Коллекция основных минералов и горных пород Забайкальского края

3

Коллекция основных минералов и горных пород Забайкальского края Автор: Логинова София, Россия, Забайкальский край, г.Чита, МБОУ СОШ № 26, 7 «В» класс

Научная статья

Актуальность. Важность для человека в значении и использовании минералов трудно переоценить. Так как они представляют чрезвычайно большой интерес не только для многих областей науки, но и для промышленности, экономики, а также минералы имеют важное эстетическое значение.

Цель работы: Совершенствование коллекции основных минералов и горных пород Забайкальского края. . Для достижения поставленной цели определены задачи: . 1. Изучить минералы и горные породы в собранной коллекции камней. 2. Выявить, методом опроса у одноклассников, знания о минералах и горных породах. 3. Выяснить, с помощью эксперта, названия минералов и горных пород. 4. Узнать из каких веществ состоят минералы и горные породы, состоящие из этих минералов, названия, их химический состав, внешний вид кристаллов (цвет, блеск, относительная твердость). . 5. Уточнить правила создания портативной коллекций, составить и оформить коллекцию минералов и горных пород Забайкальского края в форме «музейного чемоданчика» (подготовить этикетки и описание минералов и горных пород для проведения «экскурсии» по коллекции в «чемоданчике»). . 6. Подготовить карту местонахождения образцов коллекции. . 7. Проанализировать значение минералов для человека. . Методы: теоретический анализ литературы, документов, материалов интернет ресурсов; обобщение, конспектирование; анализ результатов исследования; опыт; формирование портативной коллекции.

Основоположник минералогии в России М. В. Ломоносов, более полутораста лет тому назад сказал: «Пойдем нынче по своему отечеству; станем осматривать положение мест; …Станем искать металлов, золота, серебра и прочих; станем добираться отменных камней, мраморов, аспидов и даже до изумрудов, яхонтов и алмазов. Дорога будет не скучна, в которой, хотя и не везде, сокровища нас встречать станут; однако везде увидим минералы, … которых промыслы могут принести не последнюю прибыль» [3].

Предпосылки к данной работе возникли весной 2014-ого года, когда я была на экскурсии в пещере Хээтэй. Меня очень заинтересовали сталактиты и сталагмиты, которые произрастали из земли и спускались с потолка пещеры. У меня возник вопрос: из чего состоит наша земля? Так как готового ответа на этот вопрос у меня не было, я обратилась за помощью к одноклассникам, но и они не смогли помочь с ответом. Путь к получению ответа на заданный вопрос найден у дедушки, который подсказал из каких минералов и горных пород состоит наша Земля и предложил исследовать наш край. Решение было принято, а для того чтобы исследовать этот вопрос решено собрать коллекцию минералов и горных пород. Оказалось, что составление коллекции дело не простое.

Слово «коллекция» означает собрание – то, что кем-то собрано, «плод собирательской работы». Коллекции подразделяют на: систематические (основаны на схеме научной классификации по 9-ти классам минералов); тематические (несет на себе отпечаток личности коллекционера); местные (подборки минералов определенной географической зоны). . Данная работа содержит описание портативной минералогической коллекции для работы в походных условиях, на уроках географии (и других). Коллекция минералов выполнена в форме «музейного чемоданчика», относится к категории местных коллекций, оснащена картой месторождений минералов, рассмотренных в коллекции, этикетирована. Первый принесенный домой образец или даже парочка образцов это еще не коллекция минералов: она появляется, когда образцов наберется хотя бы с десяток. После чего коллекция имеет тенденцию довольно быстро расти. В самом начале я собирала любые понравившиеся камни и даже особо не различала минералы и горные породы. Разумно собирает минералы только тот, кто хорошо знает минералогию и вдумчиво относится к природе. Один кусок одного и того же минерала не похож на другой, и различие между ними может быть столь значительным, что даже опытный минералог становится в тупик. Накопление специальных знаний дает толчок специализации. Так как минералы и горные породы являются частью действительной природы, поэтому их называют натуральными пособиями, то и ценность их использования заключается в особенностях восприятия: их можно не только внимательно разглядывать, но и осязать, а некоторые объекты воспринимать на вкус (каменная соль). Поэтому натуральные пособия невозможно заменить ни рисунками, ни описаниями [5].

Проанализировав научную литературу, и документы по данной теме было выяснено, что наша планета состоит из нескольких слоев. Верхний слой толщи земной коры состоит из разнообразных по свойствам, составу и происхождению минералов и горных пород. Понятия горная порода и минерал относятся к основным в геологии. Впервые термин «горная порода» в современном смысле употребил в 1798 г русский минералог и химик В.М. Севергин. В свою очередь горная порода построена из минералов. Состав и свойства горной породы определяются составом и свойствами минералов, из которых она состоит, их размерами, формой, взаимным расположением и силой сцепления между ними [7].

Минералы – это природные образования, относительно однородные по составу. Каждый минерал состоит из одинаковых молекул. Если мы разотрем его в порошок, то даже маленькая крупинка все равно сохранит все свойства этого минерала. Геологи насчитывают несколько тысяч минералов, из которых состоит земная кора. Но основными из них являются: кварц, полевой шпат, слюда, кальцит. Каждый из них образует много разновидностей, которые отличаются по внешнему виду кристалла, цвету и другим свойствам. В различных сочетаниях друг с другом эти минералы образуют горные породы. Так, например, кварц, полевой шпат и слюда образуют граниты. Разновидности полевого шпата – диориты, сиениты. Все эти три породы рождаются только на большой глубине в земной коре из расплавленной магмы. Из разновидностей слюды состоят в основном глина и глинистые сланцы, а из кальцита – известняки [2].

Кварц состоит из кремния и кислорода. В основном это полупрозрачный серый минерал, со стеклянным блеском. Его кристаллы выглядят в виде граненых карандашей. Его размеры в природе встречаются от нескольких мм до 1 м. По цвету и прозрачности определяются разновидности кварца. Так белый непрозрачный кварц называется молочным. Прозрачный в виде стеклянной призмы – горный хрусталь. Прозрачный, желтого цвета кварц с солнечным блеском является драгоценным и называется цитрин. Кварц с голубым отливом – соколиный глаз. Фиолетовый – аметист. Зеленый – хризопраз. Медово-желтый полупрозрачный и бесформенный – халцедон. Полосчатый разноцветный кварц – агат. Черный кварц – морион. Приложение II. Общая доля кварца в составе земной коры составляет примерно седьмую часть (14%). Кварц широко применяется в медицине, оптической промышленности (при изготовлении микроскопов, линз, увеличительных приборов). Также широко его применение в горной, электронной, стекольной (идеально чистый кварц - это горный хрусталь, выплавка жаростойкого стекла), в ювелирной промышленностях [5].

Полевой шпат состоит из кремния, кислорода и алюминия с примесью калия, натрия и кальция. Приложение III. Различают два вида полевых шпатов:

• Калиевый полевой шпат. Его кристаллы выглядят как короткие фарфоровые или прозрачные столбики, кубики, пластинки со стеклянным блеском. По цвету можно определить разновидности этого минерала. Бесцветные, желтые и розовые различаются, как – ортоклаз. Белые, голубоватые и зелёные, как – микроклин.

• Плагиоклаз. Его кристаллы выглядят, как мелкие кубики похожие на сахар, как мелкие пластинки и треугольные зубчики со стеклянным блеском. Плагиоклаз белого цвета называют – альбит, а коричневато-чёрного цвета с красивым радужным фиолетовым блеском называется – лабрадор.

Полевые шпаты составляют 65% земной коры. . . Кварц и полевые шпаты в результате разрушения на поверхности земной коры превращаются в мелкие обломки и образуют осадочные горные породы – щебень, гравий, пески. [5] . . Слюды или слоистые силикаты представляют собой тонкие прозрачные пластины или мелкие чешуйки. Блеск стеклянный, серебристый, перламутровый. Они очень мягкие, легко разламываются руками. За счет яркого перелива солнечного света эти минералы применялись людьми в качестве декоративных украшений, в декоративной косметике. По цвету, слюды делятся на разновидности: зеленовато-серебристый – это тальк, мусковит. Розовый, фиолетовый – лепидолит. Бурый, коричневый – флогопит. Черный – биотит. Желто-зеленый волокнистый – серпентин, хризотил-асбест. Приложение III.

Слюды в земной коре составляют 6-7%. При разрушении на земной поверхности они превращаются в тонкообломочный материал и образуют такие породы, как глина [5].

Кальцит – это главный минерал, который слагают в земной коре известняки. Его кристаллы напоминают толстые ограненные лепестки каменных роз, полупрозрачные со стеклянным блеском. Минерал мягкий, легко разрушается при слабом ударе. Минерал состоит из кальция и соединения углерода с кислородом (карбонатом). У этого минерала есть родственники. Если к кальцию добавляется магний, то он образует доломит. Если кальций заместится железом, то он превратится в сидерит. А если замещается магнием, то в магнезит. Все эти минералы в земной коре могут составлять большие толщи и слагать известковистые горные породы. На их долю в земной коре приходится около 10%. Кальцит – это известняк в чистом виде и мел. Приложение III. Доломит применяют в качестве облицовочных камней и добычи известняка. Сидерит – это железная горная руда. Магнезит – магниевая горная руда [5].

Минералы имеют разную твердость. Твердость – сопротивление минерала механическому воздействию при царапании предметами эталонной твердости (относительная твердость). В практике обычно определяют относительную твердость образцов. Одни минералы тверды настолько, что легко оставляют царапины на стекле (кварц, полевые шпаты, гранат). Другие сами царапаются обломками стекла или острием ножа (кальцит). Третьи мягки, и на них можно прочертить след ногтем как, например, графит. В минералогии применяется наиболее простой способ определения твердости – царапанием одного минерала другим. Для оценки твердости используется так называемая шкала Мооса, представленная десятью минералами. Их порядковый номер и соответствует условной единице твердости: 1. Тальк. 2. Гипс. 3. Кальцит. 4. Флюорит. 5. Апатит. 6. Ортоклаз. 7. Кварц. 8. Топаз. 9. Корунд. 10. Алмаз. Каждый последующий в шкале Мооса минерал царапает своим острым концом все предыдущие. Чтобы определить твердость неизвестного минерала, устанавливают, какой из эталонов минералов он царапает последним. Например, неизвестный минерал царапает апатит, а сам царапается ортоклазом, то его твердость заключена между 5 и 6. Табл.1. Приложение I.

По-разному ведут себя минералы и при раскалывании. Одни из них легко расщепляются по определенным плоскостям, образуя обломки правильной формы, похожие на кристаллы (галенит, кальцит); другие дают в изломе кривые «раковистые» поверхности (кварц). . . Минералы встречаются в твердой оболочке Земли как самостоятельно, так и в соединении друг с другом. В различных сочетаниях друг с другом эти минералы образуют горные породы. Горные породы – природные тела, состоящие из нескольких минералов. Так, например, кварц, полевой шпат и слюда образуют граниты. Гранит состоит из вкраплений разного цвета. Полупрозрачные вкрапления – это минерал кварц, красноватые или сероватые частицы гранита – полевой шпат, блестящие пластинки – слюда. Приложение III.

Горные породы различают по строению, твердости, цвету, блеску. По происхождению: магматические, осадочные, метаморфические.

Магматические горные породы образуются при застывании магмы мантии, поднимающейся из глубин Земли. Если изливание магмы происходит в глубине, то такие горные породы называются глубинные, их остывание происходит медленно, и образуются крупнокристаллические породы (гранит).

Если происходит изливание на поверхность, то такие горные породы называются излившиеся. Их остывание происходит быстро, и кристаллы образуются мелкие, (базальт, без кристаллов - обсидиан) [3].

Осадочные или обломочные горные породы. Как только образовались магматические горные породы, за них берутся внешние силы земли: ветер, текучие воды, солнце, микроорганизмы. По их законам земная поверхность должна быть идеально ровной и гладкой. Поэтому они начинают разрушать горы, скалы, их обломки измельчать и переносить на разные участки земной поверхности, заполнять впадины и низины на суше; осаждать на дне океанов и морей и других водоемов.

Одни возникли в результате жизнедеятельности организмов и образовались из остатков растений и животных, отлагающихся на дне водоемов. На них можно увидеть остатки древних растений и насекомых. Их назвали органическими (известняк – ракушечник, торф, мел, каменный уголь).

Происхождение других связано с неживой природой, поэтому они получили название неорганические: в свою очередь их разделили еще на две группы: те, которые образовались из обломков разрушенных скал, осели во впадинах и уплотнились в горные породы, назвали обломочными (щебень, галька, песок).

А те, которые образовались из химических веществ, содержащихся в воде морей и океанов, уплотнились, осели на дно и превратились в горные породы, назвали химическими (гипс, каменная соль) [3].

Метаморфические. Горные породы обладают прочностью, но при попадании в другие условия их состав и свойства начинают меняться. Так, в результате тектонических движений горные породы могут быть перемещены с поверхности земли в ее глубины. Под давлением пластов других пород, воздействия высоких t глубин Земли, новых потоков магмы горные породы изменяются и превращаются в совершенно другие, которые называются метаморфическими (с греческого «метаморфоз» - превращение). Гранит - гнейс, глина – сланец, известняк – мрамор. Эти породы образуются из магматических и осадочных пород на большой глубине под действием высокого давления и температур.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что рассмотренные минералы: кварц, полевой шпат, слюда и кальцит являются основным материалом, слагающим рыхлый грунт и скальные горные породы нашей планеты Земля.

Минералы находят применения во всех областях человеческой деятельности. В том или ином виде человек встречает их дома и на работе, загородом и в другом государстве, в сложных научно – технических сооружениях и повседневных предметах быта, во время еды и при экскурсии по атомной электростанции, при просмотре салютов, во время игры на компьютере и так далее.

Эстетическое значение минералов широко известно. Драгоценные камни в ювелирных изделиях, в национальных сокровищницах и других экспозициях ежегодно привлекают внимание миллионов людей. Национальные и региональные музеи, где выставлены минералы, каждый год осматривает несметное число посетителей. Помимо этого минералы в качестве строительных материалов или их компонентов применяются для отделки интерьеров и для наружной облицовки многих шедевров архитектуры. Например, московского метро. Главная роль музеев заключается в том, что они выполняют функции собирателей и хранителей, минералогических образцов для будущих поколений.

Минералы, которые приходится извлекать вместе с полезными ископаемыми, но которые не представляют сами по себе какого-то промышленного интереса, объединяются под названием пустые породы. С течением времени, по мере роста человеческих нужд и потребностей, промышленно ценные минералы будут приобретать все возрастающее значение для промышленности, торговли и даже являться источниками международных конфликтов. Политические аспекты становятся особенно острыми под влиянием двух факторов: • Почти все минеральные ресурсы не восстановимы или восстанавливаются медленнее, чем идет их добыча. • Эти ресурсы распределены в земной коре случайным, неравномерным образом.

За всю свою жизнь в среднем человек расходует примерно 25 ВАГОНОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ. Из этого с неизбежностью вытекает необходимость постоянного интереса к изучению минералов вообще и применению промышленных минералов в частности [8].

Выводы: 1. Определены минералы и горные породы в собранной коллекции камней. 2. Выявлены, методом опроса у одноклассников, знания о минералах и горных породах. 3. Выяснены (с помощью эксперта) названия минералов и горных пород. 4. Определены из каких веществ состоят минералы и горные породы, состоящие из этих минералов, их химический состав, внешний вид кристаллов (цвет, блеск, относительная твердость по шкале Мооса). 5. Составлена и оформлена коллекция минералов и горных пород Забайкальского края (подготовлено описание минералов и горных пород для проведения «экскурсии» по коллекции). 6. Подготовлена карта местонахождения образцов коллекции. 7. Проанализировано значение минералов для человека.

Список литературы:

1. Булах А.Г. Минералогия с основами кристаллографии: М. Недра. Москва 1999. 351с.

2. Добровольский В.В. Геология. М.: ВЛАДОС, 2001. 320 с.

3. Красильщиков Я.С. Основы геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1987. 236 с.

3. Методические указания по кристаллографии, Чита 2005.

4. Николаев С.М. Камни и легенды. 3 изд. перераб. и доп. Новосибирск: Сибирское университетское издательство: 2005. 230 с.

5. Справочник по геологии /Под ред. Еременко Н.А. М.: Недра, 1984. 480с.

6. Ивашинников Ю.К. Физическая география Дальнего Востока России. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1999.-324с.

7. Люби и знай свой край. Атлас. Под редакцией Моисеева Р.С. – ФГУП «Дальневосточное аэрогеодезическое предприятие, 2012 с изменениями.

Интернет – ресурсы:

8. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00019/71100.htm

9. http://ru.wikipedia.org/wiki Википедия. Свободная энциклопедия. . 10. http://bau-platz.ru/primenenie_peska_chelove Универсальная научно-популярная энциклопедия «Кругосвет» онлайн-энциклопедия.