Презентация: Минералы, их свойства

• 1 слайд

  МИНЕРАЛЫ, ИХ СВОЙСТВА И СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ.
  
  
  
  Подготовил преподаватель Комсомольского индустриального техникума Ларионов О.Ф.
  

• 2 слайд

  1. Определение «минерал»
  Минералами называются однородные по составу и строению при­родные вещества, образовавшиеся в результате физико-химиче­ских процессов, протекающих в земной коре. Это твердые, главным образом кристаллические тела, являющиеся составными частями горных пород и руд.
  С химической точки зрения минерал — более или менее однород­ное тело, отвечающее определенному составу.
  

• 3 слайд

  Минералогия изучает морфологию (внешний вид), химический состав, примеси, внутреннюю структуру минералов.
  

• 4 слайд

  2.Процессы образования минералов
  2.1 Эндогенные (или гипогенные, глубинные) процессы протекают в недрах Земли и связаны с магматической деятельностью.
  Эндогенные месторождения включают собственно магматические, пегматитовые и постмагматические месторождения.
  

• 5 слайд

  2.2 Экзогенные (или гипергенные, поверхностные) процессы происходят на
  поверхности или близ поверхности Земли, а также в атмосфере и гидросфере. Эти процессы связаны с физическим и химическим разрушением горных пород и минералов и вызывают образование других пород и минералов, устойчивых в условиях поверхности Земли. Сюда же относятся биогенные процессы, связанные с жизнедеятельностью организмов.
  

• 6 слайд

  Месторождения по способу образования при экзогенных процессах подразделяются на месторождения :
  -выветривания;
  -обломочные;
  -остаточные;
  -инфильтрационные;
  -осадочные.
  

• 7 слайд

  2.3 Метаморфический процесс образования минералов характеризуется изменением физических свойств и структуры минералов, которые при движении земной коры оказываются в зоне действия высоких температур и высокого давления. Например: известняк переходит в мрамор, песчаник- в кварцит.
  

• 8 слайд

  ПЛОТНОСТЬ
  Плотность d - это отношение массы  m вещества к единице объема V. Плотность измеряется в г/см3, кг/л или т/м3, КГ/м3.
  Плотности минералов колеблются в очень широком диапазоне от 2,2 г/см3 у галита, 2,66 г/см3 у кварца, 2,55 –  2,7 г/см3 у полевого шпата, 2,72 г/см3 у кальцита, до 3,9 г/см3 у сидерита и 5,0 г/см3 у магнетита. Среди самых тяжелых минералов магнетит, киноварь и золото.
  Процессы образования минералов
  

• 9 слайд

  ПРОЧНОСТЬ
  Прочность - это способность вещества не разрушаться под действием механических сил – будь то удар молотка или воздействие долота на породу. Прочность измеряется напряжением, при котором вещество разрушается. Измеряется прочность в МПа. Прочность горной породы зависит от вида деформации.
  

• 10 слайд

  Прочность горных пород на сжатие σсж, на сдвиг σс, на изгиб σизг и на растяжение σр связаны между собой следующим соотношением:
  σcж> σс> σизг> σр       
  Приведенное соотношение показывает, что наиболее рациональный способ разрушения горной породы на забое скважины связан с использованием деформации растяжения.
  

• 11 слайд

  Прочность породы уменьшается с ростом влажности, например, прочность песчаников и известняков снижается при насыщении их поровой водой на 25 – 45%, что и происходит в пластовых условиях. Особенно сильно можно снизить прочность пород, используя поверхностно-активные вещества ПАВ (эффект Ребиндера).
  

• 12 слайд

  Прочность пород растет по мере их погружения в недра, отражая уменьшение пористости, изменение структуры и минерального состава и благодаря напряженному состоянию, в котором порода пребывает в недрах. Например, у глин прочность возрастает от 2–10 МПа на поверхности до 50–100 МПа в зоне метаморфизма, где глины преобразуются в сланцы.
  

• 13 слайд

  УПРУГОСТЬ.
  В общепринятом смысле упругость – это свойство тел после снятия напряжения восстанавливать свою форму без остаточной деформации. Деформация упругих тел описывается законом Гука, т.е. относительная деформация x пропорциональна приложенному напряжению σ:
  σ = Е ·x                                                      
  где Е - модуль Юнга, характеризует упругость тела. Классический пример упругого тела – пружина. Чем сильнее вы её растягиваете (сжимаете), тем больше она удлиняется (укорачивается). Как только вы перестаете на неё воздействовать она возвращается в первоначальное состояние (к первоначальной длине).
  

• 14 слайд

  Наряду с модулем Юнга упругие свойства горных пород описываются коэффициентом Пуассона μ. Он является коэффициентом пропорциональности между относительными продольными и поперечными деформациями.
  μ=ξх·ξу
  где  ξх  и  ξу продольная и поперечная деформация породы соответственно.
  Коэффициент Пуассона для большинства минералов и горных пород находится в интервале 0,2–0,4. Исключением является кварц, у которого из-за специфики строения кристаллической решетки μ достигает 0,07.
  

• 15 слайд

  ПЛАСТИЧНОСТЬ
  свойства твердых пород сохранять остаточную деформацию, возникшую под воздействием внешних сил, после прекращения их действия.
  

• 16 слайд

  В недрах пластичными оказываются породы хрупкие на поверхности, потому что пластичность пород возрастает при растущих давлениях и температурах за геологически большие промежутки времени. Например, лед и сухая глина – хрупкие на поверхности, в тот же время на глубине несколько сот метров они пластичные. Этим обусловлено медленное течение ледников, галит на глубине более 500 метров выдавливается, образуя соляные купола и штоки.
  

• 17 слайд

  Еще одно важное проявление пластичности – это ползучесть горных пород, т.е. непрерывный рост деформации при постоянном нагружении. Она проявляется при продолжительном действии постоянной нагрузки, даже если напряжение в породе меньше предела упругости
  

• 18 слайд

  ТВЕРДОСТЬ
  способность тела (горной породы) оказывать сопротивление внедрению в него другого тела .
  В минералогии твердость –это относительная способность царапать один кристалл другим: какой кристалл царапает, тот тверже.
  

• 19 слайд

  В науке о бурении под твердостью понимают способность горной породы сопротивляться внедрению в неё цилиндрического штампа с плоским основанием. Иными словами это давление, при котором происходит разрушение породы:
  Рш=Р* /Fш
  где:
  Р*– нагрузка на штамп в момент разрушения породы;
  Fш– площадь плоского основания штампа.
  

• 20 слайд

  АБРАЗИВНОСТЬ
  Способность горных пород изнашивать в процессе трения металл, твердые сплавы, в том числе и буровой инструмент.
  

• 21 слайд

  Проявляется при взаимодействии с ними долот и других элементов бурового оборудования. Чем больше абразивность, тем выше темп износа инструмента. Поэтому необходимо знать абразивные свойства породы для правильного выбора типа долота. Для определения абразивности горной породы обычно измеряют обьем или массу металла, изношенного в процессе трения в стандартных для выбранного метода условиях.
  

• 22 слайд

  Абразивность измеряют при износе эталонного кольца о испытуемый образец горной породы. Кольцо прижимается боковой цилиндрической поверхностью к горизонтальной поверхности образца и вращается вокруг своей оси. Одновременно образец поступательно перемещается относительно кольца. Продукты истирания удаляются струей жидкости. Об абразивных свойствах породы судят по объему изношенного материала кольца при перемещении образца на один метр.
  

• 23 слайд

  Спайность-способность кристаллов раскалываться по определённым кристаллографическим плоскостям.
  

• 24 слайд

  Электрические свойства
  Пироэлектричество — электричество, возникающее в кристаллах в связи с изменением температуры.
  Пьезоэлектричество — электричество, возникающее в кристаллах при растяжении или сжатии (прямой пьезоэлектриче­ский эффект).
  

• 25 слайд

  Магнитность. Наиболее сильными магнитными свойствами обладает магнетит, или магнитный железняк, меньшими — пирротин. Эти минералы притягивают магнитную стрелку, а магнетит может удерживать небольшие металлические предметы.
  

• 26 слайд

  Люминесценция.
  Некоторые минералы при воздействии на них ультрафиолетовых, катодных или рентгеновых лучей могут излучать свет («холодное свечение»). Это излучение носит название люминесценции.
  

• 27 слайд

  Радиоактивность.
  Радиоактивностью называется превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого с излучением элементарных частиц. Радиоактивностью обладают минералы, содержащие радиоактивные элементы, в первую очередь уран, радий и торий.
  

• 28 слайд

  Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от меха­нических примесей и главным образом от присутствия элементов-хро­мофоров, то есть носителей окраски. Известны многие элементы-хромофоры, таковы Сг, V, Ті, Мn, Fе, Ni, Со, Сu, U, Мо и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными, ведущими, например, Сu в малахите или Мn2+ в родоните, они образуют собственную окраску этих минералов, соответственно зеленую и розовую.
  

• 29 слайд

  Контрольные вопросы:
  Дайте определение минерала.
  Охарактеризуйте эндогенный процесс образования минералов.
  Охарактеризуйте экзогенный процесс образования минералов.
  Охарактеризуйте метаморфический процесс образования минералов.
  Перечислите важнейшие физические свойства минералов.
  Что называется плотностью минерала?
  Что такое спайность? Её причины.
  Каковы причины окраски минералов?
  Что такое пироэлектричество и пьезоэлектричество?
  Как определяются магнитные свойства минералов?
  Какие минералы обладают радиоактивностью?
  
  

• 30 слайд

  ЛИТЕРАТУРА
  А.В. Миловский, Минералогия и петрография, М., Недра, 1973., 368 с.