1.2. Строение и состав земной коры

По уровню организации в земной коре выделяют атомы (химические элементы) —>минералы—>горные породы —>пачки (циклотемы) —» осадочные формации —> оболочки земной коры.

Химические элементы

Химический состав земной коры (в мае. %), по А.А.Ярошевскому (1988): О - 47,90, Si-29,50, Al-8,14, Fe - 4,37, Са-2,71, К - 2,40, Na-2,01, Mg -1,79, Ti- 0,52, С-0,27, H-0,16, Mn - 0,12, S-0,10.

Минералы

Минералами называются природные химические соединения или отдельные химические элементы, возникшие в результате физико-химических процессов, происходящих в земной коре. Элементарной единицей минерала является атом, химический элемент. В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллической состоянии и лишь незначительная часть - в аморфном. Свойства кристаллических веществ обусловливаются как их составом, так и внутренним строением, т.е. кристаллической структурой. В кристаллических решетках расстояния между элементарными частицами и характер связей между ними в разных направлениях неодинаковы, что обусловливает и различие свойств. Такое явление называется анизотропией или неравносвойственностью кристаллического вещества. Анизотропия кристаллических веществ проявляется во многих их особенностях. Например, в способности кристаллического вещества самоограняться, т.е. образовывать многогранники - кристаллы. Форма кристаллов разнообразна и зависит от внутреннего строения данного соединения.

В аморфных веществах закономерность в расположении частиц отсутствует. Аморфные вещества изотропны.

Формы нахождения минералов в природе разнообразны и зависят главным образом от условий образования. Это либо отдельные кристаллы или их закономерные сростки (двойники), либо четко обособленные минеральные скопления, либо, чаще, скопления минеральных зерен - минеральные агрегаты.

Среди обособленных минеральных скоплений наиболее часто встречают друзы. Секреции - результат постепенного заполнения ограниченных пустот минеральным веществом. Мелкие секреции называются миндалинами, крупные - жеодами. Конкреции - более или менее округлые образования. Мелкие округлые образования обычно концентрического строения называются оолитами. Натеки, свисающие со сводов пустот, называются сталактитами, растущие вверх на дне пещер - сталагмитами.

Оптические свойства минералов: цвет, прозрачность, блеск.

Механические свойства минералов: излом, спайность, твердость.

Шкала твердости минералов, или шкала (м) Мооса, дополненная числами (т) твердости (кг мм²), по Хрущеву приведена ниже:

м	Минерал	т
1	Тальк	2,4
2	Гипс	36
3	Кальцит	109
4	Флюорит	189
5	Апатит	536
6	Ортоклаз	795
7	Кварц	1120
8	Топаз	1427
9	Корунд	2060
10	Алмаз	10060

Для определения твердости минералов можно пользоваться некоторыми распространенными предметами, твердость которых близка к твердости минералов- эталонов. Так, твердостью 1 обладает графит мягкого карандаша, около 2-2,5 - ноготь, 4 - железный гвоздь, 5 - стекло, 5,5-6 - стальной нож, игла, более твердые минералы встречаются редко.

Классификация минералов:

Самородные элементы - сера, графит, алмаз.

Сульфиды - галенит, сфалерит, пирит.

Галоиды - галит, сильвин, флюорит.

Оксиды и гидроксиды - кварц, халцедон, опал, гематит, магнетит, лимонит, боксит.

Карбонаты - кальцит, доломит, сидерит.

Сульфаты - ангидрит, гипс.

Фосфаты - апатит, фосфорит.

Островные силикаты - оливин, форстерит, фаялит.

Цепочечные и ленточные силикаты и алюмосиликаты - амфибол, пироксен, гиперстен, авгит, роговая обманка.

Листовые (слоевые) силикаты - биотит, мусковит, тальк, серпентин, хлорит, каолинит, глауконит.

Каркасные алюмосиликаты - полевые шпаты, ортоклаз, микроклин, амазонит, альбит, олигоклаз, андезин, лабрадор, битовнит. анортит, нефелин.