ЖЕР ҚЫРТЫСЫНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ, МИНЕРАЛДЫҚ ЖӘНЕ ПЕТРОГРАФИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ.

Жоспар:

1. Минерал. Минерал түрлері.

2. Минералдардың химиялық құрылысы.

3. Минералдардың физикалық қасиеттері.

4. Минералдардың классификациясы..

5. Тау жыныстары.

6. Магмалық тау жыныстары.

Жер қабығы тау жыныстарынан тұрады. Минералдар тау жыныстарының құрамына кіреді, бірақ кейбір жағдайларда өзіндік дара шоғырлар құрайды. Минералдар мен тау жыныстарына сипаттама бермес бұрын, құрылыста олардың тек қана табиғи түрі емес, сонымен қатар, жасанды түрі де қолданылатындығын ескерген жөн. Сондықтан да минералдарға жалпы сипаттама бергеннен кейін, жасанды минералдар туралы мағлұмат қарастырылады, ал тау жыныстарынан соң-техникалық қатты материал жайлы түсінік беріледі. Минералдарды минералогия ғылымы зерттесе, тау кендерін петрография ғылымы зерттейді.

Химиялық құрамы. Әрбір минералдың өзіне тән химиялық қасиеті болады. Бірақ табиғатта бірдей химиялық қасиетке ие минералдар да жоқ емес. Мұндай жағдайда олардың ішкі және сыртқы құрылысы әртүрлі болып келеді. Кристалды минералдардың химиялық құрамы кристалды-химиялық формуламен өрнектеледі. Бұл формулалар минералдар құрамындағы әлементтердің тор ішіндегі өзара қатынасын көрсетеді. Мысалы: каолинит- , авгит-

Көптеген әкзогенді пайда болған минералдар құрамында су болады. Минералдар құрылымындағы торлардың түзілуіне молекулалық су қатыспайды,оны жойған жағдайда минерал сусызданады.Мысалы,сазды   қыздырғаннан кейін, ангидрит    қалады.

Физикалық қасиеті. Әрбір минералға өзіндік физикалық қасиет тән. Олардың маңыздысы: сыртқы формасы, оптикалық сипаттамасы (түсі, мөлдірлігі, жылтырлығы), қаттылығы, балқытылуы, сынғыштығы, тығыздығы.

Минералдардың сыртқы формасы әртүрлі.Табиғи жағдайларда олар бұрыс, яғни қатпарлы формада кездессе, тегіс күйдегі минералдар сирек кездеседі. Мысалы: коалинит.

Көптеген минералдар түсі біркелкі болып келеді. Оларды шартты түрде ашық түсті (кварц, далалық шпат, саз, кальцит, т.б.) және қошқыл түсті (авгит) деп екіге бөледі. Минералдардың мөлдірлік қасиеті-олардың жарық өткізу қасиеті. Осыған байланысты минералдарды үш топқа бөледі. Олар: мөлдір (кварц, мусковит), жартылай мөлдір (халцедон, саз) және мөлдір емес (пирит, графит).

Жылтырлығы - минерал бетінің жарықты әртүрлі дәрежеде көрсете білу қасиеті. Минералдар жылтырлығы металдық және металдық емес болып екіге, ал металдық емес жылтырлық шынылы (силикаттар), майлы (тальк), жібек жылтырлық (асбест) болып үшке бөлінеді.

Қаттылығы-минералдардың сыртқы механикалық әсерлерге қарсы тұру қасиеті. Әрбір минерал қаттылығы Моос кестесі бойынша 10 балдық шкаламен өлшенеді.

Балқытылуы-минералдардың белгілі бір көлем ала отырып балқу қасиеті.Бұл құбылыс-минералдардың ішкі кристалдарының құрылысына тікелей қатысты жүрсе,олардың сыртқы пішініне байланысты емес процесс.

Сынғыштығы-минералдардың сыну көрсеткішін сипаттайтын қасиеті.Мұны минералдардың балқытылуына байланысты анықтайды.

Минералдардың тығыздығы әртүрлі.Бұл көрсеткіш 0,6-дан бастап, -ке дейін жетеді.Ең жоғарғысы .

Минералдарда басқа да физикалық қасиеттер кездесуі мүмкін:магниттік,үгілгіштік қасиеттерімен қоса дәмі,иісі,т.б.Мысалы:гарит (қайнатылған тұз)-тұзды,күйдіргенде иіс пайда болады.

Минералдардың классификациясы. Минералдардың классификациясы олардың химиялық қасиетіне негізделген. Барлық минералдардың 10 класы бар.

Силикаттар-магмалық, метаморфтық жыныстардың негізгі бөлігін құрайтын ең үлкен минерал кластарының бірі. Бұл класқа 800-ге жуық минералдар жатады. Силикаттар арасында алюмосиликаттар тобы ерекшеленеді. Олар құрылымы жағынан ұқсас минералдар: далалық шпат, оливин, тальк, хлорит, пироксен, слюда, амфибол және сазды минералдар.

Оксидтер мен гидроксидтер. Бұл екі класс 200-ге жуық минералдарды біріктіреді (жер қыртысы массасының ).Мысалы:опал,кварц,лимонит.

Карбонаттар. Мұнда 80-нен астам минерал кіреді.Көп тарағандары-кальцит,доломит,магнезит.Бұл минералдардың шығуы әкзогенді,сумен байланысқанда өзінің механикалық беріктілігін азайтады.Суда жай ериді,қышқылда үгіледі.

Сульфаттар. Бұл класс 260-қа жуық минералдарды біріктіреді.Олардың шығуы су ерітінділеріне байланысты,аз ғана қаттылығымен,ашық түстілігімен сипатталады.Салыстырмалы түрде суда жақсы ериді.Көп тараған түрі-саз,ангидрит.Ангидритті сумен байланыстырғанда,ол сазға айналады да көлемі  ке дейін ұлғаяды.

Сульфиттер құрамына 200-ге жуық минералдар кіреді.Қарапайым өкілі-пирит.Сульфиттер желге жеміріледі,сондықтан да ол құрылыс материалдарының сапасын кемітеді.

Голоидтерге 100-ге жуық минерал жатады.Пайда болуы су ерітінділеріне байланысты.Кеңінен тараған түрі-галит.Ол шөгінді жыныстардың құрама бөлігі болуы мүмкін,суда оңай ериді.

Фосфат,вольфрам және саф,таза (табиғи) әлементтер класына жататын минералдар сирек кездеседі.

Минералдардың радиоактивтілігі. Әртүрлі радиоактивті химиялық әлементтер 97 табиғи минералдарды біріктіреді. Техногенді материал минералдарында жасанды жасалған радиоактивті химиялық әлементтер де кездесуі мүмкін. Олар: технеций, прометий, нептуний және де т.б. Радиоактивті әлементтері бар минералдар мен материалдар шағылады. Бұл оның әлементтерінің интенсивтілігіне байланысты. Мысалы:

1.Минералдар: әшинитте Th -ға дейін,аз шағылысу,пирохлор-U , үлкен шағылысу;

2.Құрамында U: уранит- ,  аз шағылысу; торбернит- , үлкен шағылысу; карбонит- , үлкен шағылысу.

Радиоактивті минералдар көп жағдайда гранит пен сазда кездеседі.Олар жоғарғы радиоактивтілікке ие болуы мүмкін.Бірақ,әктас пен шынытас құмы аз радиоактивті минерал болып табылады.

Жасанды минералдар.Өнеркәсіп нәтижесінде адамзат 150 жасанды минерал жасап шығарды. Қазіргі кезде өндірісте жасанды минералдардың екі түрі алынады: аналогтік және техногенді.   Аналогтік-бұл табиғи минералдардың көшірмесі (алмаз,сутас,корунд). Техногенді-бұл белгілі бір қасиеттерді қоса қайтадан жасаған минералдар (алит,муллит). Мұндай минералдар әртүрлі құрылыс материалдарының құрамына кіреді. Мысалы:цементте-алит ,белит ; оттөзімділерге-муллит  , периклаз ; абразивтер-карборунд SiC.

 Тау жыныстары - жер қабығында түзілетін табиғи минералды агрегаттар. Әр тау жыныстарына химиялық және минералдық құрам тұрақтылық тән.

Тау жыныстары көп жағдайда полиминералды болып келеді. Ал жеке жағдайларда олар бір минералдан да (кварц кварциттен,мрамор кальциттен) тұруы мүмкін.Тау жыныстарының химиялық формулалары болмайды.Олардың құрамы валдық химиялық анализ арқылы анықталады.Мысалы,базальттың химиялық құрамы:

, , ,   және т.т.  

Қазіргі таңда жер қабығында тау жыныстарының 1000 түрі анықталған.

Тау жыныстарын пайда болуына қарай 3 түрге бөледі: магмалық, шөгінді, метаморфтық. Магмалық және метаморфтық жыныстар жер қабығының барлық массасының 95  құрайды. Шөгінді жыныстар жердің бетінде (көп жағдайда магмалық және метаморфтық  тау жыныстарын жауып жатады)орналасады.

Магмалық тау жыныстары-магманың жер астында немесе үстінде сууының нәтижесінде кристалданған тау жыныстары. Магма немесе лава-мынадай құрамы бар күрделі силикаттық балқыма: оттегі- , кремний- , алюминий- , темір- , кальций- , магний- , натрий- , калий- . Ал өзге әлементтердің үлесі әдетте ды аспайды. Магманың температурасы әр түрлі,бірақ көп жағдайда С-ді қамтиды. Магмалық тау жыныстарының түзілу тарихы физикалық, химиялық, физико-химиялық процестердің нәтижесінде өзгеріп отырған магмадан бастау алады.Бұл процестер көп жағдайда силикаттық минералдардың агрегаттары түзілген кезде (суыған немесе кристалданған кезде) тоқтайды.Магмалық тау жыныстарын олардың сууы мен қатуының(қозғалысының тоқтауы) шарттарына қарай 2 түрге бөлеміз:1)интрузивті, 2)эффузивті

Бұл жыныстардың түрлері сәйкесінше:1)желілік, 2)жанартаулық

Магмалық жыныстардың минералдары-силикаттар. Көптеген силикаттар негізгі құрылымдық әлементтермен ковалентті байланыста болады. Магмалық жыныстардың беріктілігі осыған байланысты. Яғни жоғары ковалентті байланысқа ие тау жыныстары өте  берік(дунит, периодонтит, пироксенит) болып келеді.