Горные породы и минералы, используемые человеком
Полезные ископаемые служат людям в быту, на работе. Ни одна отрасль экономики не выживет без этого. Они присутствуют в сложных технических сооружениях, привычных предметах: посуда, мебель, зеркала. Мы обязаны им практически во всех сферах жизни. В будильниках используют кварц, в гаджетах тоже. Салют – пиротехника содержит медь, кальций, натрий. Без их участия не было бы киноиндустрии. А люди не покорили бы космос.
Где используют камни
| № | Сфера применения | Породы, минералы |
|---|---|---|
| 1 | Строительство мостов, дорог, зданий | Гранит, слюда, магнезит, кремень, сланец, булыжный камень, мрамор |
| 2 | Облицовочные работы | Гранит, мрамор, лабрадорит, сланец, бутовый камень |
| 3 | Медицина, фармацевтика | Кремень, мирабилит, гипс |
| 4 | Скульптура, живопись | Мрамор, охра, киноварь, графит |
| 5 | Сельское хозяйство | Известняк |
| 6 | Изготовление точных приборов | Алмаз, сапфир, кварц |
| 7 | Полиграфическая продукция | Известняк |
Каждый кулинар вспомнит о соли, без которой еда теряет вкус. Но она нужна не только за столом. Весной, осенью раствором признанного антисептика лечат ангину. Ионы натрия способствуют передаче нервных импульсов. Подсчитано: ежегодно люди съедают по 4-6 кг соли.
Цеолиты, которые выводят из организма радионуклиды, оценили после Чернобыльской аварии. Тогда они спасли тысячи жизней. Имеются данные об их потенциале в борьбе с онкологическими болезнями. Медицина широко использует радиоактивные вещества, которые добывают из аналогичного натурального сырья.
Самоцветы
Яркие, красивые камни люди зовут самоцветами. Из них делают украшения и поделки. Некоторых минералов так мало в природе и их так трудно добыть, поэтому изделия из них очень дорогие, это драгоценные (или ювелирные) камни. Те, что встречаются чаще — полудрагоценные (топаз, малахит, опал, аметист). Еще чаще — поделочные, из них делают статуэтки, шкатулки, сувениры (агат, яшма, селенит, оникс).
Драгоценных камней не так уж и много, к примеру, алмаз, сапфир, рубин, изумруд. Камни шлифуют, нанося на них грани, и от этого природный кусок минерала становится гораздо красивее. Ограненный алмаз называется бриллиант.
Но камни годятся не только на украшения. Из отходов от обработки алмазов, а это как известно самый твердый минерал, делают инструменты для резки стекла. Раньше рубины использовали в производстве лазеров, теперь их заменили искусственные рубины.
Бирюза — красивый слегка голубоватый или ярко голубой минерал с темными прожилками. Интересная презентация о бирюзе здесь >>
Малахит — ярко-зеленый минерал с красивым темным рисунком. Раньше в больших количествах добывался на Урале, в горах. В сказах Бажова воспет труд мастеров, обрабатывающих уральский малахит. Из малахита изготавливали украшения, шкатулки, и даже вазы и статуэтки.
Янтарь — это окаменевшая смола деревьев. Она сохраняет свой желто-оранжевый цвет и прозрачность. Иногда в янтаре встречают разных насекомых, которые увязли в смоле многие годы назад.
Коралл — это скелет морских обитателей, коралловых полипов. Кораллы похожи на окаменевшие пористые ветви дерева разных цветов от желтоватого до красного и даже черного. Из кораллов делают украшения.
Жемчуг — это не минерал и не горная порода, хотя на вид похож на круглый камушек. Жемчуг вырабатывают морские ракушки — двустворчатые моллюски. Каждая жемчужина покрыта слоем перламутра, она гладкая и блестящая. Бывает белый, розовый и черный жемчуг.
Камни используют и в строительстве в качестве стройматериалов (известняк, песчаник) и отделочных материалов (гранит, мрамор).
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Окружающий мир.
2 класс.
(УМК «Планета знаний») Учитель начальных классов МОУ СОШ
Слайд 4Яшма В древности из яшм делали печатки и амулеты.В России
дело и способствовала созданию нескольких крупных заводов по обработке яшмы.
Слайд 5ГранитГранит является одной из самых плотных, твердых и прочных пород.
Используется в строительстве в качестве облицовочного материала. Кроме того, гранит
имеет низкое водопоглощение и высокую устойчивость к морозу и загрязнениям.
Слайд 8Каменная сольКаменная соль залегает пластами в осадочных горных породах. По
морской воды. Многие соленые озера обязаны своим происхождением залежам каменной соли в недрах земли.
побережье Балтийского моря, Румынии, Сицилия, Бирма. Янтарь издревле применялся для
изготовления всевозможных украшений и предметов быта. Из янтаря делали не только носимые украшения, но практичные предметы, такие как портсигары, пепельницы, шкатулки, ларцы и даже часы.
в медицине, например, глина входит в состав некоторых лечебных мазей.В косметике глина является основой масок, некоторых мазей. Лечебные глины и грязи широко используются в курортном лечении .
Слайд 14РубинВ старину на Руси их именовали яхонтами. Благодаря его высокой
твёрдости, окраске. Рубину приписывали уникальные свойства. В старину считались «камнями
жизни и любви». Считалось, что владение таким камнем придаёт хозяину больше власти, смелости и достоинства. Рубин иногда использовали для изготовления печатей, которые укрепляли на перстнях.
Слайд 15Изумруд В старину изумруд также считался могущественным талисманом, целебным
для зрения, средством от укусов ядовитых животных. В Древнем Египте
верили, что изумруд охраняет домашний очаг, способствует благополучию семьи. Основное применение изумруды находят в производстве ювелирных украшений.
Слайд 16ТопазВ древности считалось, что топаз — камень внутреннего просветления, в связи
с чем его использовали как защиту от безумия и злого
глаза. Цвет топазов самый разнообразный – жёлтый, розовый, голубой, фиолетово – красный. Наибольшее число находок топаза в Ильменском минералогическом заповеднике в России. Из ювелирного топаза изготовляют украшения.
Слайд 17АлмазАлмаз – король самоцветов. Он самый твёрдый и с самым
Алмаз очень широко используется в ювелирных украшениях. Его вставляли в царские короны, табакерки и ордена, нашивали на костюмы и шляпы.
Слайд 18СапфирСапфиры ценятся очень высоко и по своей стоимости соизмеримы с
алмазом, изумрудом и рубином. Сапфирами украшали короны королей и царские
одежды. Этот камень холодный и чистый. Во время далёких путешествий его клали в рот для утоления жажды.
Происхождение минералов
Минералы — это однородные природные тела, которые представляют собой химические соединения определенного состава. У них кристаллическая структура, они образовались в результате геологических процессов и считаются компонентами пород. Существует три версии происхождения минералов:
- магматогенная;
- метаморфическая;
- экзогенная.
Твердые материалы могут формироваться из-за застывания и кристаллизации магмы. В этот сплав входят силикаты, а также практически все химические элементы. Некоторые летучие вещества попадают в трещины кристаллизующихся пород. Они преобразуют их, так формируются разные виды руд: вольфрамовые, оловянные, молибденовые. А при снижении температуры образуются месторождения меди, золота, свинца, цинка, серебра и олова.
При метаморфических процессах минералы образуются под воздействием температуры и давления. Это явление связано со сменой биологической обстановки. При региональном метаморфизме оказываются затронутыми значительные площади на глубинах. А в результате контактного процесса магма воздействует на толщу известняков.
Принятая классификация
Геологи до сих пор исследуют некоторые минералы и выясняют, какими они бывают. На основе их работ можно выделить несколько типов твердых материалов. Они разделяются по своей структуре и химическим свойствам:
- силикаты;
- карбонаты;
- оксиды и гидроксиды;
- сульфиды и сульфаты;
- галоиды;
- фосфаты;
- вольфраматы;
- самородные элементы.
К классу силикатов относятся соли кремниевых кислот. Они входят в состав любой горной породы. Это самый многочисленный тип минералов на Земле. Карбонаты — это соли угольной кислоты. Самые известные из них: кальцид, магнезит, доломит. Оксиды и гидроксиды так называют из-за их химического строения. Эти минералы — соединения гидроксильных групп и кислорода. К ним относятся кварц, гематит.
В составе сульфидов содержится сера, а сульфатов — соли и её кислоты. К первой группе относятся пирит и киноварь, а ко второй — гипс и ангидрид. Галоиды и фосфаты — это соли галоидной и фосфорной кислоты соответственно. Первый класс включает сильвин и флюорит, а второй — апатит и фосфорит. Вольфраматы — это соли вольфрамовой кислоты. Определение самородных элементов также связано с их свойствами. Это минералы, включающие только какое-то одно составляющее: золото, алмаз, серу.
Основные свойства
Все минералы обладают своими химическими и физическими свойствами. Об этом стоит рассказать в докладе про горные породы и их элементы. К физическим свойствам относят хрупкость, колкость, ломкость и гибкость. Один из самых важных показателей для минералов — это твердость. Самым мягким считается тальк, а наиболее прочным — алмаз.
К этим свойствам минералов стоит также отнести спайность, излом и побежалость. Первое понятие означает способность материала раскалываться по кристаллическому направлению. Побежалостью называют наличие тонкой цветной пленки на поверхности, она образуется с помощью окисления. А изломы формируются при ударе.
Есть у минералов и оптические свойства:
- цвет;
- оттенок черты;
- магнитные свойства.
У одних материалов цвет может быть однородным, у других он изменчив. Некоторые минералы проходят множество модификаций. То есть в них включены примеси, или они меняют окрас в зависимости от освещения. Цвет черты проявляется при царапанье. Именно такой оттенок приобретает минерал, если его растереть в порошок. Отражательная способность — это блеск, какой создаёт световой поток. Дорогие разновидности минералов искрятся под солнечными лучами. Магнитными свойствами обладают те материалы, в состав которых входит двухвалентное железо.
Области применения
Сегодня человек научился использовать более 15% известных минералов. В основном они применяются в промышленности. Область их использования чаще всего зависит от физических свойств:
- из твердых изготавливают абразивные и антиабразивные материалы;
- кварц необходим для радиоэлектронной промышленности;
- у слюды выявлены электроизоляционные свойства.
В медицине используется тальк, на его основе производят смазки. Асбестовые смеси давно применяются в стройке, это хороший теплоизолятор. А флюорит, благодаря своим свойствам, используется в оптике. Все минералы делят на рудные и нерудные. Из первых можно добывать металлические элементы, а из вторых — неметаллическое сырье для медицины, химии или стройки.
Это интересно: Когда отмечают Международный день Солнца?
Происхождение минералов
Генезис это процесс минералообразования. Такие процессы подразделяют на три группы, в зависимости от источника энергии.
1. Магматогенные (гипогенные) процессы
Формирование происходит путем застывания и кристаллизации магмы. Данный раствор-расплав, состоящий преимущественно из силикатов (соединений кремния) и содержащий все химические элементы, либо преодолевает сопротивление вышележащих пород и изливается на поверхность, либо остается в недрах и остывает и кристаллизуется там. В соответствии с этим продукты классифицируют на эффузивные и интрузивные соответственно.
Так как любая магма имеет преимущественно кремнистый состав, там происходит формирование силикатов (кремнистых минералов). Многие из них — породообразующие минералы, которые формируют граниты, сиениты, диориты и прочие кристаллические породы. В значительной степени они представлены полевыми шпатами, гранитами, слюдами, роговыми обманками, оливином и др. В процессе их образования происходит переход Si, Al, Ca, Fe, Mg, Ti, K, Na, H2, O2 из магмы в остаточный расплав.
При внедрении в земную кору температура магмы составляет около 1200°С. К концу кристаллизации она снижается до 500 — 600°С, и при данной температуре в трещины пород внедряется остаточный расплав, формируя пегматитовые жилы.
Часть летучих веществ попадает по трещинам в закристаллизовавшиеся породы. Они воздействуют на слагающие минералы и преобразуют их. Так в гранитах формируются грейзены, вольфрамовые, молибденовые, оловянные и редкометалльные руды.
При дальнейшем снижении температуры выделяются гидротермальные растворы. Из них формируются месторождения золота, цинка, меди, серебра, урана, свинца, сурьмы, ртути, олова, мышьяка.
2. Метаморфические процессы (эндогенные)
Подразумевают изменения минералов в недрах под воздействием давления и температуры. Эти явления происходят в связи со сменой геологической обстановки и изначального залегания пород.
Выделяют региональный и контактовый метаморфизм. Процессы первого типа затрагивают значительные площади и происходят на значительных глубинах. При этом формируются сланцы, гнейсы. Контактовый метаморфизм состоит в воздействии магмы (особенно гранитной) при внедрении в толщи мергеля и известняков. В результате они переходят в мраморы и скарны. С ними иногда связаны месторождения железа, вольфрама, молибдена, олова, кобальта.
3. Экзогенные процессы
Данные явления обусловлены связанными с энергией Солнца внешними факторами. Они происходят при обычном давлении и невысокой температуре у земной поверхности. Состоят в том, что обнажившиеся и залегающие на малых глубинах породы и минералы подвергаются выветриванию (разрушению) под механическим и химическим воздействием воды, солнца, ветра, организмов и др. Часть разрушенных пород и минералов уносится, часть остается на месте, формируя россыпи золота, платины, циркона, алмаза, гранатов, олова, магнетита, производных вольфрама и др. Многие породообразующие минералы разрушаются и растворяются. Их соли разносятся водами, а в засушливых районах они осаждаются, образуя месторождения гипса, натриевой и калиевой солей, мирабилита.
То есть экзогенное минералообразование происходит в результате взаимного действия факторов атмосферы, биосферы, гидросферы на минералы на поверхности Земли. Новые минералы, сформировавшиеся таким путем из исходных, называют гипергенными.
К тому же существует биохимический подтип экзогенного минералообразования. Он состоит в преобразовании остатков организмов и их жизнедеятельности. В результате образуются горючие ископаемые, мел, известняки, самородная сера, некоторые бурые железняки, фосфориты. Очень распространены полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки и т. д.
Интересные факты о кварце.
Back to top
Безусловно, каждый из нас слышал о кварцевых часах, кварцевом стекле и других изделиях с применением этого минерала. Действительно: сфера его применения очень широка, что обусловлена природными свойствами кварца.
Кварц — это диоксид кремния, который в природе может встречаться в виде крупнокристаллического и скрытокристаллического минерала. Цвета кварца могут быть разнообразными, почему он и популярен для декоративных изделий и производства стёкол. Самые распространённые цвета — прозрачный, белый, розовый, фиолетовый, коричневый, жёлтый, синий и зелёный. Встречаются также удивительные кристаллы сразу нескольких оттенков.
Известно, что кварцевое стекло на Руси активно изготовляли уже в 11 веке, а до революции Царская Россия занимала 11 место в Европе по изготовлению кварцевого стекла.
Весомый вклад в обработку и технологии производства стёкол внес М. Ломоносов. Он в своей лаборатории провёл более 4 тысяч различных способов варок стекла, пытаясь придать ему прозрачности, прочности и других качеств.
- Знаете ли вы, кварц — один из самых распространённых материалов на Земле? Его месторождения встречаются практически повсеместно, а основными поставщиками промышленного кварца являются Шри-Ланка, Мадагаскар, Бразилия, Австралия и США.
- Кварц — это достаточно твердый минерал, имеющий оценку 7 по шкале Мооса, потому его можно обрабатывать практически любым способом, и круг изделий, производимых из него, достаточно широк. Особенно популярен кварц в ювелирном ремесле, за счёт твёрдости и богатой цветовой гаммы.
- Кварц — это не единственная разновидность минерала, а целая семья, причем, состоящая из драгоценных камней. Кстати, такие камни, как авантюрин, аметист, кошачий глаз, соколиный глаз, тигровый глаз, сапфир, волосатик, горный хрусталь, цитрин, халцедон, морион и раухтопаз, также относятся к семейству кварцевых.
- В основном из кварца состоит обычная глина. А это, как известно, многофункциональный строительный (и не только) материал, имеющий высокие теплонакопительные свойства.
- Ещё один необычный способ применения кварца — это мистика. Хрустальный шар для гадалки — основной рабочий инструмент, а горный хрусталь имеет самое прямое отношение к кварцу.
- Кварц — это важнейший микроэлемент для пищеварения, обменных процессов в организме, здоровья кожи и выведения шлаков. В чистом виде он используется при лечении астмы, диабета и импотенции. До сих пор многие племена едят землю или глину как добавку к пище, получая из неё необходимые для организма микроэлементы. Некоторые племена в дебрях Амазонки во время паводка, отрезающего их от путей подвоза пищи, питаются сухой глиной, и могут выживать таким образом в течение целого месяца.
- Кварц содержится в таких привычных для нас продуктах, как клубника, манго, огурцы, лук-порей, стручковая фасоль, сельдерей и спаржа. Потому для восполнения дефицита кварца не обязательно искать глину.
- А вот в виде глины кварц используется в составе многочисленных масок для лица и тела, оздоровляя и омолаживая кожу.
Горные породы и минералы: в чем отличие?
Это звенья одной цепи, имеющие природное происхождение и основанные на известных химических элементах. Но есть отличия, касающиеся рождения.
Горные породы имеют следующие характеристики:
- Это неоднородные природные тела, формирующие земную кору.
- Образованы одним или несколькими минералами.
- По признаку происхождения подразделяются на 3 основных класса.
- Состав, свойства зависят от компонентов, неизменны на протяжении существования.
- Используются во многих отраслях экономики, архитектуре, дизайне.
Чем примечательны минералы?
- Это твердые природные вещества с относительно однородным химическим составом.
- Являются основой горных пород.
- Состоят из разных видов кристаллов с симметричным строением.
- Отличаются весом, формой, твердостью, цветом.
- Применяются в промышленности, сельском хозяйстве, высокотехнологичных производствах, ювелирной отрасли.
Горные породы и минералы относятся к не возобновляемым ресурсам природы. Экологи бьют тревогу, напоминая об этом.
Возраст
Ученые и геологи определяют возраст горных минералов по двум шкалам.
Более 8000 видов товара из 500 разновидностей натурального камня. Ежедневное обновление!
Относительный
Возраст горных пород определяется относительно друг друга: какая моложе, какая старше.
Это выясняют стратиграфическим или палеонтологическим методами:
- Стратиграфический метод предусматривает изучение взаимного расположения слоев. Но только если за миллионы лет движения из-за тектонических процессов не наблюдалось. То есть разрушения слоев не было, их последовательность сохранилась. В этом случае чем выше слой, тем моложе порода. В самых верхних слоях она самая молодая.
- Маркер палеонтологического метода – ископаемые органические остатки. Установлено, что слои-ровесники содержат остатки одних и тех же видов растений или животных.
Оба метода берут за основу расположение слоев породы в земной коре.
Абсолютный
Точный возраст залежей выясняют по состоянию радиоактивных элементов в составе.
Обычно используются уран-235 или 238, торий-232, углерод-14.
Выбор изотопа зависит от предполагаемого возраста породы:
- Для материала моложе 50 тыс. лет (например, торфа) это изотоп углерода.
- Изотопы урана, свинца, тория, калия, самария годятся для пород старше 3,5 млрд. лет.
- Рубидий-стронциевый, уран-свинцовый материал применим к образцам возраста от ста млн. до пяти млрд. лет.
Для определения возраста рассчитывают отношение массы вновь образованного элемента к массе используемого радиоактивного изотопа.
Использование человеком
Интересна история использования этих камней человеком.
Ещё с древности первобытные люди использовали кремни для розжига огня, а также в качестве оружия. Породу разбивали, затачивали осколки и использовали их для охоты в виде топоров, наконечников стрел и ножей.
Недавно археологами был найден кремневый кинжал, сделанный в первой половине второго тысячелетия до нашей эры.
Кремниевый кинжал
Также первобытные люди обнаружили, что при трении кремней друг о друга выделяются искры, которые позже превращаются в костёр.
В лечебных целях активно используется кремниевая вода. Она убивает микробы и предотвращает появление различных инфекций, так как содержит аминокислоты и ферменты в составе, которые играют важную роль в жизнедеятельности организма. Также породу применяют для остановки крови и снятия воспаления раны, втирая кремниевую воду в поврежденный участок тела.
Вода, в которую на пару часов окунули камень чёрного цвета, очищается и обладает лечебными свойствами (обеспечивает эластичность кровяных сосудов, здоровый цвет кожи, нормализует обмен веществ и пищеварение, способствует росту ногтевой пластины и волос).
Отшлифованный кремний используется для строительства дорог, а кремниевая крошка – для украшения дворов.
Кремниевая крошка, используемая для украшения дворов
В связи с необычным окрасом породы, её можно применять в качестве поделочных изделий, чаще всего – для ювелирных украшений.
Кремний полезен для организма человека. Доказано, что он оказывает значительное влияние на структуру волос, ногтей и костей человека. Именно поэтому больные остеохондрозом чаще всего принимают именно кремний в качестве добавки к пище. При длительном его употреблении также улучшается кожа, уходят высыпания, замедляется старение и обеспечивается эластичность кровяных сосудов.
Область применения и особенности известняка
Известняк – камень, мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа и по консистенции напоминающая глину. Расположена преимущественно над морскими бассейнами на Кавказе, в Сибири и вдоль Уральских гор.
Известняк
Особенности породы
Одной из разновидностей известняка является ракушечник. Такой известняк – порода, которая полностью состоит из раковин морских животных и их обломков. Также в известняке можно найти останки древних животных.
Под воздействием температуры и давления горный известняк образует мрамор.
В отличие от кремния и мрамора, горная порода не имеет блеска и ярких цветов. В основном состоит из кристаллов серого, мелких камней белого цвета, чёрного, розоватого или голубоватого оттенков.
Разберемся, какой известняк – наиболее применимый в хозяйстве. Породы применяются чаще всего в постройке домов. При обжиге порода выделяет известь – материал, который используют для строительства, а известняковый щебень применяется в строительстве дорог и производстве бетона.
Известняки украшают наружные стены, заборы, фонтаны и архитектурные произведения.
Стена из известнякового кирпича
Также порода используется в пищевой промышленности, а именно: в производстве удобрений для растений, сахара и соды. Также из известняка делают стекло и различные бумажные изделия.
Можно с лёгкостью сказать, что горная порода является частью природы, и, следовательно, частью человеческой жизни. Изучение природной среды, включающий в себя камни, поможет нам выяснить, какую роль играют тела, находящиеся у нас под ногами.
Виды классификации природных камней и минералов
Полезные ископаемые идентифицируют по месту происхождения, составу и структуре. Чтобы отделить ценные образцы от декоративных камней, была придумана классификация природных экземпляров по общим признакам, отличиям.
Ее разработкой издавна занимались ученые, философы. Сегодня известно несколько методик, которыми пользуются геммологи. Самой популярной из всех существующих видов считают классификацию природных камней и минералов Клюге и Бауэра. Немецкий исследователь Клюге разделил сырье на 5 групп. Три первых посвятил драгоценным образцам.
Версия Бауэра пополнилась ювелирно-поделочными камнями. Минеролог Ферсман разнообразил документ, разделив виды драгоценных камней на классы. Изменения, принадлежащие ученому Киевленко, касаются цены, применения. Последние правки внес Мельников, предложивший классификацию драгоценных кристаллов по 3 разновидностям.
Развитие ювелирного дела в СССР, пришедшееся на вторую половину XX века, заставило создать единую промышленную методику. Она успешно практикуется до сих пор.
