Page 5, матеріалознавство

Сторінка 5 з 8

3.12. Як утворюються метаморфічні гірські породи

Коли гірські породи виявляються поряд з розплавленої магмою або їх здавлюють величезні сили тектонічних плит, вони змінюються до невпізнання, Мінерали, з яких складаються ці породи, повністю перебудовуються і формують нові породи, які називаються метаморфічними.

Геологи швидко зрозуміли, що магматичні породи формуються з розплавів, а осадові з відкладень. Але зустрічалися і такі породи, які не володіли схожістю ні з першими, ні з другими. Надалі їх назвали метаморфічними.

Для покрівлі дахів часто використовували матеріал схожий на глинистий сланець, але він відрізнявся тим, що він значно твердіше і легко розколюється на тонкі великі плити, хоча за кольором і текстурою був дуже схожий на глинистий сланець.

Ще більш тверда порода, виявлена в Альпах з назвою гнейс має дивовижні завитки і смужки. Це прекрасний білий мармур, як і вапняк, він складається з кальциту, однак він не містить скам'янілостей і має щільну, кристалічну структуру, що нагадує гранітну. Мармур дійсно колись був вапняком, однак його перетворила висока температура. Кальцит, з якого він складний, спікся і його кристали перекристалізованої і ставали схожими на те, як вони розташовані в магматичних гірських породах.

Багато порід каменю, коли вони потрапляють під вплив високих температур або під вплив високого тиску, також і під вплив того чи іншого метаморфизируют або трансформуються. Грецьке слово «метомарфізм» - означає «перетворення».

3.13. Спікання і дроблення

Будь-яка гірська порода будь вона магматическая, осадова або метаморфічна, може бути перетворена в нову породу. Процеси перетворення гірських порід відбуваються в умовах ні до повному їх плавленні подібно станом магми, а частково, але достатньо, щоб сталася перекристалізація частинок.

Коли впливають спільно висока температура і тиск, кам'яна порода перетворюється в двох напрямках:

Вона змінює свій мінералогічний склад, так як високі температури змушують мінерали вступати в реакції один з одним, в результаті утворюються нові мінерали, Деякі мінерали зустрічаються тільки в метаморфічних гірських породах. Наприклад, коли глинистий сланець метаморфизируют в шиферний сланець, глина перетворюється в хлорит. Цей мінерал зустрічається тільки в метаморфічних породах.
У ній змінюються розмір, форма і орієнтація кристалів. Руйнуються колишні кристали і формуються нові, відбувається перекристалізація. В результаті, наприклад, чистий кварцовий піщаник стає кварцитом. Чистий кальцитовий вапняк перетворюється в мармур.

3.14. Освіта сланцевих порід

Деякі гірські породи мають яскраво виражену здатність розшаровуватися. Це означає, що шаруваті пластини каменю не міцно з'єднані між собою, хоча самі пластини досить міцні і ламаються насилу. Таке не звичайне властивість кам'яної породи пояснюється тим, що кам'яна порода

Тривалий час перебувала під впливом сильного тиску при зіткненні тектонічних плит і кристали перекрісталлізовивают тільки в одній площині, так як сили тиску не дозволяли кристалів рости в інших напрямках.

Тому зв'язку між пластинами майже відсутні.

3.15. Освіта мінералів

Мінерали - це природні речовини, які знаходяться у всіх гірських породах. Це тверді кристали зі специфічною хімічною структурою. Одні бувають великі, а інші можна побачити тільки під мікроскопом. Для формування їх необхідні певні умови і певне місце.

Науці відомо, що в земній корі міститься 4000-5000 різних мінералів. Однак близько 30 поширене широко.

Решта перебувають в дуже малих кількостях, і виявити їх можна тільки в певних скупченнях або в мінімальному присутності окремих мінералів. Щоб виросли великі красиві кристали, для цього потрібні відповідні умови: тривалий час, простір для зростання і відповідний приплив мінералів. У природі така можливість виникає рідко. Ці обставини спонукали хіміків вирощувати ряд кристалів штучним шляхом.

Чотири основні напрями формування кристалів мінералів:

1.Образование кристалів при охолодженні магми

Коли починає остигати магма, атоми з хаотичного стану починають збиратися в кристалічні групи. Кристали ростуть, так як до них все більше долучається

атомів. Цей процес подібний до росту бурульок. Великі кристали в основному з'являються в магмі, які остигають повільно. Найбільші і найбільш красиві кристали часто виникають в пегматитах. Це залишкові фракції розплаву. Вони зазвичай скупчуються в тріщинах і пустотах. Залишкові магми багаті нерозповсюдження елементами, такими як фтор, бор, літій, берилій, ніобій і тантал. Вони можуть об'єднатися і сформувати гігантські кристали турмаліну, топазу, берилу та інших рідкісних мінералів. Коли в розплаві виявляється більше бору і літію, утворюється турмалін. Коли більше фтору, виходить топаз. Коли присутній берилій, виникає берил.

2.Образованіе кристалів з елементів, розчинених у воді

У воді може знаходитися безліч хімічних елементів.

У насиченому розчині не може перебувати додаткову кількість речовин. Хімічні елементи викристалізовуються і випадають в якості твердого осаду. Це відбувається, коли вода охолола або зовсім випарувалася. Вимиті з порід натрій, хлор, бор і кальцій річки забирають у внутрішні моря і озера, які при випаровуванні залишають такі мінерали як сіль, гіпс, буру. Багато хімічних елементів утворюється після випаровування гідротермальних гарячих джерел. У тріщинах каменів часто накопичуються мінерали, що утворилися з гарячих джерел.

3. Освіта кристалів при зміні хімічного складу існуючих мінералів.

Багато мінерали, за винятком алмазу і золота мають свої обмеження життя. З моменту народження вони вступають у взаємодію з навколишнім середовищем і перетворюються одні швидше, інші повільніше в інші мінерали. Металеві мінерали навіть в звичайному середовищі піддаються впливу різних газів, вологи, перепад температури. Наприклад, залізні цвяхи при атмосферному впливі швидко іржавіють і через деякий час повністю зникають, перетворюючись в оксид заліза.

Коли вода з киснем проникає крізь землю в породи і жили, що містять метали, виникає сприятлива зона зміни металу. Наприклад, так утворюються мінерали Купрій, гетит, англезит, азурит і багато інших. Деякі сірчисті мінерали оксидується в сульфати, які розчиняються у воді. Ці сульфати можуть проникати ще нижче і відкладатися у вигляді інших мінералів. Так може утворитися цінна руда халькозин.

4. Освіта кристалів, коли існуючі мінерали ущільнюються або нагріваються в результаті метаморфізму гірських порід.

Висока температура і тиск роблять мінерали нестійкі і перетворюються в інші мінерали. Цей процес називається перекристалізацією. Перекристалізація може відбуватися і при контакті з гідротермальних розчинами.