§ 21. Як утворюються гірські породи

Прочитай слова письменника українського походження Костянтина Паустовського: «Ми живемо у велетенському, погано розгаданому світі і топчемо каміння. не підозрюючи, що знайомство з ним збагатило б наш досвід у всіх сферах життя. ». Як ти гадаєш, що мав на увазі автор? Чи потрібні нам знання про каміння? Наведи приклади використання каміння людиною.

1. З яких речовин складається земна кора. У земній корі налічують близько 3000 мінералів і понад 1500 гірських порід. Що це за природні тіла? Мінерали – це природні утворення, які складаються з однієї речовини. У земній корі переважають мінерали у твердому стані. У чистому вигляді мінерали в природі трапляються рідко. Найвідомішими мінералами є дорогоцінне каміння: алмаз, рубін, сапфір, смарагд тощо. Найчастіше вони бувають у різних сполуках, утворюючи гірські породи.

Гірські породи – природні тіла, що складаються з декількох мінералів або скупчення одного у великій кількості в земній корі. Наприклад, гірська порода граніт складається з трьох мінералів (мал. 76).

Мал. 76. Будова граніту

Запитання

Назви мінерали, з яких складається граніт. Де використовують граніти?

2. На які групи поділяють мінерали і гірські породи за походженням. Різноманітність мінералів і гірських порід зумовлена різними умовами їхнього утворення. За походженням їх поділяють на магматичні, осадові і метаморфічні (мал. 77).

Мал. 77. Гірські породи

Будова магматичних порід залежить від швидкості охолодження магми. На глибині в земній корі вона остигає повільніше, ніж на поверхні. Так утворюються щільні гірські породи. Граніт (з італійської граніто – зернистий) – найпоширеніша гірська порода на Землі (див. мал. 76).

До найбільш розповсюджених на Землі магматичних гірських порід належать також базальти. Ця дуже щільна гірська порода поширена у Рівненській (мал. 78), Закарпатській і Донецькій областях. Базальт використовують як сировину для виробництва щебеню, наповнювача для бетону.

Мал. 78. Базальтові стовпи Рівненщини

До осадових гірських порід належать пісковики, крейда, кам’яна сіль, гіпс, вапняки тощо (мал. 79).

Мал. 79. Осадові гірські породи: 1 – пісковик; 2 – крейда; 3 – вапняк; 4 – кам’яна сіль

Осадові гірські породи утворюються під дією температури повітря, води й інших процесів, що відбуваються на поверхні Землі та у водоймах. Скам’янілі рештки давніх і сучасних організмів утворили такі гірські породи, як торф, кам’яне і буре вугілля (мал. 80).

Мал. 80. Породи, що утворилися з рослинних решток: 1 – торф; 2 – буре вугілля; 3 – кам’яне вугілля

Запитання

Розкажи, як люди використовують осадові гірські породи.

На великій глибині на осадові та магматичні гірські породи впливають високий тиск і температура, розчини і гази, які змінюють їхні властивості та будову. Такому перетворенню можуть піддаватися абсолютно всі види гірських порід. Вони дістали назву метаморфічні (з грецької метаморфіс – перетворення) (мал. 81).

Завдання

Користуючись малюнком 80 з’ясуй, з яких гірських порід утворилися метаморфічні породи.

Мал. 81. Метаморфічні породи

3. Які бувають корисні копалини. Усі мінерали і гірські породи, які людина використовує у господарській діяльності, називають корисними копалинами. Користуючись малюнком 82, пригадай, які є види корисних копалин.

Робота з картою

Скористайся картою «Корисні копалини України» і з’ясуй, які із них є на території України.

Мал. 82. Корисні копалини

4. Яке значення металів і неметалів у житті людини. Неможливо уявити наше життя без металевих виробів. Ще у давнину люди помітили властивості металів: їх можна розплавити, а потім надати відповідної форми.

Запитання

Назви металеві предмети, які тебе оточують. Які їхні властивості допомогли визначити, що це метали?

Металеві вироби, які нас оточують, роблять життя простішим і комфортнішим. Метали широко використовують майже в усіх сферах виробництва.

Найпоширеніший у земній корі метал – алюміній. Його використовують для виготовлення різноманітних предметів – кухонної фольги, посуду, віконних рам, телефонів, захисного скла, ноутбуків, спортивного і туристичного спорядження. В авіабудуванні – для виготовлення корпусів, двигунів, інших важливих складових літака. Другий за поширенням метал – залізо. З нього отримують надзвичайно міцну сталь, з якої створюють, зокрема, каркаси хмарочосів та інших громіздких споруд. Чисте залізо буває тільки космічного походження у складі уламків метеоритів.

На нашій планеті неметалічні елементи більш поширені, ніж металічні. У природі трапляються самородні неметали: сірка, графіт (у земній корі); азот і кисень (у повітрі). Частіше у природі неметали перебувають у вигляді сполук. Наприклад, вода і розчинені в ній солі, мінерали й гірські породи. Неметали широко використовують у харчовій промисловості, медицині, фармацевтиці.

Практична робота. Ознайомлення зі зразками гірських порід і мінералів шкільної колекції

Тобі знадобиться: колекція мінералів і гірських порід, лупа.

1. Склади опис зразків гірських порід і мінералів, запропонованих учителем/-лькою. Зверни увагу на ознаки: щільність, колір, прозорість, блиск.

2. Заповни таблицю у зошиті.

КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

• Земна кора складається з мінералів і гірських порід. За походженням їх поділяють на магматичні, осадові і метаморфічні.

• Усі мінерали і гірські породи, які людина використовує у господарській діяльності, називають корисними копалинами.

ЗАПИТАННЯ ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ

1. На які групи поділяють гірські породи, які утворюють земну кору?

2. Із чим пов’язано різноманіття гірських порід на земній поверхні? Дізнайся, які гірські породи добувають у твоїй області.

3. У колекції корисних копалин є кам’яне вугілля, кам’яна сіль, крейда, глина, пісок, крейда. За якими ознаками можна розпізнати кам’яне вугілля?

4. Зберіть народні приказки, в яких трапляються назви корисних копалин (сіль, золото, срібло, залізо, кремінь, алмаз, граніт, пісок, вугілля). Поясніть, як ви розумієте ці приказки.

5. Порівняй властивості алюмінієвого дроту і стержня простого олівця – графіта. Чим вони подібні і чим відрізняються? Зроби висновок.

6. Продовж речення (за вибором): Для мене стало новим. ; Я навчився/-лася. ; Я хочу більше дізнатися про. ; Тепер я зможу. . Чи може те, про що дізналися впродовж вивчення цієї теми, знадобитися вам у житті?

Як в природі утворюються камені, звідки вони беруться, як ростуть і з чого складаються?

Все живе на Землі народжується, росте, розмножується і в результаті гине, поступаючись місцем нового життя. Одні лише камені століттями лежать нерухомо, поки під впливом зовнішніх факторів – води, вітру, сонця, опадів, що не розпадуться і не перетворюються в хрусткий під ногами пісок.

Але все ж вони мають історію життя, хоча й дуже відрізняється від життєвого циклу живих істот. Процес утворення мінералів, який відбувається постійно, відбувався в усі геологічні епохи. Тому, здавалося б, незмінні камені ростуть, а деякі навіть і розмножуються.

Правда між зростанням твердих гірських порід і живих організмів є істотна різниця.

життя каменів

Якщо задуматися про загадковий світ мінералів, то виникає безліч питань, таких як ростуть чи камені в землі? Природні мінеральні форми життя зустрічаються повсюдно і в широкому сенсі є кристалічні речовини неорганічного походження.

• бути залишками зруйнованих осадових порід;
• виникати в результаті метаморфізму;
• зароджуватися в надрах нашої планети.

Більшість гірських порід утворюється на великих глибинах в магматичної осередку, температура якого понад 1 500 ° С, а тиск – десятки тисяч атмосфер. При зниженні температури вогненно-рідкі маси, переходячи в більш високі і холодні зони, починають застигати.

Їх перехід в твердий стан супроводжується кристалізацією речовин. В результаті утворюється велика кількість мінералів. Кристали відрізняються один від одного зовнішнім виглядом, кольором, структурою, складом і властивостями.

Так з’являються магматичні породи, які відіграють важливу роль в будові земної кори.

Утворилися камені з часом виявляються на земній поверхні. Знаходячись під накопичення опадів і вивітрювання, вони будуть змінювати свою форму і валитися, перевтілюючись в осколки, а потім в пісок.

Практично непомітно, припадаючи іншими опадами, вони поринуть вглиб і знову підвернути нагрівання, трансформуючись у нові породи або розплавляючись в магму.

В результаті в природі камені ростуть і змінюються, руйнуються і знову перетворюються в природні кристалічні речовини неорганічного походження.

Але не всі мінерали формуються на глибинах під дією високих температур. Деякі утворюються в низькотемпературних умовах біля поверхні землі. В ході більш пізніх постмагматических процесів ростуть дорогоцінні кристали, які широко використовуються в ювелірній справі (смарагди, сапфіри, рубіни і ін.).

Звичайно, в більшості випадків зростання можна пояснити природними ендогенними і екзогенними процесами минералообразования і простими механічними законами. Хоча все ж існують камені, які не тільки ростуть, а й розмножуються.

Трованти

Ці дивовижні кам’яні освіти можна знайти в багатьох куточках світу, але найчастіше вони зустрічаються в Румунії. Валуни, оповиті таємницею, прекрасно вписуються в романтичний і містичний дух, який панує на території держави.

Вони мають обтічну форму кулі або овалу, а на зрізі – кульову концентричну зональність, аналогічно спиляли дерева, де досить чітко видно вікові кільця. Місцеві жителі називають їх «живими каменями». За легендами, вони наділені життєвою енергією, вміють рости, розмножуватися і дихати.

Більш ніж за 1 000 років трованти збільшуються всього на 4-5 см. Зате вони чуйно реагують на зміну погодних умов, а після рясних опадів значно виростають.

наукові пояснення

Ці фантастичні припущення не безпідставні. Трованти дійсно можуть збільшуватися і змінювати форму. Хоча те, що здавалося надприродним можна пояснити з точки зору науки.

Зріст

Трованти, по-румунськи – trovanţii, являють собою піщані конкреції, в центрі яких знаходиться ядро, так звана запал. Сотні мільйонів років тому ця місцевість була покрита водою, а з гір стікали струмки, приносячи з собою дрібні піщинки.

У земних глибинах вода і пісок створили цементні гірські породи з пористою структурою, тому в складі румунських валунів переважає цементуючий глинисто-вапняний матеріал.

Камені поступово росли концентричними шарами у напрямку від центру до периферії за рахунок нашарування пісковика на центральне утворення, яким могли стати раковина амоніту або зуб стародавньої акули. Схожий процес відбувається при формуванні перлини.

Відповідно до сучасної номенклатурі, затвердженої міжнародної мінералогічної асоціацією, перли, який утворюється в раковинах деяких молюсків, не відноситься до мінералів, але цінується не менше дорогоцінних порід.

«Молоді» трованти важать кілька грамів і протягом сотні мільйонів років перетворюються в багатотонні брили діаметром до 10 м. Темпи зростання невеликі.

До того ж вони сповільнюються і прискорюються, в залежності від умов середовища. Причому чим менше камінь, тим швидше він збільшується в розмірах.

В ході сейсмічної активності, вивітрювання і розмиву порід, в яких вони знаходяться, трованти виявляються на поверхні.

Після випадання опадів вони візуально виростають. Верхні більш пухкі шари вбирають дощову вологу. За рахунок підвищеного вмісту мінеральних солей, які взаємодіють з водою, всередині відбувається реакція розбухання і виходить, що диво-камені дійсно ростуть.

дихання

Під «диханням» мається на увазі, що тровант здатний змінюватися в діаметрі протягом доби. Вночі він стає більше, як би роблячи вдих, а вдень поступово стає менше, роблячи видих.

«Подих» також пояснюється природними змінами вологості. Вночі стає прохолодніше і на поверхні валуна конденсується волога, яка вбирається пухкими шарами.

Вдень же, під впливом сонячних променів і вітру, вона випаровується і тровант зменшується.

розмноження

До того ж трованти дали відповідь ще на одне цікаве питання – розмножуються чи камені. Справа в тому, що на поверхні валуна можуть утворюватися опуклості, особливо після сильних дощів. Як виявилося, під поверхнею активізується новий затравочний центр, навколо якого наростають нашарування.

Округлі освіти досить швидко збільшуватися в розмірах, а самі трованти починають нагадувати гігантські імбирні коріння. Згодом вони розростаються настільки, що під силою тяжіння освіти просто відпадають від материнського валуна. Але цього явища також є пояснення.

Просто через неоднорідного складу при великій кількості вологи піщаник здатний перерозподілятися всередині конкреції.

легенди

Незважаючи на всі наукові аргументи, трованти привертають шанувальників містичних таємниць з усього світу. Місцевий народ в переказах і легендах говорить про «натхненність» тровантов. Вважається, що валуни і їх уламки ні в якому разі не можна переносити з рідних місць.

Хоча найсміливіші румуни накочують їх до своїх дворах і ставлять як «сторожів» біля воріт або використовують в декоративних цілях, а деякі навіть застосовують як могильних пам’ятників.

Хоча душею трованти все ж не володіють, але за повір’ями можуть вмістити душу невинно убієнного людини.

музей

У 2005 році в румунському глибинці в районі піщаних кар’єрів близь села Костешть на території 1,1 га вилчінскіе влади на гроші студентів-геологів відкрили музей-заповідник тровантов.

Тут зосереджено велике скупчення незвичайних за формою, різних за кольором і вражаючих за розмірами брил.

Будь-який бажаючий може ознайомитися з експозицією, а в негоду навіть поспостерігати зростання незвичайних каменів.

Сфероїди в світі

Масивні кульові конкреції схожою з тровантамі природи зустрічаються в пісках пляжів Нової Зеландії, в Казахстані на півострові Мангишлак, на берегах Тихого океану в Каліфорнії (США), в Місячної долині в Аргентині, біля тихоокеанського узбережжя Коста-Ріки, а також на території Бразилії, Мексики , Єгипту, Ізраїлю, Китаю та інших країн.

Фрагмент пластової конкреції пісковика, утворений зрощенням більше 50 кулястих мінеральних утворень, під назвою «Дівочий камінь» знаходиться в одному з найпопулярніших місць для відпочинку Києва – парку Коломенське. Язичники використовували його в якості вівтаря, на якому приносили жертву богам.

Українські «трованти»

Мінеральні сфероїди є і в України. Округлі брили виходять з-під землі в околицях д. Андріївка Орловської області, а в п. Богучанка на півночі Іркутської обл.

в розрізі вугільного кар’єру лежать кам’яні сфери, як ніби зроблені з металу. Кулясті валуни знайдені близь с. Мокра Вільхівка у Волгоградській обл.

, В річці Ижма (республіка Комі), а також на островах архіпелагу Земля Франца-Йосипа.

Звичайно, наші «трованти» не мають таких значних розмірів як румунські валуни. До того ж в їх склад входять кварц-халцедонові матеріали, тому вони не реагують на зміну погоди і не розмножуються.

походження каменів

Спробуйте уявити життя без каменю. Камінь оточує нас всюди і життя людини без нього немислима.

У міру того, як людство розвивалося, воно навчалося використовувати камені і мінерали, відкриваючи все нові їх властивості, придумуючи способи обробки та облагородження їх.

Камінь і мінерал – це одне й те саме?

Часто в повсякденному житті ми вживаємо як синоніми слова: камінь, мінерал, самоцвіт, а насправді, давайте розберемося – синоніми чи це?

Мінерал – це хімічна речовина одного виду, що має кристалічну структуру. Якщо склад з хімічних речовин трохи відрізняється, а структура схожа, то за кольором або іншим особливостям, виділяють різновиди. Наприклад, кварц, в залежності від особливостей складу розраховує: гірський кришталь, аметист, халцедон, цитрин.

Камінь – більш широке поняття. За визначенням Вікіпедії, це мінерал або тверда гірська порода природного походження, крім піску і металів.

Більшість дорогоцінних каменів – це мінерали.

магматичне походження

Магма (від грецького «місиво», «вогненно-рідкий розплав») – має температуру близько 1500 градусів Цельсія. У процесі охолодження магми утворюються породи і мінерали. Якщо охолодження відбувається на глибині, то говорять про плутонічних (від Плутона – Бога земних надр), а якщо на поверхні земної кори – про вулканітах (від Вулкана – Бога вогню і ковальського мистецтва).

Лави та магми можуть бути різними за хімічним складом і в’язкості, що також впливає на створення (кристалізацію) мінералів і їх класифікацію надалі – по часу утворення, по глибині, по «кислоті» магми і т.д.

Кристали різних мінералів утворюються не в самому процесі охолодження (різні мінерали «заважали» б один одному), а в ході так званих постмагматических процесів. У пустотах порід ростуть кристали і тоді утворюються смарагди, сапфіри, топази, кварци, рубіни, олександрити – типові представники постмагматіческого процесу мінералізації.

Смарагд Рубін Топаз
Сапфір Димчастий кварц Олександрит

Якщо у поверхні температури низькі, то утворюються не прозорі, а «візерункові» мінерали, такі, як опал, агат, малахіт, наприклад.

Халцедон (на фото представлена ​​його різновид – агат) формується в приповерхневих умовах.

Окремо від усіх стоїть «цар» алмаз. Він може бути ровесником Землі. У нього особливі умови освіти – в мантії на глибині понад 100 км при найвищих тиску і температурі. На поверхню землі він «доставляється» кімберлітових трубками.

Осадочні походження – це інший тривалий процес утворення гірських порід і мінералів. В його основі – зовнішні впливи атмосфери і вод. Опадами або річками породи переносяться з поверхні, при цьому відбувається їх вивітрювання та вимивання. Безпосередньо осадочні походження мають бурштин, гагат, корал і перли.

Янтар Гагат Корал Перли

Метаморфічне утворення каменів

Метаморфоза означає повну зміну або перетворення (від давньогрецького «перетворення»).

Гірські породи магматичного і осадового походження в залежності від фізико-хімічних умов, таких як: температура, тиск, гази, хімічний вплив магми і каталізують речовин, повністю змінюються.

Вчені виділяють наступні види метаморфізму: занурення (збільшення тиску і циркуляції водних розчинів); нагрівання; гідратації (гірські породи взаємодіють з водними розчинами); дислокаційний метаморфизм (тектонічні зрушення); імпактних (падіння метеоритів, вибухи).

Приклади каменів метаморфічного походження: гранати, мармур, кварцити, польовий шпат.

Гранат Мармур Рожевий кварц Польовий шпат

Камені органічного походження

Аммоліт, гагат, перли, корал, скам’яніле дерево, перламутр, чортів палець, бурштин – все це каміння, причина виникнення яких – скам’янілості різних видів органіки: смоли дерев, молюсків, морських безхребетних.

Аммоліт – частина скам’янілості шару раковини (на відміну від амоніту – скам’янілого молюска).

Гагат – різновид твердого чорного вугілля, з частин древніх рослин.

Перли – утворюється в раковині як перламутрові шари, що покривають сторонні предмети, що потрапили в молюск.

Корал – деревовидні освіти, мають вапняну структуру, мешкають в теплих морях.

Перламутр – райдужний шар деяких видів молюсків, назва означає «мати перлів» в перекладі з німецької.

Чортів палець – це раковини прадавніх головоногих молюсків белемнитов, які існували приблизно 185 мільйонів років тому.

Янтар – скам’яніла смола дерев, що росли понад 40 млн. Років тому.

Кожен з цих каменів має унікальну історію походження та властивості, але всі разом вони утворюють групу каміння органогенного утворення.

Підведемо підсумки

Таким чином, всі камені (і не тільки дорогоцінні, тому що класифікація каменів і мінералів досі продовжує удосконалюватися), можуть бути мінерального або органічного походження.

Мінеральне походження – це три види процесів, в результаті яких утворювалися гірські породи і мінерали:

• магматическое;
• осадове і
• метаморфічне.

Органічне походження мають: аммоліт, бурані, гагат, перли, корал, скам’яніле дерево, перламутр, чортів палець і бурштин.

Як в природі утворюються камені, звідки вони беруться, як ростуть і з чого складаються?

Самоцвіти діляться на напівпрозорі і прозорі. Маса різних каменів варіюється від декількох грамів до сотень кілограм. Наприклад, найбільший рубін важить 459 г, а кристали топазу можуть досягати кількох сотень кг.

Забарвлення каменів теж різниться: найдорожчі діаманти безбарвні, як сльоза, а смарагд має насичений відтінком свіжої зелені. Унікальність забарвлення, властивостей, ваги і походження робить кожен дорогоцінний та напівдорогоцінне каміння єдиним у своєму роді, ніж успішно користуються ювеліри при виготовленні унікальних прикрас.

Що таке самоцвіт

Самоцвіти – це історично-побутової термін, що використовується для позначення дорогоцінних, напівкоштовних і виробних каменів, застосовуваних в ювелірному і декоративно-прикладному справі або як виробна сировину. За класифікацією академіка А.

Е Ферсмана, самоцвітами можна вважати тільки прозорі камені незалежно від того, до якої групи вони належать, а непрозорі екземпляри прийнято відносити до кольоровому камінню.

Однак зараз термін «самоцвіти» може використовуватися по відношенню до будь-якого мінералу, будь то виробний або дорогоцінний камінь.

зелені

Зелений – колір життя і здоров’я, тому натуральним мінералів смарагдових відтінків надавалося велике значення. Вважається, що камені відтінку свіжої зелені заспокоюють нерви, продовжують життя і приносять гармонію. Крім цих якостей, ювеліри і покупці цінують «трав’яні» самоцвіти за насичене забарвлення.

До групи зелених мінералів входять:

• Смарагд – рідкісний коштовний кристал. Забарвлення коливається від світло-салатового до темно-зеленого. Варто відзначити, що смарагди без дефектів цінуються дорожче алмазів.
• Нефрит – мінерал забарвлений в світлі відтінки зелені, використовується як виробний матеріал і для виготовлення декоративних виробів.
• Малахіт – самоцвіт глибокого темно-зеленого тону. Найбільші поклади малахіту розташовані в України.

Легенди про камені-самоцвіти

У дорогоцінних самоцвітів, що добуваються з давніх часів, є своя історія появи на світло. Багато з мінералів згадані в древніх легендах і переказах, що дійшли до наших днів.

Міф про аметисті

Історія появи аметисту тісно пов’язана з богом виноробства і веселощів Дионисом. Згідно переказами, коли Діоніс напивався, то ставав злим і агресивним.

У момент чергового бенкету бог настільки розгнівався, що наказав вбивати людей на своєму шляху і волею долі зустрів німфу Аметист.

Кликали богам, Аметист попросила уберегти її від левів Діоніса, і боги зглянулися, перетворивши німфу в застиглий камінь.

Прокинувшись на наступний день, Діоніс не повірив, що з його вини німфа звернулася в статую. Бог веселощів намагався оживити Аметист вином, але спроби були марні – камінь лише убрався в фіолетовий пурпур. Так з’явився дорогоцінний кристал аметист.

Назви каменів білого кольору, їх зовнішній вигляд і властивості

До білих кристалів відносяться прозорі і матові гірські породи. Деякі з каменів білого кольору мають перламутровий відлив. Однорідність забарвлення залежить від хімічного складу кристалів: чим менше домішок він містить, тим більше монохромним буде відтінок. Найвідомішим безбарвним каменем, застосовуваним в ювелірній справі, є алмаз.

осадочні походження

Що таке осадові породи і звідки вони взялися? Цей різновид каменів формується з опадів. Залежно від їх характеру розрізняють кілька видів осадових порід:

• уламкові породи з’являються з уламків інших порід в результаті їх вивітрювання (приклади таких мінералів – сланець і піщаник);
• хімічні осадові породи виникають при випаданні розчинених у воді речовин в осад (типові представники: кам’яна сіль, залізна руда, кремінь, а також деякі вапняки);
• органічні осадові породи утворюються в результаті скупчення відмерлих тварин або рослинних організмів, а також продуктів їх життєдіяльності (як приклад можна згадати кам’яне вугілля, деякі види вапняку або доломіту).

Більшість осадових мінералів має скромний зовнішній вигляд і не користується попитом у ювелірів, але це з лишком компенсується іншими якостями.

Рубін – дракона камінь

Про рубін ходить багато легенд та історій, проте найцікавіша з них пов’язана з драконами.

Згідно давніми переказами, рубіни з’являлися з яєць дракона Нага і дозрівали в надрах землі, наливаючись червоним кольором.

Деякі з жерців вважали, що червоні мінерали – це сльози драконів, які випливали з очей міфічних створінь, коли дракони вмирали. Цікаво, що цієї ж версії дотримувався філософ Плутарх.

Цікаві відомості про природні камені

На початковому етапі свого формування наша планета складалася з кам’яних порід, води, вогню, а формувалася серед реву вулканів, блискучих блискавок і постійних зіткнень один з одним літосферних плит. Гори, наповзаючи один на одного, руйнували, кришили і нещадно калічили один одного, в результаті чого малі і великі камені відколювались від молодих скель і котилися вниз, руйнуючи все на своєму шляху.

Згодом планета почала потихеньку заспокоюватися, але процес дроблення гірських порід до сих пір не завершився: земля періодично здригається, трощачи скелі і перемелюючи їх на малі і великі камені.

Кам’яні подарунки Землі

Натуральними каменями називають з’явилися в результаті дроблення тверді шматки гірських порід. За своєю структурою, фактурі і складом вони сильно відрізняються один від одного, а тому їх видів надзвичайно багато: це і мармур, і граніт, і вапняк, а також сланці, черепашник, базальт.

Одні з них були утворені на суші, інші – під впливом прісної або морської води.

Наприклад, деякі брили були сформовані завдяки молюскам, які вмираючи, опускалися на дно, устеляючи його раковинами і панцирами.

Згодом шар ставав товщі, щільніше і через якийсь час руйнувався, не витримуючи власної ваги, внаслідок чого частки раковин перемішувалися і утворювали брили.

Звідки беруться хмари? 63844.382

Натуральні камені, являють собою залишки:

• Зруйнованих осадових порід (75%), які були сформовані в результаті різних ерозійних процесів, перш за все – вивітрювання і руйнування гірських порід, механічного або фізичного випадання з води осаду, життєдіяльності організмів. Серед найбільш відомих назв каменів – вапняк (природний камінь білого кольору, що складається з карбонату кальцію), піщаник (складається з частинок кварцу) і мармур – природний камінь, який з’явився при перетворенні вапняку і доломіту;
• Метаморфічних порід (близько 20%) – магматичні і осадові породи, що були утворені всередині планети і змінилися під впливом різних фізико-хімічних процесів, перш за все, тиску водних і газових розчинів і високої температури. Найвідоміший натуральний камінь цього виду є кварцит, що складається з слюди і кварцу;
• Магматичних порід, що були викинуті вулканами назовні з надр Землі. Найвідомішим видом є граніт – одна з найбільш твердих, міцних і щільних порід. Колір цього каменю надзвичайно різноманітний: сірий, червоний, коричневий, зелений.

процес добування

Видобувають природний камінь всюди і на всіх материках. Зазвичай транспортування обходиться недешево (на вартість впливає не тільки якість породи, але і метод видобутку і витрат на перевезення: добуваючи камені Землі дуже важливо зберегти вигляд гірської породи).

Оскільки натуральні камені мають різну міцність і твердістю, для їх видобутку використовують різні методи і обладнання.

Для цього родовище розкривають, створюючи вертикальну шахту, що веде всередину кар’єра. Багато країн використовують буропідривний спосіб і метод повітряної подушки: за допомогою бурів роблять отвір, закладають заряд або закачують повітря.

В результаті порода розпадається на шматки (хоч ці способи дешеві, цінні властивості породи губляться, тому як вона сильно дробиться, що веде до значних втрат сировини). Більш дорогим, хоч і ефективним методом є каменерізний: він дозволяє видобувати природний камінь без особливих втрат.

Розміри

Натуральні камені бувають різних розмірів: найбільший камінь – це скеля (утворюється після того, як руйнується гора, що має велике число тріщин), за ним йдуть брили, блоки, моноліти і більш дрібні камінчики.

Ті, які використовують в будівництві, можуть мати як малі розміри, так і бути справжніми гігантами: великий камінь нерідко має розміри, що перевищують 10 кубічних метрів (ці моноліти особливо цінні через складність видобутку і транспортування).

Великі камені, які не мають тріщин, ділять на:

• Блоки – великі камені прямокутної форми, розмір яких перевищує десять кубометрів, їх використовують при закладанні фундаментів, циклопічної кладки, в монументальних пам’ятниках;
• Монументальний – від 5 до 10 м3, з нього виготовляють пам’ятники, скульптури, перекриття;
• Унікальний – розмір 2х1х1,5 м, з нього створюють пам’ятники, скульптури, колони;
• Штучний – розмір перевищує 1 м3, виготовляють квадригі, скульптури, вази, чаші, а також блоки, булижники, бордюрний натуральний камінь.

На цьому класифікація за розмірами не закінчується, наприклад, висота валунів становить від 20 см до 10 м, щебінь має від 5 до 15 см, галька – від 1 до 10 см, а найменшими вважаються тонкі пластини (їх використовують для облицювання, в мозаїках і вітражах) – від 1 до 10 мм.

твердість породи

Ще однією важливою характеристикою кам’яних природних матеріалів є такі властивості, як їх міцність і довговічність, тобто здатність зберігати свої якості незалежно від зовнішнього впливу. За цим показником натуральні камені ділять на:

• Високодолговечние – починають руйнуватися через шістсот років, до них відносять кварцити і дрібнозернисті граніти;
• Довговічні – починають кришитися через два століття (грубозернисті граніти);
• Щодо довговічні – руйнування починається через сто років (білий мармур, щільний вапняк, доломіт);
• Недовговічні – розсипатися починають вже через чверть століття (кольоровий мармур, пористий вапняк, гіпс).

Даючи характеристику породі, враховують також її структуру: розміри і форму мінеральних зерен, ступінь кристалізації, зернистість (наскільки рівномірно розподілені мінеральні зерна і чи є порожнечі). Наприклад, щоб дізнатися, який камінь довговічніше, досить подивитися на його складові: дрібнозернистий структура міцніше породи з великими зернами або нерівномірною структурою.

Великий камінь, зерниста структура якого нерівномірна, погано стійкий до впливів навколишнього середовища: різної величини зерна мінералів при зміні температурного режиму розширюються по-різному, через що великі камені тріскаються, а якщо в тріщини потрапляє вода, натуральні камені продовжують руйнуватися.

облицювальні матеріали

Якщо в колишні часи великий камінь нерідко використовували для зведення грандіозних, довговічних споруд (наприклад, пірамід), то в даний час їм більше користуються як облицювальним матеріалом, прикрашаючи палаци, храми, садиби, звичайні будинки: природний камінь зносостійкий, стійкий до морозів і практично не вбирає воду.

Природно, такий природний камінь повинен добре подаватися обробці, приймаючи потрібну форму, а також повинен бути красивий (з цієї причини для облицювання підходить далеко не кожен вид).

Кругообіг води в пріроде63844.671

У цьому випадку важливу роль відіграють такі властивості каменів, як малюнок, фактура і колір каменю.

Варто зауважити, що кожен шматок має унікальний малюнок, а тому в природі навряд чи знайдеться дві однакових брили.

Сталося це тому, що вони являють собою різні поєднання і суміші різних за складом кристалічних мінеральних зерен, аж до вкраплень органічних і неорганічних залишків.

Щоб добитися потрібного вигляду, облицювальні матеріали піддаються обробці (спосіб обробки залежить від зернистості і кольору). Облицювальний камінь являє собою дорогий матеріал через те, що в процесі видобутку повинні зберігатися всі його властивості, отже, витрати як на здобич, так і на обробку, чималі (і це незважаючи на те, що залягає облицювальний натуральний камінь неглибоко).

Видобувають його акуратно, блоками, роблячи все можливе, щоб не з’явилися тріщини. При видобутку використовують найбільш дорогий метод: породу ріжуть каменерізними машинами або, якщо вона дуже легко руйнується, використовують термоструйная метод, вирізаючи з масиву за допомогою терморезаков блоки, після чого їм зраджують потрібну форму.

Як утворюються камені в природі, звідки вони беруться і з чого складаються?

Природні камені вражають нас своєю різноманітністю. Існують тисячі різновидів гірських порід, кожна з яких має свою особливу структуру, колір і прозорість.

Деякі з них зустрічаються нам на кожному кроці, інші, наприклад дорогоцінні, можна побачити тільки на прилавках ювелірів, треті є рідкісними колекційними примірниками і доступні більшості людей лише у вигляді фото.

Чи можуть такі несхожі між собою камені мати спільне походження? Чому на далеких один від одного континентах геологи виявляють абсолютно ідентичні за складом мінерали?

Що таке камінь?

Камінь – це природне утворення, як правило, має високу твердість. Деякі з них, наприклад дорогоцінний алмаз, складаються тільки з одного хімічного елемента, але більшість каменів мають набагато більш складний склад. Камені зберігають минуле Землі, а що містяться в них мінерали будуть використані для побудови її майбутнього.

Різноманіття каменів вражає уяву. Вони відрізняються один від одного низкою параметрів:

• хімічною формулою (можуть містити один елемент або декілька);
• структурою (зернистої, кристалічної);
• щільністю (шаруваті, пористі, монолітні);
• походженням (осадові, метаморфічні, магматичні);
• кольором;
• прозорістю;
• здатністю вступати в реакцію з хімічними речовинами;
• питомою вагою;
• твердістю.

Як в природі утворюються камені?

Тверді шматки різних порід уособлюють статичність і сталість. Дивлячись на камінь, нам складно уявити, що він колись існував у вигляді розрізнених хімічних елементів, більш простих мінералів або навіть живих істот. Звідки беруться камені? Існує кілька шляхів появи кам’яних порід:

• вони можуть зароджуватися в глибоких надрах землі з магми, і тоді їх називають магматическими;
• виникати в результаті переродження одних порід в інші, як в разі метаморфічних каменів;
• бути скупченням стародавнього рослинного або тваринного матеріалу, мінеральних солей, що випали в осад, з яких згодом сформувалися осадові породи;
• потрапити на Землю з космосу як метеоритні осколки.

Метаморфічний спосіб освіти

При русі земних плит або землетрусах відбувається як би перемішування шарів земної кори, в результаті чого раніше сформувалися породи потрапляють в інші умови і перетворюються в нові. Метаморфічними називаються породи, що пройшли перекристаллизацию в умовах високого тиску і температури.

Метаморфічні породи ділять на:

• шаруваті (гнейс, Філлах, сланець);
• нешаруваті (мармур, кварцит, новакуліт).

Кожна з таких порід утворюється не з розрізнених хімічних речовин, а з іншого мінералу. Наприклад, попередником мармуру є вапняк, а кварцит утворюється з більш пухкого пісковика. До метаморфічних порід відносяться кристали більшості дорогоцінних каменів. Вони ростуть в товщі гірських порід під дією високих температур і тиску.

Гості з космосу – метеорити

Щорічно наша планета проходить через метеоритні потоки. Під час такого проходження деякі метеорити притягуються і під дією гравітаційних сил падають на Землю. Частина з них повністю згорає в шарах атмосфери, інші долітають до земної поверхні у вигляді метеоритних каменів.

Ці осколки набагато старше нашої планети, їх можна сміливо вважати одними з найдавніших речовин не тільки в природі, а й у Всесвіті. Які бувають метеорити? Якщо говорити про їх склад, то всі зразки можна розділити на три групи:

• залізні метеорити (містять від 90% до 95% заліза, а інша частина представлена ​​нікелем і іншими елементами);
• кам’яні (більшість примірників покрито щільною блискучою кіркою, що утворилася в результаті плавлення поверхні каменя при проходженні атмосфери);
• кам’яно-залізні (складаються з каменю, заліза і нікелю і в залежності від складу діляться на мезосідеріти і палласіти).

Прилетіли з космосу метеоритні камені – рідкісна знахідка і предмет гордості багатьох колекціонерів. Деякі види метеоритів дуже красиві, наприклад Палласа. Цей камінь прикрашений зеленими вкраплення олівіну, що додають йому незвичайний вид. Окремі зразки можуть коштувати близько тисячі доларів за грам, тобто цінуються набагато дорожче золота.

З чого складаються природні камені?

Незважаючи на велике розмаїття натуральних каменів, багато з них мають у своїй основі одне з двох речовин:

• З’єднання кремнію, або силікати. Камені, у формулі яких є силікати, відрізняються високою щільністю і хімічної інертністю, а також стійкістю до високих температур. Приклади таких мінералів: граніт, більшість дорогоцінних каменів (рубін, смарагд, топаз);
• Карбонат кальцію. Камені, які мають у своїй основі це з’єднання, в більшості своїй походять із спресованих часом скупчень залишків рослин і тварин. Вони більш пухкі і легше руйнуються під дією кислот і лугів. Представники таких мінералів: крейда, кам’яне вугілля, вапняк, мармур.

Крім каменів з таким типовим хімічним складом, природа створила такі унікальні мінеральні утворення, як алмаз. Він складається лише з одного елемента – вуглецю.

Вуглецеві атоми в алмазі розташовуються у вигляді решітки та пов’язані між собою однією з найміцніших хімічних зв’язків – ковалентного.

Завдяки цьому алмаз своєю твердістю перевершує всі інші відомі людині мінерали.

Які бувають камені в нирках за хімічним складом?

Камені в нирках розрізняються за хімічним складом, розмірами, формою, кольором і консистенції і мають найрізноманітніші механізми освіти.

Деякі ниркові камені (урати, уратно-оксалатних каменів, фосфати) вважаються розчинними, інші (оксалати) – нерозчинними.

Методи лікування сечокам’яної хвороби нирок залежать не тільки від хімічного складу каменів, але і від їх розмірів, форми, місця розташування в нирці або сечоводі.

Так, невеликі уратні і уратно-оксалатних каменів можна спробувати розчинити спеціальними препаратами для розчинення каменів в нирках. Великі оксалатних каменів в нирках піддають літотрипсії (дроблять ультразвуком). А, наприклад великі коралоподібні камені, такі як струвіти, вимагають проведення оперативного втручання і видаляються хірургічно.

Хімічний склад каменів в нирках

Які бувають камені в нирках?

За хімічним складом ч аще всього зустрічаються три основних види ниркових каменів:

• оксалати – ниркові камені, що містять оксалат кальцію, утворюються з підстав щавлевої кислоти і кальцію. Оксалатні камені – найбільш часто зустрічається вид каменів (близько 75% випадків). Раніше вважалося, що велике вживання в їжу продуктів, багатих кальцієм, сприяє утворенню оксалатних каменів в нирках, проте, на сьогоднішній день доведено інше – оксалатних камені утворюються при нестачі кальцію в організмі. Це пов’язано з тим, що кальцій зв’язує солі щавлевої кислоти в кишечнику. Кальцієво-оксалатних каменів нирок – найбільш тверді з ниркових каменів, вони дуже важко піддаються розчиненню. Ці камені щільні, чорно-сірого кольору, з шиповатой поверхнею. Вони легко ранять слизову оболонку, в результаті чого кров’яний пігмент забарвлює їх в темно-коричневий або чорний колір. Оксалати добре видно на рентгені.
• Урати – сечокислі камені, що складаються з кристалів солей сечової кислоти – урати амонію і урати натрію. Уратних камені зустрічаються в 5% – 15% випадків, частіше за все у людей, які страждають на подагру. Урати утворюються при високій концентрації солей сечової кислоти в сечі (наприклад, при невеликому обсязі і високої щільності) і кислої (pH нижче 5,5) реакції сечі. Високий рівень уратів зустрічається також у хворих деякими видами раку і після хіміотерапії пухлин. Крім того, у людей з розладами функції кишечника при діареї відзначається зниження кислотності сечі і зменшення її об’єму. Все це сприяє утворенню уратних каменів в нирках. Урати, зазвичай, жовто-цегляного кольору, з гладкою поверхнею, твердої консистенції. Урати не видно на рентгені.
• Фосфати – ниркові камені, що містять кальцієві солі фосфорної кислоти – фосфат кальцію. Фосфатні камені в нирках зустрічаються в 8% -10% випадків. Фосфати утворюються в лужній сечі (pH вище 7), швидко ростуть, легко дробляться. Поверхня фосфатів гладка або злегка шорстка, форма різноманітна, консистенція м’яка, вони білого або світло-сірого кольору. Фосфати видно при рентгенографії.

Крім того, іноді зустрічаються більш рідкісні види ниркових каменів наступного хімічного складу:

• Цистинові камені – що складаються з цистину – сірчистого з’єднання амінокислоти. Причиною утворення цистинових каменів в нирках є рідкісне спадкове захворювання обміну речовин – цистинурия. Тому, цистинові камені в нирках можуть бути у дітей і підлітків. Д ля цистинових уролітіазу характерно збереження болю навіть після купірування больового синдрому. При цістінуріі в сечі виявляються шестикутні кристали, а також велика кількість цистину. При цистинових каменях в нирках застосовується ощелачіваніе сечі цитратами або бікарбонатами, оскільки, вони краще розчиняються в лужному середовищі. Цистинові камені жовтувато-білого кольору, округлої форми, м’якої консистенції, з гладкою поверхнею. На рентгені цистинові камені – слабопрозрачние.
• Ксантіновие камені – ниркові камені, що складаються з ксантина. Утворюються в результаті генетичного дефекту, що приводить до дефіциту ферменту ксантиноксидази, в результаті чого ксантин чи не перетворюється в сечову кислоту, а виводиться нирками в незмінному вигляді. Ксантіновие камені не видно при рентгенографії, але добре видно на УЗД, консервативному лікуванню не піддаються.
• Струвіти – коралоподібні камені, що складаються з магнію, фосфату амонію і карбонату кальцію. Струвіти відрізняються швидким ростом, вони утворюються при розщепленні сечовини за допомогою особливого ферменту – уреази, що виділяється бактеріями. Струвитного камені називаються також «інфекційними», оскільки, їх формування пов’язане з інфекцією в сечовивідних шляхах. Найбільш частими бактеріями, що викликають появу струвитов, є протей і клебсієла, які, зазвичай, потрапляють в сечові шляхи з кишечника при незадовільній особистої гігієни. Освіта струвітних каменів відбувається при лужної реакції сечі (pH більше 7). Для струвітних каменів характерні ускладнення у вигляді сепсису або гострої ниркової недостатності, при тривалому інфекційному процесі може наступити сморщивание нирки. Струвіти білого або жовтуватого кольору, мають розгалужену структуру і часто заповнюють собою всю порожнину нирки.
• Білкові камені – утворюються головним чином з фібрину з домішкою солей і бактерій. Білкові камені в нирках невеликого розміру, плоскі, м’які, білого кольору.
• Карбонатні камені – утворюються з кальцієвих солей вугільної кислоти. Карбонати білого кольору, з гладкою поверхнею, м’які, різні за формою.
• Холестеринові камені складаються з холестерину, зустрічаються в нирці дуже рідко. Холестеринові камені чорного кольору, м’які, легко кришаться.

Від чого залежить хімічний склад каменів в нирках?

Класифікація каменів в нирках за різними ознаками є основним критерієм вибору подальшої методики лікування сечокам’яної хвороби.

Діагностика хімічного складу твердих утворень, їх кількості, форми допомагає лікареві скласти точну картину патології і призначити найбільш ефективний курс терапії.

Крім цього, приналежність конкременту до певної групи передбачає призначення конкретного режиму харчування.

Класифікація

Утворюються камені з суміші мінералів і органічних речовин. Сучасна медицина пропонує чотири основних групи ниркових конкрементів:

– Оксалати і фосфати . Це найбільш поширена категорія освіти. Камені діагностуються у 70% пацієнтів з діагнозом «сечокам’яна хвороба». Основу утворень неорганічного походження становлять солі кальцію.

– струвитного і фосфатно-амонієво-магнієві камені. Цей вид каменів утворюється у 20% пацієнтів. Причиною появи утворень є захворювання сечовивідних шляхів інфекційного характеру. Саме тому вони називаються інфекційними.

– Урати . Діагностуються у 10% всіх пацієнтів. Причиною появи є надлишок сечової кислоти і деякі патології травного тракту.

Місце народження

Залягає в формі батолітов – величезних масивів з великою площею. Іноді залягає пошарово пластами, чергуючись з іншими породами.

Видобувають на всіх материках. Великі родовища є в Сомалі, Ефіопії, Намібії, США, Італії, Німеччини, Фінляндії, Великобританії, Франції (Берег рожевого граніту).

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.