Горные породы и минералы

Земная кора включает в свой состав различные горные породы и минералы, которые создавались многие миллионы лет. Породы на поверхности постоянно разрушаются из-за воздействия ветра и воды, дождя и снега, а также в результате движения земной коры. В природе есть три основные типа горных пород: осадочные, магматические и метаморфические. Формирование и состав этих пород оказывает влияние на рельеф или ландшафт любой местности. В них содержатся залежи топливных ресурсов и драгоценных минералов. Кроме того, эти породы используются как строительные материалы.

Минералы

Все породы состоят из минеральных веществ различной структуры, формы и окраски. Большинство представляет собой смесь таких химических элементов, как углерод, железо и кремний. Многие породы состоят из разнообразных минералов, например, в состав гранита входят кварц, полевой шпат и слюда. Минералы могут иметь правильную геометрическую форму (кристаллы) или представлять собой беспорядочную смесь, когда расплавленная порода, охлаждаясь, застывает или испаряется какая-либо жидкая среда.

Алмазы представляют собой кристаллы чистого углерода, образовавшиеся в верхних слоях мантии под воздействием высокой температуры и давления в особой вулканической породе (кимберлите).

Как самому вырастить кристалл

Породы состоят из множества минералов и кристаллов различной формы и цвета. Можно проделать эксперимент с кристаллами, быстро увеличивающимися по мере испарения воды. Лучше всего для этого опыта взять сульфат меди. Будьте осторожны с сульфатом меди: он очень ядовит!

1. Налейте 200 мл теплой воды в банку. Добавьте немного сульфата меди и размешайте до полного растворения. Продолжайте добавлять сульфат меди до тех пор, пока он не перестанет растворяться в воде и просто ляжет на дно.

2. Перелейте раствор в чистую банку, оставив на дне не растворившиеся кристаллы и немного раствора. Оставьте ее испаряться, а затем, выбрав самый крупный кристалл, обвяжите его ниткой.

3. Привяжите нитку к карандашу и положите его поперек горлышка банки, чтобы кристалл находился в растворе в подвешенном положении.

4. Поставьте банку в теплое место. Ваш кристалл будет расти по мере испарения жидкости.

Магматические породы

Магматические породы образуются тогда, когда с мантии на поверхность поднимается и застывает магма. Если она достигает поверхности, то формируется вулканический рельеф. Если же она застывает в толще коры, то формирующийся при этом рельеф чаще всего принимает форму глубинных пластов и называется интрузивной структурой породы. Со временем, когда верхние слои пород подвергаются эрозии и разрушаются, такие интрузивные структуры могут обнажиться и оказаться на поверхности. Магматические породы содержат плотно спрессованные кристаллы, сформировавшиеся при охлаждении магмы. В таких породах, как граниты, иногда встречаются крупные кристаллы, образовавшиеся при медленном остывании магмы глубоко под поверхностью. Если же магма остывала быстро, при этом нередко формировались скрытно-кристаллические породы, например обсидиан.

Когда громадные массы магмы поднимаются и остывают в толще земной коры, это влечет за собой формирование массивных интрузивных структур — батолитов. Батолиты, чаще всего состоящие из гранита, могут выступать на поверхность после эрозии верхних слоев. Батолиты могут простираться на сотни километров.

Осадочные породы

Осадочный материал представляет собой различные вещества, накопленные в течение многих веков в результате природных процессов. Например, когда порода подвергается эрозии под воздействием ветра, воды или льда, она разрушается и ее частицы могут уноситься в другие места и осаждаться там, образуя осадочные породы.

Осадочные породы формируются из осадков. Постепенно накапливающиеся слои осадков приводят к сильному сжатию нижних слоев, образуя особую структуру породы — пласты. Этот процесс, продолжаясь и в наши дни, приводит к образованию многочисленных слоев пород. Тип породы, формирующийся при этом, зависит от характера осадков. Помимо других эрозионных частиц, образующих, например, песчаник, осадочные породы могут формироваться при испарении воды с поверхности. Так образуются соляные пласты. Исходным материалом для формирования пластов осадочных пород могут служить и остатки живых организмов. Из таких остатков образовались уголь и известняк.

Метаморфические породы

Метаморфические породы образуются тогда, когда магматические или осадочные породы подвергаются активному воздействию температуры и давления. Такие породы возникают и на небольших участках, когда магма вступает в контакт с другими породами, и на огромных территориях, например при образовании гор. Примерами таких метаморфических пород являются сланцы, образовавшиеся из почвы и глины, и мрамор, сформировавшийся из известняка.

Горячая магма воздействует на окружающие горные породы, в том числе и на осадочные породы. Строение, цвет и химический состав минералов в составе пород претерпевают изменения под воздействием температуры. Температура породы может повышаться в результате сильнейшего трения при подвижках плит и пластов.

Состав и строение пород

Существуют разные типы и характеры минералов, обнаруженные в тех или иных породах под воздействием эрозии. Водопроницаемые породы, такие, как известняк, имеют трещины, пропускающие воду. В пористых породах, например песчаниках, есть мельчайшие отверстия между частицами, сквозь которые проникает вода. Обе эти породы относятся к водопроницаемым. Непроницаемые породы не пропускают воду.

В Большом каньоне (Северная Америка) в процессе активной эрозии земной поверхности обнажились слон различных осадочных пород, в частности песчаника. Слои пород приобрели свои теперешние очертания под воздействием воды и ветра.