Минералдар мен тау жыныстары

Кіріспе.

Ол жер бетіндегі немесе жердің (ғарыш денелерінің) қойнауындағы физикалық - химиялық процестерге байланысты пайда болып, тау жыныстарын, кентастар  мен метеориттерді, т.б. құрайды. Минерал негізінен қатты денелер. Олар кристалды (пирит, галенит), аморфты (опал, лимонит) және метамикты (сырты кристалл тәрізді, ішкі құрылысы аморфты, шыныға ұқсас) болып жіктеледі. Әр Минерал өзіне тән құрамды, кристалды құрылымы бар табиғи қосынды. Жекелеген кристалдар, дәндер және басқа денелер Минералдық индивид деп, ал Минералдық индивидтердің бірігіп түзілгендері минералдық агрегаттар деп аталады. Табиғатта зерттелген Минерал түрлері 2,5 мыңға жуық, жыл сайын 30-ға жақын жаңа Минерал түрлері анықталады. Минералдардың көпшілігінде ионды құрылым кездеседі (кристалдық химия). Ковалентті және интерметалдық құрылымдар аз кездеседі. Минерал құрауға Менделеев кестесіндегі инертті (асыл) газдар мен ураннан соңғы элементтердің бәрі қатысады. Олардың кейбіреуі Минерал құрауда басты орын алады, ал құрылымы мен қасиеттері басты элементтерге ұқсастары (Pd, Ge, Іn, Cd, Ga, Tl, Se, І, Br, Re, Rb) Минералдардың құрамында изоморфтық қоспалар түрінде кездеседі. Изоморфтық қоспалар Минералдардың химиялық қасиеттерін өзгертеді. Табиғатта силикаттар (Минералдың жалпы санының 25%-ы), сульфидтер (13%), фосфаттар мен ванадаттар (18%), тотықтар мен гидрототықтар (12%), түрлі табиғи химиялық қосылыстардың (32%) Минералдары бар. Жер қыртысының 92%-ы силикаттардан, тотықтардан, гидрототықтардан тұрады. Химиялық құрамы жағынан Минералдар таза элементтер және күрделі қосылыстар болып бөлінеді. Минерал кристалдары жай аниондардан (S2–, O2–, OH–, Cl–, т.б.), аниондық радикалдардан [CO3]2–, [SіO4]4–, [PO4]3–, т.б. құралады. Минералдарды [[[кристал|кристалды]] химиялық жіктеу, құрылысының ерекшеліктеріне негізделген.

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Негізгі бөлім

Минералдыр туралы жалпы  түсінік.

Минерал (ескі лат. mіnera –  кентас кесегі) – химиялық құрамы және физикалық қасиеттері бір текті  табиғи дене.Құрылымы бір типтес Минералдар құрамының изоморфизм процестерінен өзгеруі оларды құраушы атомдардың, иондардың атомдық (иондық) радиустарына, кристалдық - химиялық сандарына, химиялық байланыс түрлеріне байланысты болады. Минерал морфологиясы оның ішкі, құрылысына, пайда болу, қалыптасу жағдайларына қарай анықталады. Мысасылы, Қарағанды өңірінің талшықты родуситі – сұйық, ал бұршақ сияқты тығыз, борпылдақ родуситі – қою коллоид ерітінділерінің кристалдануынан түзілген. Жеке Минералдар сыңарларының өлшемі әр түрлі болады. Тарбағатай пегматиттерінен табылған кварц кристалдарының ұзындығы 6 метр, салмағы 72 тонна, қырларының ені 1 метрге жетеді. Кейбір коллоидтық Минералдардың көлемі бірнеше м3 болады. Табиғаттағы Минералдар сырт пішініне қарай көбіне дендриттер, оолиттер, сферолиттер, секрециялар, конкрециялар, дән, топырақ сияқты массалар, сталактиттер, сталагмиттер түрінде кездеседі. Минералдардың физикалық қасиеттері кристалдық құрылымына және химиялық құрамына байланысты. Тығыздығына байланысты Минералдар жеңіл (2500 кг/м3 дейін), орташа (2500 – 4000 кг/м3), ауыр (4000 – 8000 кг/м3) және өте ауыр (8000 кг/м3-тен жоғары) болып жіктеледі. Мөлдірлік қасиетіне байланысты мөлдір (тау хрусталі), шала мөлдір (сфалерит), мөлдір емес (магнетит) болып ажыратылады. Минералдар жаралу, өсу, өзгеру сатыларынан (Минералдар онтогениясы) өтеді. Минерал магмалық балқымаларда, ерітінділерде, газдарда түзіледі. Белгілі процестерден кейін бірнеше Минералдың топталуы Минералдар парагенезисі деп аталады.

                 МИНЕРАЛДАР

Пайда болған Минералдар ассоциациялары парагенетикалық талдау негізінде  жасалған әр түрлі физикалық - химиялық диаграммалар бойынша анықталады. Табиғи реакцияларда түзілетін Минерал өзін қоршаған ортамен, ортаның фазалық қалпымен және физикалық - химиялық параметрлермен тығыз байланысты. Бұл жағдайлар Минералдардың құрамы мен түрлі қасиеттеріне әсер етіп, оған типоморфтық белгілер (Минералдардың кристаллографиялық ерекшеліктері, агрегаттарының сипаты, жеке сыңарларының өлшемі, кейбір физикалық - химиялық қасиеттер) береді. Минералдар экзогендік, эндогендік, метаморфогендік процестерде пайда болады. Минералдардың генезисін анықтау үшін олардың түзілу процестерінің химизмін, пайда болған ортаның фазалық қалпын, жүйенің физикалық - химиялық параметрлерін, түзілу, өсу, даму жолдарын, оны құраған заттардың түп негізін білу керек. Бұл аталғандарды анықтаудың басты жолдары: а) геологиялық жағдайларды зерттеу; ә) типоморфтық белгілерді анықтау; б) парагенетиканы талдау; в) онтогенды талдау; г) газ бен сұйық қосындысын зерттеу; ғ) табиғи реакциялардың термодинамикалық шамаларын есептеу; д) әр түрлі геотермометрлер мен газобарометрлер арқылы термодинамикалық параметрлерді анықтау; е) теңдеулердің физикалық - химиялық жүйесін зерттеу; ж) табиғатта түзілу жолдарын тәжірибемен қайталау; з) изотоптық құрамын анықтау. Минералдардың өндірісте қолданылуы олардың түрлі бағалы қасиеттеріне негізделген. Өте қатты Минералдар (алмас, корунд, гранат, т.б.) абразивтер ретінде, пьезоэлементтік қасиеті барлары радиоэлектроникада қолданылады; қатты әдемі түстілерінен зергерлік бұйымдар жасалады.

 Минералдардың физикалық  қасиеттері олардың кендерін  іздеуге, кентастарды байытуға  мүмкіншілік береді. Қазақстанда кездесетін Минералдардан Менделеев кестесіндегі элементтердің 60-тан астамы өндіріледі. Қазақстанның әр жерінен жиналған Минералдардың таңдаулы коллекциялары Қазақстанның геологиялық мұражайларына қойылған. Бандунгтегі (Индонезия) геологиялық мекеменің мұражайында Семізбұғы кенінің корунд Минералы сақтаулы;

 

Минералдарды топтарға бөлу

 

Минералдарды топтарға бөлу - Табиғат ғылымдарының қайсысын алсақ  та олардың өздеріне тән зерттейтін заттарын реттеп, топтау керек. Мысалы, ботаника, зоология сияқты ғылымдарды алатын болсақ , оларда өсімдіктер мен  жануарларды әр түрлі белгілері  бойынша бірнеше топтарға, яғни ботаникалық , зоологиялық систематикаларға бөледі. Өсімдіктер мен жануарлардың жүздеген, тіпті, мындаған түрлері бар. Олардың  барлығын жеке-жеке сипаттау әрі қиын, әрі мағынасыз, сондықтан олардың  арасындағы байланысты, қарым-қатысты, жаратылыс тектестерін тану қажет. Соларды жаратылыс тегіне: аталастығына, тұқымдастығына қарап топтап айыратын болсақ, зор жеңілдік келеді.

 Сол сияқты мыңдаған  минералдар түрлерін топтарға  бөледі. Оны классификация немесе  систематика дейді. Минералдарды  системаларға бөліп сипаттауды  сипаттық немесе систематикалық  минералогия дейді.

 Минералдарды системаға  белудің бірнеше түрлі әдісі  бар. Өндірістік-экономикалық жағынан  топтағанда, оларды, мысалы, химия өндірістерінің  шикізат минералдары, қара металлургия  мен түсті металлургия минералдары,  құрылыс материалдары, асыл тастар, қымбатты металдар, ауыл шаруашылығына  қолданылатын минерал заттар  сияқтандырып бөледі.

 Онан кейін минералдарды  жаратылыс жағынан, мысалы эндогендік, экзогендік деген екі үлкен  системаға бөледі. Сонан кейін  олардын, әрқайсысы бірнеше түрлерге  бөлінеді. Эндогендік минералдар: магмалық , пегматиттік, пневматолиттік, гидротермалық  , оның ішінде гипотерімалық, мезотермалық , эпитермалық т. б.

 Экзогендік минералдар: тұздар, қалдық минералдар, қайталама  минералдар, коллоид минералдар, органикалық  минерал- дар т. б.

 Метаморфтық минералдар  да солай бөлінеді: динамометаморфтық  , пирометаморфтық , контактылық  т. б.

 Минералдардың жаратылысына (генезисіне) жоғарыда толық тоқталдық  , сондықтан оны бұл жерде қайталаудың  қажеті жоқ .

 Минералдарды химиялық  түрлеріне қарай, яғни химиялық  систематикада минералдарды химиялық  құрамына қарай топтайды. Минерал  дегеннің өзі химиялық бір  тектес табиғи қосындылар, ал  минералдардың басым көпшілігі  кристалдық заттар екенін білеміз.  Сол себепті біз минералдарды  системаға бөлу негізінде олардың  химиялық құрамын қолданамыз. Сонымен  қатар, әрбір минералдың сипатын  келтіргенде оның қайда қолданылатыны,  кені және жаратылысы қоса айтылып отырылады. Минералдар системасының негізі химиялық , қосымша белгілері өңдірістік және жаратылыстық болады.

 Химиялық жағынан қарағанда  минералдарды органикалык және  органикалық емес минералдар  деп бөлуге болады.

 Органикалық минералдардың  барлығы көміртектің қосындылары.  Кәміртек косындыларының ішінде  органикалық топқа жатпайтын  екі түрлі минералдар бар. Оның  бірі — карбонаттар, яғни көмір  қышқылының тұздары (мысалы, кальцит,  доломит т. б.), екіншісі— карбидтер,  яғни көміртектің металдармен  косындысы (мысалы, кальций мен  кеміртек қосылса кальций карбиды,  көміртек пен кремний қосылса  карборунд деген қатты зат  шығады).

 Органикалық минералдардың  түрлері де көп болу керек.  Бірақ олар әлі күнге дейін  зерттеліп талданған жоқ . Оның  себебі органикалық қосындылар  аса күрделі құрылысты келеді. Тек кейінгі кездерде ғана, минералдардың  ішкі кұрылыстарын зерттеудің  техникасы жетілумен байланысты, органикалық заттардың түрлерін  талдау өркендей бастады. Біз  әзірше органикалық қосыпдыларды  бір ғана топ ретінде қарастырамыз.

 Орғаникалық емес минералдар  кебірек талданған. Сондықтан  біздің системаға белетініміз  көбінесе осылар.

 Сонымен, барлық минералдар  мынадай типтерге бөлінеді:

I. Жеке элементтер.

II. Сульфидтер (күкіртті қосындылар).

III. Тотықтар (оттек қосындылары).

IV. Галлоид қосындылар (галоген  тұздар).

V. Оттекті тұздар:

1. Карбонаттар.

2. Нитраттар.

3. Сульфаттар.

4. Фосфаттар.

5. Вольфраматтар.

6. Бораттар.

7. Баска тұздар.

VI. Силикаттар:

1. Si04— тетраэдрлердің  одаша аниондарынан құрылғансиликаттар.

2. Si04 — тетраэдрлердің  оңаша топтарынан құрылған си-ликаттар.

3. Si04 — тетраэдрлердің  үздіксіз тізбегінен құрылған  сили-каттар.

4. Si04 — тетраэдрлердің  үздіксіз қабаттарынан құрылғансиликаттар.

5. Si04 — тетраэдрлердін  үздіксіз каркастарынан құрылғансиликаттар.

VII. Органикалық қосындылар.

Біз бұл схемада ең басты  қосындыларды атап өттік. Осы қосындыларға химиялық құрамы жағынан жақын (типтес) қосындылар да жатады. Оларды біз сол  типке кіргізе кетеміз. Мысалы, карбидтер, нитридтер, фосфоридтер көп кездесе  бермейді, ал олардың химиялық қосылыстар типі сульфидтерге жақын, сондықтан  оларды сульфидтер типі қатарына жатқызамыз.

 Сонымен қатар оттекті  тұздарға жататын минералдар  тобы тіпті көп. Оларды жеке-жеке  атап өту қажет. Ол ғана емес, бүл типке барлық силикат атаулыны  да жатқызуға болады, өйткені  оларды да оттекті кремний  тұздары деп қарастыруға болады. Бірақ силикаттар аса көп минерал  топтарын қамтитын болғандықтан, оларды жеке типке айналдырып, тетраэдрлік қүрылыстарына қарай  жіктейміз.

 Минералдарды типтерге  беліп, жеке сипаттама бергенде  мынадай тәртіп қолданылады, яғни  аты, химиялық формуласы, меншікті  салмағы, қаттылығы, сингониясы  мен сырт формасы, түсі, сызығы, жылтырлығы, сынығы және басқа  өзгешеліктері (жымдастығы, қоспағы,  магниттігі т. б.), жаратылысы, қолданылуы, кендері ескеріледі

 

Минералдардың формалары

Минералдардың формасы екі  түрге бөлінеді. Оның бірі — кристалдық форма, екіншісі — агрегаттық форма. Егер минералдар жеке кристалдан ғана тұратын болса, оны кристалдық форма  дейді. Егер минералдар жеке кристалдар түрінде емес, агрегат түрінде  болса, яғни минерал түйіршіктерінің  механикалық араласқан топтарынан тұратын болса, оны агрегаттық форма  дейді.

 

Минералдың кристалдық формасы  туралы жоғарыда «Кристаллография негіздерінде»  айтылды. Сондықтан бұл жерде  біз минералдардың тек агрегат  формаларына ғана тоқталамыз. Ал коллоид  ерітінділерден құралған аморф минералдардың  формасын да осы агрегаттық формалармен  бірге қарастырамыз. Жоғарыда аталған  дендриттер, друзалар, қоспақтар, тағы басқалар расында агрегаттық формаларға жатады, өйткені олар кристалдар тобынан  құралған формалар.

 

Минералдардың сыртқы формасына  көбірек мән берудің себебі түсінікті, өйткені әрбір минералдың өзіне  тән формалары болады. Әрбір минерал  бір-ақ түрлі формада емес, жаратылыс  жағдайына қарай, бірнеше түрлі  формада кездесе береді. Минералдардың  жаратылысын айыру үшін, олардың  формасын айыра білу керек. Кристалдардың  сыртқы формасы, олардың ішкі структурасы  мен сыртқы жаратылыс жағдайына  қарай анықталады. Кристалдардың сырт формасы оның айналасындағы өсу көзімен (ошағымен) шектескен жақтарына байланысты болады. Басқаша айтқанда кристалдардың және агрегаттардың сыртқы формасы олардың ішкі структурасы мен сыртқы ортасы арасындағы қарым-қатыс күштерінің теңгерілген шекара беті болып табылады.

 

Кристалдардың сырт формасына  байланысты геометриялық сұрыптау деген  заң бар. Бұл заңның негізі мынау. Түрліше бағытталған кристалл түйіршіктерінің  ішінде өсу жазықтығына ең тігірек  орналасқаны тез өседі. Сол жағдайдың  өзінде шаршы формалас кристалдардың  өсуі көбірек болатыны байқалған. Минерал  формаларының кейбір белгілі түрлерін қарастырайық.

 

Біріккен кристалдар

Кристалдың жеке түрінен  гөрі оның бір-біріне бірігіп, жабысып  ескен түрі көбірек кездеседі. Кристалдардың  бірігіп өсуінің езі екі түрлі  болады. Оның бірі — қалай болса  солай, кездейсоқ заңсыз түрде бірігіп  өсу; екіншісі — заңды түрде, белгілі  бір тәртіппен бірігу. Біз кейінгі, яғни заңды түрде бірігетін кристалдарға тоқталамыз. Кристалдардың заңды  түрде бірігіп өсуінің кейбір күрделі айқын түрлері — олардың  қоспақтары, дендриттері, друзалары  — жоғарыда айтылды. Қристалдардың  бірігіп өсуінің тағы бір белгілі  түрі — параллель жабысып өсуі. Мұнда бір кристалдың жағы екінші кристалдың жағына жарыса жабысып, бірге  өседі. Кристалдардың бір қабатының  сыртынан екіншісі есіп, яғни параллель  қабаттар немесе айнала зоналар түзіп  өсетін кездері болады. Кварц кристалдарының түрлі түске боялған зоналары осыған мысал болады.

Кейде әр түрлі минералдардың  кристалдары кезектесіп жабыса өседі. Оны эпитаксия деп атайды. Мысалы, кварц пен кальцит эпитаксия  бойынша еседі, яғни кварц кристалының  бетіне кальцит жабысып жарыса еседі. Мұнда кварц негізгі минерал, кальцит оның сыртын қаптай өсуші  минерал болады. Осы сияқты өсетін минералдар: гематит—рутил, марказит — пирит, галенит — сфалерит, кварц — дала шпаты, биотит —  мусковит т. б. Эпитаксия құраушы  минералдардың араларында ұқсастық болады.

 

 

 

 

 

 

Тау жынысы

 

Тау жыныстары — жер  қабығында бірнеше тектен қосылған минералдық тау жыныстары, минералдардың  немесе органикалық заттың қатқан немесе қатпаған жиынтығы. Тау жыныстары  шығу тегіне қарай мынадай үш үлкен  топқа бөлінеді:

магмалық тау жыныстары

шөгінді тау жыныстары

метаморфтық тау жыныстары

 

Минералдардың барлығы «мономинералды»  және «полиминералды» болып екіге  бөлінеді. Мономинералды дегеніміз  — тек бір ғана химиялық қосылыстан (мысалы, кварц, пирит), ал полиминералды  дегеніміз — бірнеше химиялық қосылыстан (минералдардың басым  көпшілігі) тұратын минерал. Минералдар жиынтығының құрылуының бірнеше  жолы бар:

Жер бетіндегі үдерістердің кезіндегі шөгінді тау жыныстарын құрайтын дәндердің қосылып өсуі немесе бөлінуі;

Атпалы тау жыныстарын құрайтын магманың кристалдануы; және

Сыртқы жағдайдың (мысалы, қысым мен температура) өзгеруі  нәтижесінде метаморфозды тау жынысын  құрайтын заттың қатты күйіндегі  қайта кристалдануы.

Тау жыныстың осы үш түрі бір-бірінен дәндерінің арасындағы қарым-қатынасымен (текстурасымен) ерекшеленеді.

 

Шөгінді тау жыныстары  келесі сипаттармен ерекшеленеді:

Дәнаралық шөкпе немесе ұсақ дәнаралық лай ұстап тұрған жұмыр  немесе қырлы дәндер;

Ұзын біліктерінің негізгі  бағытын көрсететін саз минералдардың  ұсақ жиынтықтары;

Дәндердің арасында түзу шеттері  мен үштік жалғастарды көрсететін минералдардың кристалды жиынтығы (мысалы, кәлсит);

Кәлситтің кесекаралық шөкпесі  немесе ұсақ кесекаралық лай ұстап  тұрған қазбалы кесектердің жиынтығы;

Органикалық заттың жиынтығы (мысалы, лигнит немесе көмір).

 

Барлық атпалы тау жыныстар байланыспалы текстурасын көрсететін минералдардың жиынтығымен ерекшеленеді.

Метаморфозды тау жыныстары  келесі сипаттармен ерекшеленеді:

Ұзын біліктерінің негізгі  бағытын көрсететін кристалды минералдардың  жиынтықтары;

Теңмөлшерлі және еркін бағытты  теңмөлшерлі емес минералдардың  кристалды жиынтығы;

Жапсарлы, ангедралды, кейде  сорайған минералдардың өте ұсақ дәнді жиынтығы.

 

Тау жыныстарының шығу тегіне жалпы шолу жасап көрейік. Жердің үстіңгі қабатындағы тас қабықты  құраған тау жыныстары алғашқыда  балқыған тұтқыр заттан қатайып пайда  болған. Демек, ол тау жыныстарын құраған  минералдар мен кристалдар да алғашқыда  сол балқыған заттан пайда болған. Онан кейінгі замандарда, жердің қатты  тас қабығы құрыла бастасымен ондай  тау жыныстары, күннің шағу, желдің қағу, судың шаю әсерінен бұзылып, бөлшектерге жіктеліп, ажырап үгітіле  бастаған.

 

Тау жыныстарының үгітіліп ұсақталған түйіршіктері суға еріп, химиялық әр түрлі қосындыларға айналып, тұнып, тығыздалып, бірігіп, басқа түрлі  минералдарға және тау жыныстарына  айналған. Мұнан кейін олар екінші рет қайта өзгеріп, тағы басқа  тау жыныстарының түріне айналған. Жердің жүздеген миллиондаған ұзақ тарихы бойында осы әрекет көп қайталанып отырған. Сонымен қатар бертін келе-келе тау жыныстары мен минералдардың  бұзылып өзгеруіне және жиналып  құралуына тіршілік дүниесі де көп  әсерін тигізген. Жердің тереңдегі  ішкі ыстық қабаттарынан балқыған заттар қосындысы да (магма) анда-санда жер  бетіне көтеріліп шығуын тоқтатқан  жоқ . Олардың қатаюынан жаңа тау  жыныстары пайда болады. Бұрын  және жаңадан пайда болған тау  жыныстары қайта өзгеріп, басқа минералдар мен тау жыныстарының түріне айналып отырады. Осы ретпен жер қыртысында пайда болған тау жыныстары мен минералдардың түрлері өте көп. Олардың бірсыпырасы адам баласының керегіне жұмсалады. Ондай минералдарды пайдалы қазындылар дейді немесе кен минералдары, кен тасы немесе руда дейді. Пайдалы қазындылардың жер қойнауынан шығатын орнын кен дейді. Жердің кен қазынасы таусылмас мол. Барлық асыл заттар, өнеркәсіп орындарының барлық керегі сол қазынадан табылады. «Асыл тастан шығады» дейтін халық мәтелі рас. Сол тастан шығатын асылды алмақ болып қарманудың арқасында адам баласы зор табыстарға жетті. Неше түрлі минералдар мен тау жыныстарының сырын ашып, түрлерін тапты. Қазіргі белгілі минералдардың түрі 3000 шамасында. Тау жыныстарының түрлері де 1000-ға қаралас. Бұлардың барлығын тізіп көрсетіп, жаттап алу мүмкін емес. Табиғаттың бүл сияқ ты көп түрлі заттарын тануда ғылымның тауып алған жеңіл әдісі бар. Ол әдіс — осы заттарды өзінің жаратылысына қарай белгілі топтарға бөлу, солардың әрқайсысына тән белгі қасиеттерін білу және әрқайсысының белгілі бір өкілдерін тани білу. Ботаника, зоология ғылымдарында, мысалы, өсімдіктер мен жануарларды топтарға, руларға, тұқымдарға, түрлерге бөледі, мұны систематика әдісі дейді. Сол сияқты минералдар мен тау жыныстарын да таптарға, топтарға, түрлерге бөледі. Сондай бөлінудің арқасында оларды тану, түсіну оңай болады. Тау жыныстарының негізгі топтарына тоқталайық.

 

Жер қабаттарын құрайтын барлық тау жыныстары үлкен үш түрлі  топқа бөлінеді:

магмалық тaужыныстaры,

шөгінді тау жыныстары

метаморфтық тау жыныстaры.

Жер астынан балқып шыққан тас заттардан, яғни магмадан қатайып  пайда болған тау жыныстарын магмалық деп атайды. Мысалы, бұған жоғарыда айтылған гранит т. б. жатады. Тау жыныстарының ұсақ кесек, қиыршық құмдарынан, саздарынан, судағы химиялық ерітінділер тұнбасынан, жануарлар мен өсімдіктер қалдығынан құралған тау жыныстарын шөгінді (тұнба) тау жыныстары дейді. Бұлай аталу  себебі осы айтылған ұсақ кесектер мен қиыршық құмдар сумен ағып келіп, желмен ұшып келіп, өздерінің  салмақтарына қарай тұнады. Мысалы, кұм, құмтас, тұздар, саздар, т. б. Метаморфоза  — өзгеру деген сез. Тау жынысы өзгеріп, бір түрден екінші түрге  айналса, оны метаморфтық тау  жынысы дейді. Мысалы, бор (элемент емес) жер астының қысым күшіне және ыстық температурасына ұшыраса, ол тығыздалып кристалды ізбестасқа немесе мраморға айналады. Мрамор метаморфтық жыныс. Бұл айтылған үш түрлі тау жыныстарының ішінен ең көп кездесетіні қайсысы деген сұраққ а екі түрлі жауап беруге болады. Жердің ең үстіңгі қыртысын алатын болсақ , онда шөгінді тау жыныстары басымырақ : мұнда 75% шөгінді жыныстар, қалған 25% магмалық және метаморфтық жыныстар. Егерде жердің 16 километрлік қалың қабатын алатын болсақ , ондағы басым көпшілігі магмалық тау жыныстары, яғни онда магмалық тау жынысы 95% шамасында, қалған 5% шөгінді және магмалық тау жыныстары. Жердің онан арғы терең қабаттарындағы жыныстардың барлығы дерлік магмалық жыныстар. Тау жыныстарын зерттеуші петрография ғылымының негізгі маңызы мен мақсатына және зерттеу әдісіне келетін болсақ , ол мынадай. Петрография ғылымы — тау жыныстарының минералдық және химиялық (элементтік) кұрамын, құрылысын, жаратылысын, сырт бейнесін, геологиялық және географиялық таралуын, өз ара қарым-қатыстарын, осыларға байланысты кен байлықтарын зерттеуші ғылым. Демек, бұл аса күрделі және пайдалы ғылым. Осы аталған мақсаттарына қарай петрографияның өзіне тән әдістері бар. Осы әдістердің бірсыпырасы жоғарыда айтылған минералдарды зерттеу әдістерімен бірдей немесе соларға ұқсас. Өйткені петрография зерттейтін тау жыныстары минералдардан тұрады ғой. Сонымен қатар петрографияның өзгешелік әдістері де бар. Солардың ішінде, әсіресе, көбірек тарағаны — оптикалық (микроскоптық ) , минералдық , эксперименттік және геологиялық әдістер. Оптикалық әдіс минералогия бөлімінде айтылған минералдық әдістер арқылы тау жыныстарының құрамы мен құрылысын ажыратады. Қандай заттың болса да құрамы мен құрылысы оның жаратылыс жағдайына байланысты, сондықтан тау жыныстарының да жаратылысын білуге болады. Эксперимент жасағанда тау жыныстарын кептіру, қыздыру, еріту, балқыту, ұсату-жаншу сияқты әр түрлі термодинамикалық , физикалық және химиялық әдістер қолданылады. Бұл әдістердің арқасында, бірінші жағынан, тау жыныстарының қандай жағдайларда құрылғандығы айқындалса, екінші жағынан, оларды қалай пайдалануға болатындығы көрсетіледі, үшінші жағынан, техникалық петрография әдістеріне жол ашылады. Техникалық петрография ғылымның жаңа тарауы. Сондықтан бұған біраз тоқталып өтейік.

 

Қолдан жасалған көп заттар кұрамы мен құрылыстары жағынан  табиғи тау жыныстарына өте жақын  келеді. Мысалы, әр түрлі керамика, фарфор-фаянс, шыны сияқты заттар силикатты тау  жыныстарына жақын. Цемент жасау, кірпіш ертеу сияқты істерде де табиғи тау  жыныстарында болатын жағдайлар  кездеседі. Ал металдар қорытатын заводтардан  шығарылатын шлактарды алатын болсақ , олар вулкандық тау жыныстарына өте ұқсас. Қысқасын айтқанда қазіргі техникада көптеген жыныстар қолдан жасалады. Оларды техникалық петрография зерттейді. Техникалық петрография әдістері мен табыстары табиғи петрографияға да қолданылады. Демек, бұл да петрографиянын эксперименттік әдісінің бір түрі деуге болады.

Петрографияның геолгиялық зерттеу әдісіне келетін болсақ, ол алдыңғы айтылған әдістердің бәрінен  де гөрі қажеттірек. Өйткені лабораториялар мен заводтарда қанша дәл зерттеулер жүргізілгенімен ол жер қойнауында болатын табиғи геологиялық күрделі  зор өзгерістердің құбылысын  дәл бере алмайды. Жер бетінің  әрбір бөлшектерінде және терең  қабаттарында түрліше геохимиялық  және геофизикалық жағдайлар болады. Солардың әрқайсынына тән тау  жыныстары құрылады. Тау жыныстарының құралуына, бірінші жағынан, сол  жердің геологиялық тарихы мен ішкі құрылысы әсер ететін болса, екінші жағынан, оның физика-географиялық жағдайы әсер етеді. Осылардың барлығын тау жыныстарының табиғи орнындағы жағдайында зерттеп, олардың жатыстары мен қатыстарын өз ара салыстырмаса болмайды. Көбінесе әр аудандағы тау жыныстарының өзіне  тән түрлі-түрлі өзгешеліктері  болады. Көп зерттеп көзі қаныққан адамдар бір таудың тасын екінші таудікінен айыра біледі. Осыған сүйене отырып петрографиялық аудандар, зоналар  және провинциялар белгіленеді. Мысалы, Алтай, Урал, Сарыарқа сияқты үлкен  аймақтар петрографиялық провинциялар болып табылады.

 

Жоғарыда айтылған тау  жыныстарыньщ өзіне тән сырт белгілері  болады, оған бір түсініп, көзі қанық  қ а н адам оларды оңай ажырата  алады. Мысалы, магмалық тау жынысының  жер астында қатайған интрузивтік (тереңдік) түрі болса, ол түгелдей кристалл түйіршіктерінен тұрады (гранит, сиенит, диорит, габбро, дунит т.б.). Магмалық тау жынысы жер бетіне шығып төгілген лавадан пайда болса, яғни эффузивтер болса, олардың кристалдары жай  көзге көрінбейді, олар тұтас шыны немесе шлак сиякты болады (вулкандық  жыныстар). Кей жағдайларда эффузивтік шынынық ішінде кристалдары бар  аралас шұбар түрлері болады, оларды порфирлер дейді.

 

Шөгінді жыныстардың арасында сумен немесе желмен тұнған қабат- қабат  тақталы іздері білініп тұрады. Сонымен  қатар олардың арасында өсімдіктер мен жәндік қалдықтары немесе көл  суынан пайда болатын тұз қабаттары  кездеседі. Шөгінді жыныстардың  кейбір бірігіп тығыздалған кесекті  түрлері, мысалы кейбір құмтастар, кейде  түйіршікті магмалық жыныстарға ұқсайды. Бірақ магмалық жыныстың кристалл түйіршігі  мен кесекті шөгінділердің минерал қиыршығын бір-бірінен оңай ажыратуға болады. Кристалл түйіршіктердің шеттері ұстара мен тілгендей түзу және өткір қырлы, қиюласып айқасқан болса, ал құмтас қиыршықтары суға шайылып домаланған жұмыр, сынық бөлшектерден тұрады. Бұл өзгешеліктер микроскоппен қарағанда тіпті айқын көрінеді. Метаморфтық жыныстар магмалық және шөгінді жыныстың екеуінен де пайда болады. Метаморфтық жыныстардың өзгешелігі сол, олардың көбінесе жаншылған-тақталанған іздері байқалып тұрады немесе ыстық лепке түсіп өзгеріске ұшыраған белгісі болады. Мысалы, кристалды тақта тастарды алайық. Мұның тақталанған белгісіне қарағанда, оның ең басында шөгінді жыныс екені айқын. Бірақ оның ішіндегі кесек қиыршықтар метаморфизм әсерінен езгеріп, кристалдық түйіршікке айналған. Мұнда бір еске алатын «әрсе, метаморфизмге ұшыраған тау жынысы сол өзгерісті (метаморфизмді) тудырған орыннан алыстаған сайын біртіндеп өзінің бұрынғы өзгермеген қалпына қарай ауыса береді. Демек, осы бойынша өзгерілген (метаморфтық ) жыныстың қандай жыныстан пайда болғандығын геологиялық зерттеу арқылы білеміз. Шөгінді тау жыныстарының салыстырмалы жасын олардың арасындағы жәндіктер қалдығы (фауна) мен өсімдіктер қалдығы (флора) арқылы айыруға болады. Ондай қалдықтар магмалық жыныстарда болмайды. Бірақ олардың айналасын қоршаған шөгінді жыныстардың жасы анықталатын болса, соған қарай магмалық жыныстың да жасын анықтауға болады. Демек, бұл жерде де геологиялық әдіс қолданылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚАЗАҚСТАН  РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ  ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

«АСТАНА» УНИВЕРСИТЕТІ

«МУНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ» ІСІ ФАКУЛЬТЕТІ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тақырыбы: Минералдар мен тау жыныстары.

 

 

 

ТЕКСЕРГЕН:

ОРЫНДАҒАН: Нұрдаулетов Бахыт.

 

 

 

 

 

 

 

 

Астана 2013жыл

 

 

Жоспар:

І – бөлім. Кіріспе.

ІІ – бөлім. Негізгі  бөлім.

1. Минералдар туралы жалпы түсінік.
2. Минералдар бөлімдері мен формалары.
3. Тау жыныстары.
4. Тау жыныстарының түрлерінің бөлімдері.

 

ІІІ – бөлім.

Қорытынды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды.

Минерал дегеніміз, табиғи жағдайда жер қыртысында немесе жер бетінде  өтіп жатқан әр түрлі физикалық-химиялық әрекеттердің нәтижесінде пайда  болатын, өзіндік физикалық-химиялық қасиеттерінің ерекшеліктерімен ажыратылатын, ал құрамы жағынан алғанда, көпшілік жағдайда кемінде екі элементтен құралған табиғи қосындылар. Ал кейбір минералдар кейде жеке элементтер түрінде  де кездеседі.Минерал деген термин латын тілінде “минера”— руда деген мағынада қолданылады. Жер  қыртысында кездесетін минерал-ардың  жалпы саны ~2500-ден астам. Олардың  ішінде жетпіске жуығы тау жыныстарының құрамына кіреді. Сондықтан оларды тау жыныстарын құрайтын минералдар деп атайды.

Минералдардың көпшілігі  кристалданған қатты заттар түрінде  жиі кездеседі. Тек санаулы минералдар ғана сұйық (су, сынап) және газ күйінде (көмір қышқыл газы) болады.Қатты  заттар жоғарыда айтылғандай көпшілік жағдайда кристалдық минералдар түрінде  болумен қатар, кейде аморфтық (грекше “аморфос” — пішінсіз деген  мағынада) заттар (мысалы, опал) түрінде де кездеседі.Кристалдық заттар (аморфтық заттармен салыстырғанда) өзіндік ерекшеліктерімен ажыратылады. Оларды құрайтын бөлшектер (иондар, атомдар) белгілі бір заңдылық бойынша және белгілі бір ретпен орналасып өзіндік геометриялық жеке пішіндерге бірігеді (ішкі кристалло-химиялық құрылыс ерекшеліктеріне байланысты).Ал аморфты заттарды құрайтын бөлшектер ретсіз орналаскан. Сондықтан олардың өзіндік пішіні болмайды.

Жер қыртысын құраушы минералдық бір тектес заттарды тау жынысы деп  атайды. Жердің сыртқы қыртыс қабаттары  көбінесе қатты тастардан тұрады. Сол себепті тау жыныстарын анайы  түсінікпен атағанда тастар деуге болады. Тастардың жер бетіне шыққан айқын  күрделі түрлері тауларда кездеседі. Тау жыныстары деген сөздің өзі  сол тастардың тауда кездесу  түсінігінен шыққан. Олай болса тау  жыныстарының орнына тастaр деген  түсініктің өзін алуға да болар еді. Расында петрография деген сөздің өзі де сонан шыққан болатын (грекше петро — тас деген сез). Бірақ  ерте кезде осылай алынғанымен қазіргі  түсінікке ол дәл келе қоймайды. Өйткені жер кабаттарын құраушы  минералдық бір тектес зат қатарына, яғни тау жынысы қатарына су, мұнай, көмір, топырақ, сияқты заттар да жатады. Бірақ бұларды тас деуге болмайды. Сондықтан тау жынысы деген түсініктің тастан көрі мағынасы кеңірек. Сонымен, петрография тау жыныстарын зерттеуші  ғылым.