Поясните различие понятий «минерал» и «горная порода»

Планета Земля состоит из минералов и горных пород. Они являются основой почв и определяют многие их свойства. Поэтому для почвоведения чрезвычайно важны знания о распространении, образовании минералов и горных пород, их свойствах и изменениях во времени. В данной главе рассмотрены в основном минералы и горные породы, образовавшиеся в земной коре и гидросфере. Наиболее распространенные минералы и горные породы, составляющие твердую фазу почв.

Минерал — это природное химическое соединение, реже —самородный элемент. Минералы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Наибольшее распространение получили минералы, содержащие кислород, кремний и алюминий.

В настоящее время известно более 3 тысяч минералов, однако большинство из них встречается крайне редко. Широкое распространение имеет всего несколько сотен минералов.

Минералы бывают аморфные и кристаллические. В аморфных минералах элементарные частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены беспорядочно, а в кристаллических они соединены закономерно в кристаллическую решетку.(Опал — аморфная разновидность кварца) Иногда при одинаковом химическом составе минерала кристаллическая решетка может быть разной, при этом физические свойства минерала могут существенно меняться. Эта способность твердых веществ образовывать при одинаковом химическом составе иметь различные по строению кристаллические решетки называется полиморфизмом. Примером такого явления являются алмаз и графит, имеющие идентичный химический состав (чистый углерод), но различные по кристаллическому строению.

Горные породы — образования, состоящие из бесконечного числа зерен одного или нескольких минералов (мономинеральные из одного минерала: кварцит из кварца; полиминеральные из нескольких: гранит из кварца, полевого шпата, слюды.). Из горной породы отдельные минералы можно извлечь механическим путем.

Минералы, наиболее часто встречающиеся и образующие основу многих горных пород, называют породообразующими.

Минералы, образовавшиеся из компонентов магмы, называют первичными. В результате тектонических движений земной коры отдельные ее области в течение геологического времени поднимаются и происходит горообразование. Первичные минералы, оказавшись на дневной поверхности, подвергаются воздействию воды, кислорода, диоксида углерода, живых организмов. Совершающиеся сложные химические процессы приводят к образованию новых минералов, называемых вторичными.

Выделяют три группы процессов образования минералов и горных пород. минерал производство портландцемент глина.

• 1. Эндогенные. (внутренние). Они связаны с магматическими очагами, в основном приуроченными к внутренним слоям земной коры. Здесь господствуют высокие температуры и давление. Все эти процессы протекают при остывании магмы внутри Земли — без участия кислорода
• 2. Экзогенные. (внешние) Для зоны экзогенных процессов характерны низкие температуры и низкое давление. В этой зоне различают несколько групп процессов образования минералов, среди них необходимо выделить выветривание. Под выветриванием понимают процессы изменения физического состояния и химического состава минералов и горных пород под влиянием Н₂0, 0₂, С0₂, температурных колебаний, живых организмов (растительных и животных), талых и дождевых вод, разрушительной деятельности моря, рек, ветра, ледников и ледниковых вод. Различают виды выветривания: химическое, биологическое и физическое (механическое), которые часто совершаются одновременно. В разных природных зонах и в разных экологических условиях те или иные виды выветривания преобладают.
• · Процессы химического выветривания приводят к образованию вторичных минералов в экзогенной зоне под влиянием абиотических (не живых) факторов: воды, диоксида углерода и кислорода воздуха. Наиболее распространенные реакции при химическом выветривании: растворение, окисление (химический процесс, при котором происходит соединение какого-н. тела с кислородом), гидролиз (химическая реакция разложения вещества водой), гидратация (присоединение молекул воды к молекулам или ионам), оглинивание (образование глинных минералов).

При химическом выветривании первичных минералов из каждого минерала часто образуется несколько вторичных В процессе химического выветривания изменяется первоначальная окраска минералов. Необходимо отметить, что кварц наиболее стоек к химическому выветриванию, поэтому широко распространен в осадочных обломочных породах и в почвах. Пример, оподзоливание.

• · биологического выветривания, — механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов под действием живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Корни растений, лишайники, микроорганизмы выделяют диоксид углерода и органические кислоты, разрушающие минералы и высвобождающие минеральные элементы питания. Под воздействием этих кислот на труднорастворимые минералы образуются легкорастворимые в воде соединения, катионы или анионы которых легко усваиваются растениями и микроорганизмами.
• · Физическое (механическое) выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород.
• 3. Метаморфические. В результате тектонических движений земной коры минералы (и горные породы), образовавшиеся в экзогенной и эндогенной зонах, могут оказаться в зоне метаморфизма и находиться под воздействием новых физических условий давления, температуры, а также новых химических условий, при которых они становятся неустойчивыми и превращаются в другие минералы. В зоне метаморфизма совершаются реакции образования минералов, обратные тем, которые происходят в верхних частях земной коры, например дегидратация.

Мы рассмотрели процессы происхождения первичных и вторичных минералов в породах и почвах и обращаю ваше внимание на то, что один и тот же минерал может иметь разное происхождение, например кварц — магматическое, в результате химического выветривания и т. д.

Образование горных пород происходит в тех же зонах земной коры, в которых образуются минералы, так как горные породы состоят из минералов. Поэтому рассмотрение отдельно процессов образования горных пород от процессов образования минералов условно. В основу классификации горных пород положено их происхождение. В зависимости от зоны образования различают три генетических типа горных пород: магматические, осадочные и метаморфические.

I. Магматические (Изверженные) — первичные. Магматические образуются из остывающей магмы.

Магма (греч. — месиво, густая мазь) представляет собой природный, чаще всего силикатный, огненно-жидкий расплав, возникающий в коре или в верхней мантии и при остывании дающий магматические горные породы:

• · Глубинные (интрузивные) — образовавшиеся при медленном остывании магмы в эндогенной зоне (граниты, сиениты). характерно яснокристаллическое строение
• · Излившиеся (эффузивные) (effusion — излияние лат.) — образовались при быстрым охлаждением магмы на поверхности Земли при извержении вулканов строение сктрытнокристаллическое (базальт), стекловидное. (обсидиант), пористое (пемза) и др.

Магматические породы различаются также по химическому составу. Химическая классификация магматических пород основывается на содержании в них SiO₂. Породы различают:

• · ультракислые, содержание оксида кремния >75% (пегматит)
• · кислые, содержание оксида кремния 65−75% (гранитлипарит)
• · средние, содержание оксида кремния 52−65% (сиенит, порфирит)
• · основные породы содержат оксида кремния 45−52% (габбро, базальт, лабрадорит)
• · ультраосновные, содержат оксида кремния < 45% (Дунит, перидотит, пироксенит)

I. Осадочные — вторичные возникают из осадков, образующихся при выветривании. Осадки накапливаются в понижениях рельефа Земли (морские впадины, речные и межгорные долины, овраги, болота, озера.

Осадки представлены илами различного состава, останками животных и растений, обломками горных пород и минералов различной формы и величины. После накопления осадочного материала в отрицательных формах рельефа они уплотняются, обезвоживаются, цементируются и превращаются в горные породы, такие как глины, песчаники, яшмы, известняки, доломиты, мергели и др.

Их самыми характерными внешними признаками является наличие слоистой текстуры, остатков вымерших беспозвоночных животных и растений и сравнительно невысокая твердость.

По условиям образования (генезису) все осадочные породы разделяются на :

• · хемогенные, возникшие в результате различных химических реакций (карбонатные — известняки, доломиты: кремнистые — кремнистый туф; железистые — бурый железняк; фосфатные — фосфорит, а также марганцевые, галоидные, сернокислые).; глины и гипсы
• · обломочные — в результате физического выветривания (грубообломочные — глыбы. Щебень, дресва, валуны, галька, гравий, брекчия, конгломераты; песчаные породы; пылеватые — лессы, лессовидные суглинки, глинистые)
• · биогенные — в результате жизнедеятельности растений и животных (яшмы, известняки — ракушники, уголь и нефть).

Осадочные породы имеют для почвоведения особое значение. Так как на них образовались почвы они называются почвообразующими или материнскими. Большинство почвообразующих пород образовалось в последнее геологическое время — четвертичный период, и поэтому называются четвертичными. Более древние породы, залегающие под четвертичными, в почвоведении относят к коренным породам, но при выходе их на поверхность они и продукты их разрушения тоже становятся почвообразующими.