Горные породы. Полезные ископаемые

Определения и обозначения

Горная порода — природное тело, состоящее из одного или нескольких минералов. Породы различаются составом, строением и свойствами: одни рыхлые, другие твёрдые, одни состоят из одинаковых частиц, а другие — из заметных зёрен разных веществ. Это понятие помогает описывать, из каких природных материалов сложена земная кора.

Минерал — природное вещество, входящее в состав горных пород. Например, кварц обычно выглядит как твёрдые светлые зёрна, слюда легко разделяется на тонкие блестящие пластинки, а полевой шпат часто образует светлые или розоватые зёрна. Различая минералы, можно понять состав породы и объяснить её свойства.

Полезное ископаемое — горная порода или минерал, который человек использует в хозяйстве. Название связано не с тем, что материал обязательно редкий или особенно ценный, а с его практической пользой: он может давать металл, служить топливом или строительным сырьём. Поэтому одно и то же природное вещество рассматривают как полезное ископаемое, когда находят ему применение.

Месторождение — участок земной коры, где полезное ископаемое залегает в таком количестве и при таких условиях, что его можно добывать. Значение имеют не только размеры залежи, но и глубина, доступность и возможность извлечь сырьё. Понятие помогает отличать отдельные проявления минерала от запасов, пригодных для разработки.

Как это устроено

Минералы образуют горные породы: отдельные зёрна или кристаллы соединяются в природное тело. Иногда порода состоит преимущественно из одного минерала, а иногда является смесью нескольких. Поэтому в граните можно увидеть зёрна кварца, слюды и полевого шпата: разные минералы сохраняют свои особенности, но вместе образуют одну породу. Так состав породы объясняет, почему она неоднородна на вид.

Магматические породы возникают, когда расплавленная горная масса — магма внутри Земли или лава на поверхности — остывает и затвердевает. При охлаждении минеральные вещества кристаллизуются, то есть формируют твёрдые зёрна. Если расплав остывает медленно, кристаллы успевают вырасти; при быстром охлаждении они обычно получаются мелкими. Поэтому условия остывания влияют на строение магматической породы.

Осадочные породы формируются, когда частицы песка, глины и других веществ накапливаются слоями, а затем уплотняются. Такое уплотнение происходит под давлением верхних слоёв; иногда частицы дополнительно скрепляются природными веществами. Песчаник возникает из песчаных зёрен, известняк часто образуется из остатков организмов или веществ из воды, а каменный уголь — из древних растительных остатков. Разные исходные материалы и условия накопления дают разные породы.

Метаморфические породы образуются из уже существовавших пород, которые оказываются глубоко в земной коре или рядом с горячими массами. Там высокая температура и давление изменяют их минералы и строение. Порода при этом не расплавляется полностью, иначе после остывания образовалась бы уже магматическая порода. Например, известняк при изменении может превратиться в мрамор.

Полезные ископаемые добывают там, где они залегают, а способ использования выбирают по свойствам сырья. Из руд извлекают металлы, горючие породы используют для получения энергии, а прочные камни и рыхлые материалы применяют в строительстве. Чтобы получить нужное вещество, сырьё иногда приходится дробить, сортировать или перерабатывать. Поэтому добыча — только один этап использования природного ресурса.

Группы горных пород и примеры полезных ископаемых

Сначала определите, о чём говорит строка: о происхождении породы или о хозяйственном использовании сырья. Затем сопоставьте способ образования с примерами, а назначение проверьте по свойствам материала. Одно вещество может относиться к разным группам в зависимости от того, рассматриваем ли мы его происхождение или применение.

Разбор задач

Задача 1. Назови минералы, из которых состоит гранит, и объясни, почему его считают горной породой.

1. Вспоминаем типичный состав гранита: в нём есть кварц, слюда и полевой шпат.
2. Разделяем понятия: каждый из этих компонентов — минерал, то есть природное вещество.
3. Смотрим на гранит целиком: его образуют зёрна нескольких минералов, соединённые в одно природное тело.

Ответ: гранит состоит из кварца, слюды и полевого шпата. Его называют горной породой, потому что это природное тело, образованное несколькими минералами.

Задача 2. Распредели гранит, песчаник и мрамор по группам горных пород и укажи, как образовалась каждая из них.

1. Для определения группы ищем происхождение породы, а не ориентируемся только на цвет или твёрдость.
2. Гранит относим к магматическим породам: он образуется при остывании и затвердевании магмы.
3. Песчаник относим к осадочным: песчаные зёрна накапливаются, уплотняются и скрепляются.
4. Мрамор относим к метаморфическим: он образуется при изменении известняка под действием температуры и давления, без полного расплавления.

Ответ: гранит — магматическая порода, песчаник — осадочная, мрамор — метаморфическая. Такое распределение основано на том, каким способом возникла каждая порода.

Задача 3. На месторождении добывают железную руду. Объясни, к какой группе полезных ископаемых её относят, что получают из неё и почему добычу нужно вести бережно.

1. Определяем назначение сырья: железная руда содержит вещества, из которых получают металл.
2. По этому признаку относим её к рудным полезным ископаемым.
3. Учитываем, что запасы месторождения не бесконечны, а их образование занимает очень долгое время.
4. Делаем вывод: добывать руду нужно с пользой, снижать потери при переработке и не расходовать металл напрасно.

Ответ: железная руда относится к рудным полезным ископаемым, из неё получают железо и его сплавы. Бережная добыча и рациональное использование нужны потому, что запасы руды ограничены и быстро не восстанавливаются.

Типичные ошибки

Ошибка: считать горную породу и минерал одним и тем же. Их путают, потому что оба являются природными материалами и могут выглядеть как камни. Проверь себя вопросом: перед тобой отдельное природное вещество или тело из одного либо нескольких минералов? Например, кварц — минерал, а гранит — порода.

Ошибка: называть полезным ископаемым только то, что добывают из-под земли. Так думают, потому что слово «ископаемое» напоминает о подземной добыче, однако значение термина связано с природным происхождением и использованием человеком. Проверь себя: материал природный и применяется в хозяйстве? Способы его добычи могут различаться.

Ошибка: определять группу породы только по внешнему виду. Похожие по цвету материалы могут иметь разное происхождение, поэтому внешний признак не всегда помогает. Проверь себя: выясни, возникла ли порода из расплава, осадков или изменилась под температурой и давлением. Именно происхождение служит основой классификации.

Ошибка: полагать, что полезные ископаемые неисчерпаемы. Доступность ресурсов может создавать такое впечатление, но залежи в земной коре ограничены, а образование многих ископаемых занимает очень долгое время. Проверь себя: спроси, может ли природа восстановить запас за короткий срок. Если нет, сырьё нужно расходовать разумно.

Связь с другими темами

Перед изучением темы полезно знать, что земная кора состоит из горных пород и что природные материалы различаются по свойствам. Эти знания помогают связывать состав породы с тем, как её можно использовать. Например, твёрдость, прочность и способность гореть важны при выборе сырья для разных нужд.

Тема пригодится при изучении строения Земли, природных ресурсов, добывающей промышленности и охраны природы. Понимание происхождения пород объясняет, где могут находиться залежи, а знание их свойств — как перерабатывают сырьё. Ограниченность запасов связывает добычу с необходимостью бережного отношения к природе.

Что запомнить

• Горные породы состоят из одного или нескольких минералов.
• Минерал — природное вещество, а горная порода — природное тело из минералов.
• По происхождению горные породы бывают магматическими, осадочными и метаморфическими.
• Полезными ископаемыми называют природные породы и минералы, используемые человеком.
• Полезные ископаемые добывают в местах их залегания — месторождениях.
• Запасы многих полезных ископаемых ограничены, поэтому их нужно использовать рационально.