Географія - Олійник Я.Б. - 4.11. Мінерали і гірські породи, що складають земну кору

Земна кора складається в основному з дев'яти елементів, на які припадає 99,79 % (табл. 1).

Таблиця 1. Вміст у земній корі найбільш поширених елементів

(за О. П. Виноградовим, 1959)

Серед решти переважають титан, фосфор, марганець, фтор, сірка, стронцій, барій, вуглець, хлор, нікель. Тому, незважаючи на велику кількість можливих комбінацій хімічних елементів, число основних породоутворювальних мінералів у цілому невелике. Декілька елементів, таких як золото, срібло, мідь, сірка, платина, вуглець у формі графіту і алмазу, зустрічаються в чистому вигляді, але більшість елементів перебуває у вигляді хімічних сполук. Оскільки вміст кисню в земній корі є найбільшим, то хімічні сполуки з ним інших елементів тут особливо поширені. Кремній та алюміній, які займають друге і третє місця, найчастіше входять до складу силікатних мінералів. Силікати — це сполуки кремнію і кисню з іншими елементами, такими як алюміній, натрій, калій, залізо і магній. Інші мінеральні сполуки містять карбонати, сульфіди, сульфати, хлориди, фосфати, гідроксиди, нітрати і борати.

У континентальній земній корі спостерігається підвищений вміст оксидів кремнію, натрію, калію і фосфору. В океанічному типі — підвищений вміст оксидів алюмінію, кальцію, заліза, титану, марганцю.

Хімічний склад земної кори, маса якої становить всього 1 % маси планети, відмінний від складу Землі в цілому. За даними О.Є. Ферсмана, найпоширенішими елементами землі є (% маси): залізо — 39,76; кисень — 27,71; кремній —-14,53; магній — 8,69; нікель — 3,69; кальцій — 2,32; алюміній — 1,79; сірка — 0,64; інші — 1,10. Середній хімічний склад земних порід близький до складу більшості метеоритів. Цю схожість підтвердили також дослідження ґрунту з Місяця, доставленого на Землю автоматичними станціями й астронавтами. Таким чином, зіставлення хімічного і мінерального складу метеоритів та інших тіл Сонячної системи свідчить про єдність походження матерії внутрішніх планет.

У природі мінерали — однорідні за складом і будовою хімічні сполуки або однорідні елементи — зустрічаються в твердому, рідкому або газоподібному стані. Основну масу становлять тверді мінерали. Кристали мінералів мають форму багатогранників, для них характерне строго закономірне розташування атомів, з яких вони складаються.

Мінерали визначаються за кольором, блиском, спайністю, зломом, твердістю, кольором риски, питомою густиною, розчинністю, магнітними властивостями, заломленням світлових і рентгенівських променів і за допомогою інших спеціальних методів дослідження.

У природних умовах мінерали становлять різні поєднання і утворюють гірські породи, які за своїм походженням поділяють натри групи: магматичні, осадові та метаморфічні. Основну масу земної кори становлять магматичні гірські породи (близько 95 %). Поверхня ж Землі на 75 % складається з осадових порід і на 25 % — із магматичних і метаморфічних порід.

Магматичні породи утворюються з магми або лави (вивергнутої на поверхню магми). Породи, що утворилися з магми на глибині, називаються інтрузивними, а ті, що утворилися на поверхні, — ефузивними. Магматичні породи складаються пере важно з силікатів і алюмосилікатів, найважливішими компонентами яких є SiO₂, Al₂O₃. За вмістом кремнезему магматичні породи поділяються на чотири групи (табл. 2).

Осадові породи виникли шляхом відкладання на дні водних басейнів і земній поверхні частинок порід, зруйнованих дією вітру, води та інших агентів вивітрювання.

Таблиця 2. Поділ магматичних порід за вмістом кремнезему

Метаморфічні породи утворюються в процесі глибокого перетворення осадових і магматичних порід в умовах впливу величезного тиску і високої температури, а також внаслідок притоку або відтоку газів і водних розчинів. Метаморфічні породи відрізняються специфічним мінералогічним складом і набувають нових текстурних ознак, наприклад сланцюватості. До числа найпоширеніших метаморфічних порід належать глинисті сланці, гнейси, кварцити, мармури, скарни, роговики.