

Вторичните минерали се образуват при изветрянето на първичните минерали. Вторичните минерали са широко разпространени в природата и са основният компонент на много седиментни скали - морени, льос и почви. Най-важните свойства на почвите са свързани с тяхното съдържание: абсорбционна способност, физични и механични свойства (набъбване, вискозитет, твърдост и др.). В повечето почви глинестата фракция е доминирана от кристализирани глинести минерали, принадлежащи към подкласа на слоестите силикати. Най-често срещаните глинести минерали включват: монтморилонит, каолинит, хидрослюди, бейделит, нонтронит и др.

Монтморилонитът е във фино натрошено състояние и силно увеличава обема си при навлажняване. С високо съдържание в почвата, той причинява висока абсорбционна способност, както и вискозитет, когато е мокър, и твърдост, когато е сух. Глините, състоящи се от монтморилонит, се използват в промишлеността за пречистване на течности от суспендирани замърсители.

Каолинитът образува плътни каолинитови глинести маси, които са бели, жълтеникави или сиви на цвят. Различава се от монтморилонита по това, че не набъбва при навлажняване и има ниска абсорбционна способност. Каолинитните глини се използват в производството на порцелан и фаянс.

Хидрослюдите се образуват при изветрянето на слюдите и са широко разпространени в почвите. Те обикновено се намират смесени с каолинит и други глинести минерали. Структурата е близка до монтморилонита.

Други вторични минерали (бейделит, нонтронит) се намират заедно с монтморилонита в седиментни скали и почви.

Скали.Почвата се състои от твърди частици, почвен разтвор (вода с разтворени в нея вещества), почвен въздух и живи организми. Твърдата фаза на почвата включва минерали, които съставляват 90...99% от нейната маса или повече. Минералната част на почвата се образува от скали.

Скалите са изградени от минерали в специфична комбинация. В зависимост от условията на образуване всички скали се разделят на три групи: магматични, метаморфни и седиментни. Всяка скала има свои собствени характеристики. Външните характеристики се определят от структурата и текстурата. Те се използват за идентифициране на скали.

Структурата на скалата зависи от формата, размера и метода на сливане на съставните й минерали. Магматични дълбоки скали, състоящи се от кристални зърна от минерали, имат гранулирана структура. Изригналите магмени скали представляват еднородна (некристална) стъкловидна маса с раковина.

Текстурата (съставът) характеризира местоположението на нейните съставни части в скалата. Текстури, съставени от хомогенни минерали без определена пространствена ориентация, се наричат ​​хомогенни. Хетерогенната текстура е характерна за шистовите скали, съставени от тънки плочи.

Цветът на скалите се определя от химичния състав и цвета на съдържащите се в тях минерали.

Магматични скали се образуват от разтопена магма. Ако охлаждането на магмата става бавно, на голяма дълбочина, тогава се образуват дълбоко разположени или интрузивни скали, които се характеризират с кристална структура и липса на порьозност (гранит, сиенит, диорит, габро, лабрадорит, перидотит, дунит) . Ако магмата се излее върху повърхността и се охлади бързо, тогава се образуват ефузивни или ефузивни скали. Те нямат кристална структура, тъй като бързото охлаждане на магмата не води до образуване на кристали (базалт, диабаз, андезит, липарит).

Всички магмени скали, в зависимост от съдържанието на силициев диоксид SiO 2 в тях, се разделят на киселинни (над 65%), средни (52...65%), основни (40...52%) и ултраосновни (по-малко от 40 %).

Най-често срещаните магмени скали са гранити, сиенити, диорити, андезити, габро, диабази и базалти.

Гранитите са кисели плутонични скали, състоящи се от калиево-натриеви фелдшпати, кварц, слюда и рогова обманка. Гранитите са с пълнокристална структура, сив, розов, червен цвят. Широко разпространен във всички планински системи, както и в района на Балтийския кристален щит (Колски полуостров, Карелия) и Украинската кристална плоча (Волин-Подолска и Азовска възвишения).

Сиенитите са дълбоко разположени средни скали, в които преобладават фелдшпатите. За разлика от гранита, те нямат кварц, но съдържат повече рогова обманка и авгит.

Диоритите са дълбоко разположени средни скали. Различават се от сиенитите по по-високото съдържание (около 35%) на цветни минерали (рогова обманка, авгит, биотит).

Андезитът е ефузивна междинна скала, състояща се от плагиоклаз, пироксени и рогова обманка.

Габрото е дълбоко разположена основна скала с кристална гранулирана структура, често с много големи кристали. Те имат тъмен или тъмно сив цвят. Диабазите са сходни по минералогичен състав с габрото.

Базалтите са ефузивни мафични скали, състоящи се от плагиоклаз, магнетит и апатит. Базалтите са широко разпространени в Далеч на изтоки в Сибир. Те са черни на цвят и са сходни по химичен състав с габрото.

Метаморфните скали се образуват от магмени или седиментни скали дълбоко в земята под високо налягане и висока температура. Когато земната кора се огъва, скалите потъват. Под въздействието на едностранно компресиране и повишена температура, скалите в резултат на рекристализация могат да придобият фолиация, тоест ламеларен състав (шисти).

Метаморфните скали включват гнайси, шисти, мрамори, рога и др.

Гнайсите се характеризират с фолиация и кристална структура. Често се среща в райони на разпространение на гранит, които са свързани с преходни скали - гранит гнайси. Гнайсите се образуват както от магмени, така и от седиментни скали.

Шистите имат ламеларна структура и лесно се цепят в успоредна посока. Те са глинести, запалими, слюдени и др.

Шистите са метаморфозирани шисти глини с тъмносив цвят.

Мраморите са плътни кристални скали, образувани от рохкав варовик. Потъвайки в недрата на Земята, варовиците се топят, а при издигане на повърхността се охлаждат и кристализират. Белият мрамор се образува от чист варовик или креда. Примесите от железни оксиди придават на мрамора червен цвят, а веществата, съдържащи въглерод, му придават тъмносив цвят.

Седиментните скали са се образували в резултат на повторно отлагане на продукти от изветряне на магмени скали. В по-голямата част от земното кълбо почвите са се образували върху седиментни скали.

Според метода на образуване всички седиментни скали се разделят на три групи: механични, химични и органогенни.

Механичните или кластични скали са се образували по време на механично смилане (раздробяване) на различни скали под въздействието на термично изветряне, както и тяхното разрушаване от ледници и снежни води.

Елувият е продукти на изветряне, останали на мястото на образуването им. Този материал се състои от фрагменти с различни размери. В планинския терен елувият се намира на възвишения. Почвите, образувани върху елувий, се характеризират с ниско плодородие, малка дебелина, както и с чакълеста и скалиста почва.

Колувиумът е рохкав продукт на изветряне, носен от временни незначителни водни потоци, течащи надолу по склоновете по време на дъждове и пролетно снеготопене. Този финоземен материал се отлага в основата и дъното на склоновете. Плодородните почви се формират върху колувиални отлагания. В планините временните потоци са много мощни и заедно с фината пръст носят големи отломки. В този случай се образуват несортирани утайки, наречени пролувий.

Алувият е отлагания на речни постоянни водни течения. Тези отлагания се образуват в речни долини и се характеризират с напластяване и сортиране.

Езерни седименти - сапропел, тиня, мергел. Характеризират се с тънкослоеност.

Блатните отлагания се състоят от торф и блатна тиня.

Морските находища се намират в Каспийската низина, на брега на северните морета. Тези скали са сортирани, наслоени и съдържат соли. Солените почви се образуват върху морски седименти.

Еолийските отлагания се образуват, когато пясъчният материал се транспортира и отлага от вятъра. Пясъчните отлагания заемат големи площи в пустините; формират земни форми като дюни, дюни и могили.

На обширните равнини седиментите от кватернерния период - ледникови отлагания - са широко разпространени. Те са се образували в резултат на древни заледявания от кватернерния период. Най-често срещаните са морени, флувиоглациални пясъци и покривни глинести почви.

Морена - несортирани, разнородни отлагания, останали след отстъплението на континенталния лед. Цветът на морените е червено-кафяв, по-рядко жълто-кафяв. При постоянно преовлажняване морената се оглеява и цветът става сиво-сив. Тези скали съдържат камъни. Има феноскандинавска некарбонатна алумосиликатна морена с гранитни камъни и карбонатна морена. На некарбонатни морени се образуват подзолисти, каменисти, кисели почви с ниско плодородие. Карбонатна (или местна) морена се среща на места в северозападните райони на нечерноземната зона на Русия (Ленинград, Псков, Новгород, Вологда и др.). Тези скали произвеждат доста богати почви с неутрална или леко алкална реакция.

Флувиоглациалните, или флувиоглациалните, пясъци са транспортирани от бързо течаща ледникова стопена вода и са отложени зад ледниковата територия. Тези пясъчни и пясъчно-чапести отлагания не съдържат камъни или карбонати. Такива находища са особено широко разпространени в низините Полесие и Мещера. Върху флувиоглациални пясъци се образуват почви с ниско плодородие, бедни на хумус и хранителни вещества. Ако тези пясъци са подложени от глини, тогава се получава заблатяване на почвата, което често се наблюдава в затворени депресии в Полесие и Мещера.

Покривните глинести се отлагат в плитки периглациални зони от бавно движещи се води. Те покриват морената, което е отразено в името им. Покривните глини са кафяво-жълти сортирани скали; не съдържат камъни и са съставени от глинести глини с еднороден състав. Покривните глини набъбват, когато се навлажнят, а когато изсъхнат, се напукват на призматични и орехови парчета. Те се характеризират със слаба водопропускливост, висока влагоемкост и способност да повдигат водата през капилярите на голяма височина (3...4 m). Върху покривните глинести почви са се образували подзолисти и дерново-подзолисти почви.

Льосът е скала, разпространена на юг от ледникови и флувио-ледникови отлагания. Характеризира се с хомогенен тинесто-глинен състав (с преобладаване на частици от 0,05 до 0,01 mm), карбонатно съдържание и порьозност.

Дебелината на льоса е 10...11m. Льосът е най-добрата почвообразуваща скала. Те обаче лесно се отмиват от водата, образувайки стръмни стени, което трябва да се вземе предвид при разработването на противоерозионни мерки.

Льосоподобните глини заемат междинно положение между льос и покривни глини както географски, така и като свойства. Те съдържат по-малко карбонати от льоса и порьозността е по-слабо изразена. Сивите горски почви и черноземите са формирани върху льосовидни глини.

Химическите скали възникват чрез отлагане на вещество на дъното на резервоари от разтвори в резултат химична реакцияили промени в температурата на водата. Карбонатните скали се образуват на морското дъно отчасти чрез утаяването на калциев карбонат от речната вода. По-голямата част от калциевия карбонат, който се утаява на морското дъно, е продукт на дейността на определени микроорганизми. По този начин в периода Креда на мезозойската ера се натрупват тебеширени отлагания поради микроскопични амеби (фораминифери и др.). При описанието на минералите се разглеждат хлоридни (халит, силвит и др.) И сулфатни находища.

Органогенните скали се състоят от отпадъчни продукти от животни и растения, както и от техните неразградени останки (торф). Много карбонатни скали (коралови варовици, черупкови варовици и др.) се образуват с участието на организми, чийто скелет или защитна обвивка съдържа калциев карбонат.

Твърдата обвивка на Земята - земната кора - съставлява само 1,5% от общия обем на земното кълбо. Но въпреки това земната кора, или по-скоро нейният горен слой, е от най-голям интерес за нас, тъй като е източник на минерални суровини.
Минерали- това са относително хомогенни природни тела, които имат определен химичен състав и физични свойства. Името "минерал" идва от латинската дума "minera", което буквално означава руда, руда. Науката, която изучава състава, структурата и свойствата на минералите, техния произход и условията на възникване, се нарича минералогия.
Образуват се минералив резултат на физични и химични процеси, протичащи в земната кора. Както цялата природа около нас, те се състоят от химични елементи. Образно казано, минералът е вид сграда, изградена от тухли – химически елементи, изградени по определени закони на природата. И точно както човекът е построил много различни сгради на Земята от приблизително еднакъв брой тухли, природата е създала повече от 3 хиляди различни минерала в земната кора от сравнително малък брой химични елементи.

Общо, като се вземат предвид многобройните разновидности, има повече от 7 хиляди от техните имена, които се дават на всеки минерал според някаква характеристика.
В земната кора минералите по-често се срещат не самостоятелно, а като част от. Те до голяма степен определят физико-механичните свойства на скалите и от тази гледна точка представляват най-голям интерес за каменообработващата технология.
Повечето минерали се срещат в природата в твърдо състояние. Твърдите минерали могат да бъдат кристални и аморфни, като се различават по външна геометрична форма - правилна за кристалните и неопределена за аморфните.

Формата на минералите зависивърху разположението на атомите в тях. В кристалните минерали атомите са подредени в строго определен ред, образувайки пространствена решетка, поради което много минерали (например кварцов кристал) имат формата правилни полиедри. Кристалните минерали са анизотропни, тоест техните физични свойства са различни в различни посоки. В аморфните минерали (обикновено те имат формата на мъниста) атомите са подредени произволно. Такива минерали са изотропни, тоест техните физически свойства са еднакви във всички посоки.

Класификация на минералите

В съответствие с общоприетата химическа класификация всички минерали могат да бъдат разделени на девет класа:
I. Силикатите са соли на силициеви киселини, сред които има подгрупи минерали, които имат общ състав и структура: фелдшпати, разделени според химичния си състав на плагиоклази и ортоклази, пироксени, амфиболи, слюди, оливин, талк, хлорити и глина минерали. Това е най-многобройният клас, наброяващ до 800 минерала.
II. Карбонатите са соли на въглеродната киселина, включващи до 80 минерала, най-често срещаните от които са калцит, магнезит и доломит.

III. Оксиди и хидроксиди - обединяват около 200 минерала, сред които най-разпространени са кварц, опал, лимонит и хаматит.
IV. Сулфидите са съединения на елементи със сяра, наброяващи до 200 минерала. Типичен представител е пиритът.
V. Сулфати - соли на сярната киселина, включващи около 260 минерала,
сред които най-разпространени са гипсът и анхидритът.
VI. Халогенидите са соли на халогенидни киселини, наброяващи около 100 min.
Ралов. Типични представители на халогените са халит (трапезна сол) и
флуорит
VII. Фосфатите са соли на фосфорната киселина. Типичен представител е
апатит.
VIII. Волфраматите са съединения на волфрамова киселина.
IX. Самородните елементи са диамант и сяра.

Естествени и изкуствени минерали. Първични и вторични минерали.

Минерал (от в.в. лат. minera - руда)- това е естествено тяло с определен химичен състав и кристална структура, образувано в резултат на естествени физични и химични процеси, протичащи на повърхността и в дълбините на Земята, Луната и други планети и притежаващи определени физически, механични и химични свойства; обикновено съставна част на скали, руди и метеорити. Минералът обикновено е естествено химично съединение от елементи или естествен елемент, образуван при определени физически и химични условия на околната среда.

Минералогията е изследване на минералите. Минералогията изучава състава, химичните и физичните свойства на минералите, техния произход, процесите на промяна и трансформация в други минерали, както и връзките на някои минерали с други в минерални находища или скали.

Терминът "минерал" означава твърдо естествено неорганично кристално вещество. Но понякога се разглежда в по-широк контекст, класифицирайки някои органични, аморфни и други природни продукти като минерали.

Някои естествени вещества, които са течности при нормални условия, също се считат за минерали (например самороден живак, който преминава в кристално състояние при по-ниска температура). Водата, напротив, не се класифицира като минерал, разглеждайки я като течно състояние (стопилка) на минералния лед.

Някои органични вещества - масло, асфалт, битум - често погрешно се класифицират като минерали или се класифицират в специален клас „органични минерали“, чиято осъществимост е силно противоречива.

Някои минерали са в аморфно състояние и нямат кристална структура. Минералите, които имат външна форма на кристали, но са в аморфно, стъклоподобно състояние, се наричат ​​метамикт. Например трапезната сол е ясно кристална, докато опалът е аморфен. В минералите с кристална структура елементарните частици (атоми, молекули) са разположени в определена посока и на определено разстояние една от друга, образувайки кристална решетка. В аморфно вещество тези частици са разположени хаотично. Неговите основни физични свойства (твърдост, цепителност, крехкост, кристалографска външна форма и др.) Зависят от вътрешната структура на минерала (кристална или аморфна). А те от своя страна са сред най-важните диагностични характеристики на минералите.

Съставът на минералите се изразява с химичната му формула – емпирична, полуемпирична, кристалохимична. Емпиричната формула отразява само връзката между отделните елементи в минералите. При него елементите се подреждат отляво надясно с нарастване на броя на групите им в периодичната система, а за елементите от една група - с намаляване на поредните им номера, т.е. тъй като техните якостни характеристики нарастват.

В момента в природата са открити и изследвани повече от 3 хиляди минерала, но те не са разпространени равномерно. Всяка година от тях се откриват около 30 вида, от които само няколко десетки са широко разпространени, останалите са редки. Най-разпространени са минералите, съдържащи кислород, силиций и алуминий, тъй като тези елементи преобладават в земната кора - 82,58%.

Минералите се наричат ​​по мястото на първото им откриване, в чест на големи минералози, геолози и учени от други специалности, известни колекционери на минерали, пътешественици, астронавти, обществени и политически фигури от миналото и настоящето, според някои характерни физични свойства или химичен състав. Последният химичен принцип е особено препоръчителен и повечето минерали, открити през последните десетилетия, носят информация за химичния си състав в самото име.

Още в древността са правени опити за систематизиране на минералите на различна основа. В съвременната минералогия има много различни варианти на минералогическа таксономия. Повечето от тях са изградени на структурно-химичен принцип. Най-широко използваната класификация се основава на химичния състав и кристалната структура. Веществата от един и същ химичен тип често имат подобна структура, така че минералите първо се разделят на класове въз основа на химичния състав, а след това на подкласове въз основа на структурни характеристики.

Минералите се класифицират в зависимост от техния произход. първичен и вторичен.

Първичните минерали включват тези, образувани за първи път в земната кора или на нейната повърхност по време на кристализацията на магмата. Основните най-често срещани минерали включват кварц, фелдшпат и слюда, които изграждат гранит или сяра във вулканичните кратери.

Вторичните минерали се образуват при нормални условия от продуктите на разрушаване на първичните минерали поради изветряне, по време на утаяване и кристализация на соли от водни разтвори или в резултат на жизнената дейност на живите организми. Това са кухненска сол, гипс, силвит, кафява желязна руда и др.

Колкото и богат и разнообразен да е светът на минералите, не винаги е такъв можете да ги получитев достатъчно количество и необходимото качество. Хората често се нуждаят не от всякакви полезни изкопаеми, а само от такива, които отговарят на непрекъснато нарастващите изисквания на металургичната, електро- и радиоинженерната, оптико-механичната, производството на прецизни инструменти и други индустрии. Изискванията, които националната икономика поставя към минералите, често са много високи: висока степен на химическа чистота, прозрачност, перфектно рязане и т.н. И, разбира се, природата не винаги е в състояние да задоволи тези изисквания. Следователно, без да се ограничава до извличането на естествени минерали, човекът непрекъснато търси начини и средства за получаване на изкуствени минерали, които не само не са по-ниски, но дори превъзхождат по своите свойства естествените. Развитието на науката и технологиите всяка година ни позволява да проникнем по-дълбоко в тайните на минералния свят. Човекът се е научил да създава уникално оборудване, което позволява получаването на минерали, които не само не са по-ниски по качество от родените в дълбините на Земята, но и да произвеждат нови, неизвестни досега минерали, често с много ценни и оригинални свойства.

Чрез изкуствени средства (метод на синтез) е възможно да се получат минерали, които се срещат в естествени условия (диамант, корунд, кварц и др.), И минерали, които не се срещат самостоятелно в естествени условия (алит, белит и др.), но се включват в различни технически продукти като цименти, огнеупори и др. Понастоящем за промишлени цели са получени редица минерали, които рядко се срещат в природата, но имат ценни свойства (флуорит, корунд и др.).

Методите за синтез на природни минерали могат да бъдат разделени на две групи:

1) синтез, извършен при условия на нормално налягане.

2) синтез, извършен при повишено налягане.

Понастоящем производството на изкуствени минерали се свежда до следните процеси:

1) кристализация на стопилка;

2) реакции, в които участват газови компоненти;

3) получаване на минерали в присъствието на водни разтвори;

4) получаване на минерали чрез реакция в твърда среда.

Практическото значение на минералния синтез се е увеличило драстично през последните години. Независимо от това значението на изкуствените минерали все още е сравнително малко. Основната роля принадлежи на природните минерали - основните доставчици на много метали за промишлеността

Минералите се срещат широко приложение V модерен свят. Около 15% от всички известни минерални видове се използват в технологиите и промишлеността. Минералите са от практическо значение като източници на всички метали и други химични елементи (руди на черни и цветни метали, редки и микроелементи, агротехнически руди, суровини за химическата промишленост). Техническите приложения на много минерали се основават на техните физични свойства.

Като абразиви и антиабразиви се използват твърди минерали (диамант, корунд, гранат, ахат и др.); минерали с пиезоелектрични свойства (кварц и др.) - в радиоелектрониката; слюда (мусковит, флогопит) - в електротехниката и радиотехниката (поради електроизолационните им свойства);

азбест - като топлоизолатор;

талк - в медицината и в лубрикантите;

кварц, флуорит, исландски шпат - в оптиката;

кварц, каолинит, калий фелдшпат, пирофилит - в керамиката;

магнезит, форстерит - като магнезиеви огнеупори и др.

Редица минерали са скъпоценни и декоративни камъни. В практиката на геоложките проучвания широко се използват минераложки проучвания и оценка на минерални находища.

За разликите между физическите и химични свойстваминерали (плътност, магнитни, електрически, повърхностни, радиоактивни, луминисцентни и други свойства), както и цветови контрасти, се използват за основаване на методи за обогатяване на руда и разделяне на минерали, както и геофизични и геохимични методи за търсене и проучване на минерални находища .

Индустриалният синтез на монокристали от изкуствени аналози на редица минерали за радиоелектрониката, оптиката, абразивната и бижутерийната промишленост се извършва в голям мащаб.

Към днешна дата са известни повече от 4 хиляди минерала. Всяка година се откриват няколко десетки нови вида минерали и няколко са „затворени“ - доказват, че такъв минерал не съществува.

Четири хиляди минерала не са много в сравнение с броя на известните неорганични съединения (повече от милион).

Всички процеси на образуване на минерали и скали могат да бъдат разделени на три групи:

А. Ендогенни (вътрешни) или, както често се наричат, хипогенни (дълбоки) процеси, възникващи поради вътрешната топлинна енергия на земното кълбо.

Б. Екзогенни (външни) или хипергенни (повърхностни) процеси, протичащи на повърхността на земята главно под въздействието на слънчевата енергия.

Б. Метаморфни (метаморфогенни) процеси, свързани с дегенерацията на предварително образувани минерални асоциации (както екзогенни, така и ендогенни) в резултат на променящи се физикохимични условия, сред които основното място заемат промените в налягането и температурата.

Име "минерал"идва от къснолатинската дума "minera", която означава "руда". От това следва, че минералът е преди всичко част от скалите и рудите не само на Земята, но и на други обекти на Слънчевата система.

Какво е минерал?

Минералът се появява в процеса на промяна на неговите химични и физични свойства. В по-голямата си част материалите имат кристализирано тяло, но се случва да включват и аморфни образувания, тоест такива, които нямат кристална решетка.

Те се наричат ​​- минералоиди. Минералите също включват твърди въглеводородни образувания и някои изкопаеми смоли, които са включени в кехлибара. Минералите се изучават от науката – минералогията.

Също така си струва да напишете кои минерали са скалообразуващи. Сред цялото разнообразие от минерали само няколко участват в образуването на скалите.

Най-важните скалообразуващи минерали включват:

1. Кварцова група или силициев диоксид.Най-голямата група по численост в земната кора. Кварцовите кристали са с шестоъгълна форма. Сам по себе си най-често е млечен на цвят. Освен това силициевият диоксид не е прозрачен. Но може да се похвали със своята твърдост и здравина.
2. Алумосиликати или алуминиев оксид.Вторият най-разпространен минерал в земната кора. Те се характеризират с висока огнеустойчивост и също така не много висока твърдост.
3. Желязо-магнезиеви силикати.Такива минерали са много тъмни на цвят. Те също са много вискозни и имат високо специфично тегло.
4. Карбонати.Най-ценни от карбонатите са магнезитът и доломитът. Имат ниска твърдост и ниско специфично тегло. Най-често се намират в седиментни скали.
5. Сулфати.Те включват например гипс. Те също могат да бъдат намерени много често в седиментни скали. Специфичното тегло и твърдостта също са много ниски.

Всички минерали, в зависимост от техния произход, могат да бъдат класифицирани на първични и вторични:

1. Първичните минерали са тези, които са се образували в скалите на първо място. Както бе споменато по-горе, първите кристали са били силикати; те са се образували поради втвърдяването на магмата.
2. Вторичните минерали са се образували в резултат на разрушаването и разпадането на предишни.

Как се образуват минералите?

Всички известни на учените процеси на образуване на минерали могат да бъдат разделени на три големи групи:

Как се различават минералите от другите вещества?

У дома отличителна чертаминерали от други вещества е наличието на хомогенна вътрешна структура. По този начин течността и газообразни вещества. Както и смеси имащи разнородна структура. Освен това изкуствено създадените скали не са минерали.

Могат да се разглеждат най-простите минерали обикновена готварска сол. Неговите кристали са образувани от много фини решетки, които съдържат химически елементи като натрий и хлор, които са свързани помежду си чрез силни йонни връзки.

Трябва да се отбележи, че атомно съединение на кислород и водород, което има хомогенна структура; с други думи, ледът се счита за минерал. Но течното агрегатно състояние на същите химически елементи на минералите вече не е такова.

Физични свойства на минералите

За да идентифицират даден минерал, отговорните лица изучават неговия материален състав и структура на кристална решетка, тоест неговите физически свойства.

И така, физичните свойства на минералите:

1. Минерален цвят.В някои случаи цветът на минерала може да се определи чрез спектрален метод чрез изследване на неговата светлинна емисия. Някои минерали имат способността да променят цвета си в зависимост от светлината, която пада върху тях. Също така отделните екземпляри имат различни цветове по цялата си дължина. Цветът на линията е най-точният диагностичен признак. За да се определи цвета на даден минерал, обикновено се определя цветът на неговия прах. За да направите това, обектът се надрасква върху матова порцеланова повърхност.
2. Прозрачност.Въз основа на този критерий минералите се разделят на няколко малки групи: прозрачни (обектите се виждат ясно), полупрозрачни (обектите се виждат доста слабо), полупрозрачни (пропуска само когато минералът е под формата на тънка пластина), непрозрачни ( минералът изобщо не пропуска светлина).
3. Блясък.Блясъкът е способността на обекта да отразява светлината. При диагностицирането на минералите по техния блясък те се разделят на две групи: минерали с метален блясък и такива с полуметален блясък (диамант, стъкло, гланц и др.).
4. Деколте.И така, те наричат ​​способността на минерала да се разделя на отделни частици. Тук също се разграничават различни видове разцепване: много перфектно (минералът се разпада на отделни частици без усилие), перфектно (при лек удар се разпада на парчета, образувайки гладки повърхности), средно (при разпръскване се образуват счупвания), несъвършено (разцепванията в минерала са трудни за откриване) и много несъвършени (без разцепване).
5. Кинк.Естеството на счупването се диагностицира чрез разделяне на минералите на няколко групи: гладко счупване, стъпаловидно счупване, неравномерно счупване, зърнесто счупване, пръстеновидно счупване, раковично счупване, игловидно счупване и кукисто счупване.
6. Твърдост.Това е способността на повърхността да устои на проникването на друго вещество. Определя се чрез надраскване на минерала с нокът, нож, стъкло или друг минерал. Измерено по скалата на Моос.
7. Специфично тегло.Разграничават се следните класове: леки (относително тегло до 2,5 грама на кубичен сантиметър), средни (от 2,6 до 4 грама на кубичен сантиметър) и минерали с високо специфично тегло (повече от 4 грама на кубичен сантиметър).
8. Магнетичност.Свойството на минералите да отклоняват магнитната стрелка на компаса и да се привличат от магнит.
9. Чупливост и ковкост.Ковките минерали са тези, които могат да променят формата си при удар с чук. Чупливите се рушат при удар.
10. Електропроводимост.Това е способността на дадено вещество, в случая минерал, под влияние електрическо полепровеждат електрически ток.
11. Миризма.При изгаряне, триене или намокряне различните минерали придобиват голямо разнообразие от миризми. Например въглероден окис или сероводород.
12. вкус.Вкусовите ефекти присъстват само във водоразтворимите минерали.
13. Съдържание на мазнини и грапавост.
14. Хигроскопичност.Способността на минерала да привлича водни молекули.

В каква форма се срещат минералите в природата?

В природата минералите могат да бъдат намерени в в различни форми. По този начин някои образци могат да бъдат под формата на единични кристали. Други са клъстери - агрегати.

Има три вида минерални агрегати:

1. Изометрични единици. Формата им е еднакво развита във всички посоки.
2. Издължени в една посока - игловидни, колоновидни, лъчисти и призматични.
3. Форми, издължени в две посоки. Те включват ламеларни, таблични, люспести и листни кристали.

Таксономия на минералите

За по-точна класификация на минералите Международната минералогична асоциация одобри следната таксономия:

• Клас.На първо място, минералите се класифицират според техните аниони. Има три групи: основен анион, анионен комплекс и без анион. По този начин всички минерали се разделят на: късчета, органични съединения, сулфиди, оксиди и хидроксиди, карбонати, нитрати, сулфати и други.
• Подклас.Подкласовете разграничават минерали с различна структура. Така MMA разделя всички минерали на неко-, цикло-, коро-, ино-, фило- и тектосиликати.
• семейство.Минералите се разделят на семейства в зависимост от сходството на техния химичен или структурен състав.
• Супергрупа.Съдържа онези минерали, които не са включени в отделни групи.
• Група.Обединява минерали с еднакви структури и химичен състав.
• Подгрупа.

Как се използват минералите?

Всички минерали на планетата са намерили широко приложение в голямо разнообразие от индустрии:

1. Първото място несъмнено заема индустрията.Например обработката на алуминиев оксид може да произведе големи количества цимент. Слюдата е добър термичен и електрически изолатор, кианитът се използва широко като огнеупорен материал, а кварцът се използва за производство на стъкло.
2. Минералите също се използват широко като ценни и полускъпоценни камъни за украса на бижута. Тези минерали, които не носят висока стойност, се използват широко за ремонт, строителство и дори декорация.
3. Не по-рядко се използват гипс, апатит и селитра., но вече като торове.
   Криолит, флуорит, кианит и други минерали се използват за направата на порцеланови фигурки и съдове.
4. Отделно си струва да споменем за волфрама.Използва се за производството на огнеупорни стомани. А също и за производство на лампи с нажежаема жичка.
5. Със сигурност всеки знае оловни куршуми, които също са направени от минерал. Оловото също се използва широко за защита срещу радиоактивно излъчване.
6. Минералът не е пощаден и от художниците.Използват го като багрило за своите бои. Например, аквамаринът дава Син цвят, а изумрудено зеленото е зелено. Цинобър цветове ярко червени цветове и така нататък.
7. Със сигурност няма човек, който да не е пил поне глътка минерална вода през живота си.. Името си получи с причина. Получава полезните си компоненти: соли, алкали и други от минерали. Водата на дълбочина взаимодейства с тях и се обогатява с алкали.

Какви камъни са минерали?

Някои хора погрешно вярват, че всички камъни могат да бъдат класифицирани като минерали. Така например наричат ​​хидротермални камъни, което е напълно погрешно. Само естествените камъни могат да се считат за минерали. Например, кехлибар, азурит, танзанит.

Можете да преброите повече от хиляда красиви минерални камъни, но не всички ще се считат за полускъпоценни, още по-малко скъпоценни. Последните се считат за камъни с изключителна красота, но са изключително редки, което напълно оправдава високата им цена.

Скъпоценните камъни, които принадлежат към минералите, могат да се считат например за лабунцовит - силикат със сложен състав. Или ще ви събори - много рядък минерал. Чърчитът е рядък гипсов минерал. Хризоберилът е оксид на берилий и алуминий. И разбира се, диамант, рубин, изумруд и други.

Полускъпоценните камъни, разбира се, не са толкова редки, затова цените им са по-ниски. Но все пак не можете да ги срещнете много често. Аметист, един от полускъпоценните камъни, също се счита за минерал. Те също включват, например, тюркоаз, аквамарин, топаз и кехлибар.

Минералогията е много интересна наука, както и процесът на образуване на минералите и тяхното изучаване. Минералите играят важна роля в живота на хората и на цялата Земя. Затова не бива да ги обезценявате. Това е същото богатство на планетата като всичко останало.

Минералите са естествени химични съединения, които изграждат скалите. скъпоценни камъни, пясък, метални руди са различни форми на минерали.

Какво представляват минералите?

Има около 3000 различни минерала, но само 30 от тях формират основата на скалите, почвата и пясъка на Земята. Някои минерали образуват кристали, подобни на стъкло, докато други изглеждат като ярко оцветени камъчета. Минералите се различават по цвят, плътност и твърдост, както и по способността си да отразяват светлината и да провеждат топлина или електричество.

Комплексни минерали

Някои минерали са съставени от един чист елемент. Много от тях се състоят от два или повече елемента. Един от най-често срещаните минерали, кварцът, е смес от силиций и кислород. По-голямата част от пясъка на Земята е кварцов гранулат, който се използва за производството на стъкло.

Руда

Много сложни минерали съдържат метали. Червеният железен камък или хематитът например е железен оксид, а галенитът или оловният блясък е оловен сулфид. Минералите, от които може да се извлече метал, се наричат ​​руди и се добиват в мини.

кристали

Много минерали образуват ясни кристали. Това е резултат от специфично подреждане на атоми и молекули в минерала. Минералите, които имат твърда кристална форма, както и блясък и красиво оцветяване, се наричат ​​скъпоценни камъни.

скъпоценни камъни

Скъпоценните камъни се използват главно в бижутерията. Сред тях особено красиви са диамантите, рубините, сапфирите и изумрудите. Диамантите, които имат невероятна здравина, също се използват широко в индустрията и минното дело за пробиване, пробиване и раздробяване на скали. Диамантите за промишлена употреба също могат да бъдат приготвени изкуствено.

Подобни статии