Quartz - SiO 2. La modification stable à basse température est généralement appelée quartz simple. Signes diagnostiques. Les cristaux de quartz sont diagnostiqués par leur forme, leur dureté, leur fracture conchoïdale et leur manque de clivage. Le quartz peut être confondu avec la calcédoine, le feldspath, la néphéline et la topaze. Origine. Environ 65 % de la croûte terrestre est constituée de quartz, appelé omniprésent et formant des roches. Dans de nombreuses roches ignées acides intrusives et effusives, c'est presque le minéral principal. Il fait partie des pegmatites et est présent dans de nombreuses roches métamorphiques. En masses importantes, en tant que minéral de gangue, il est courant dans les gisements hydrothermaux. Il est également présent dans les roches sédimentaires (sables quartzeux, grès quartzeux, conglomérats quartzifères). Composition chimique. Les variétés peintes dans d'autres couleurs contiennent diverses impuretés ou inclusions d'autres minéraux. singonia le quartz est trigonal et la modification à haute température a - quartz est hexagonale. Apparence Les cristaux sont souvent hexagonaux et bipyramidaux. Les bords du prisme sont souvent raccourcis ou absents. De très gros cristaux sont connus. Un cristal pesant 70 tonnes a été trouvé au Kazakhstan. Les bords des cristaux sont recouverts de hachures communes. dans la nature druses, pinceaux, masses granuleuses. Le quartz est caractérisé par un macle et les cristaux se développent ensemble selon des lois différentes : les jumeaux dauphinéens, brésiliens et japonais. Couleur peut être très différent. Les variétés transparentes et translucides ont des noms différents : 1) montagne cristal- cristaux incolores transparents à l'eau ; 2) améthyste- violet, lilas, lilas, cramoisi, transparent ; 3) rauchtopaze- fumé, coloré dans des tons grisâtres ou brunâtres ; 4) morion- peint en noir ; 5) citrine- jaune d'or ou jaune citron ; 6) prase- du quartz verdâtre ; 7) rose quartz; 8) laiteux-quartz blanc; 9) aventurine(étincelle). Bl e verre sk. Dureté 7. Clivage absent. Densité 2,5 - 2,8. Autres propriétés. Capable de transmettre les rayons ultraviolets, c'est un piézoélectrique. Le quartz fondu se solidifie facilement et forme du verre de quartz (quartz amorphe). Utilisation pratique. Son application est variée. De belles variétés sont utilisées en bijouterie. Des cristaux purs aux propriétés uniques sont utilisés dans l’électronique, la technologie ultrasonique et l’instrumentation optique. Rauchtopaz, cristal de roche, morion sont utilisés comme stabilisant des ondes radio. Le cristal de roche est utilisé en télémécanique, en automatisation et dans les générateurs de haute qualité. Les sables de quartz purs à faible teneur en fer constituent d'excellentes matières premières dans l'industrie du verre et de la céramique pour la production de carborundum (SiC). Le carborundum ou carbure de silicium est un matériau abrasif de premier ordre. Les sables de quartz de fractions fines sont utilisés dans les machines de sablage pour polir la pierre et les produits métalliques, ainsi que pour scier les roches. Lieu de naissance. Il existe des gisements de quartz dans l'Oural, appelés « caves à cristal » contenant du cristal de roche, du morion , l'améthyste, la topaze, etc. se trouvent à Primorye et en Yakoutie. L'améthyste de la mer Blanche du Cap Korabl est connue sur la péninsule de Kola. Les veines de pegmatite avec des cristaux de quartz sont courantes à Aldan, Pamir et Volyn. Le cristal de roche est extrait en Yakoutie (Bolshaya Khatym). Les cristaux de quartz naturels destinés à l'industrie sont fournis par le Brésil. On trouve du quartz au Sri Lanka, en Inde, en Birmanie, en Uruguay, en Suisse, à Madagascar et dans d'autres régions. Le musée possède plus de 700 échantillons de quartz et de ses variétés. Une grande variété de cristaux pesant de 440 kg à 1 g (en forme de sceptre, avec des figures de croissance, etc.) sont largement représentés ; on y trouve des druses, des pinceaux, du quartz veineux, du quartz avec d'autres minéraux. La plus riche collection de quartz de l'Oural : les montagnes. cristal du gisement Gumbeyki, Berezovskoye, Astafiyevo ; Morion de Murzinka ; quartz-prazem, quartz avec chlorite et adulaire et quartz « poilu » de l'Oural subpolaire ; quartz rose (Gumbeika) ; intercroissances de cristaux de Mias, Pyshma, Nagly. De belles Druzes du Kamchatka et de la péninsule de Chukotka (Iultinskoe) ; quartz avec mélange de zinc (Angleterre); quartz avec rubellite de la région de Chita (crête de Borschevochny). Il y a du quartz de Transbaïkalie (Adun-Cholong), de Mangystau ; quartz fritté du Kirghizistan, quartz rose de l'Altaï (écureuils tigres, Kolyvan), de l'Oural (Gumbeyka) et d'Afrique du Sud.
À la fin du XIXe siècle, la liste des minéraux atteignait 750 éléments. Plus de 4 000 minéraux sont désormais connus dans la nature et la découverte de nouveaux minéraux se poursuit. Mais seulement une petite partie d'entre eux, et ceci seulement 40 à 50 espèces, relativement communes : quartz, feldspaths, micas, olivine, pyroxènes, amphiboles. Ces minéraux constituent la majeure partie de nombreuses roches et sont donc appelés minéraux formant des roches.
Distinguer les minéraux primaire (libéré directement du magma lors de sa solidification ou lors de la cristallisation de solutions aqueuses, ou formé à la suite d'un métamorphisme - recristallisation à l'état solide) et secondaire (apparaissant à la suite de modifications de minéraux déjà formés, par exemple, oxydation ou réduction à basse température et pression près de la surface de la terre).
Classification des minéraux
La base de la classification des minéraux est leur composition chimique, ainsi que la symétrie de leur réseau cristallin. Actuellement, tous les minéraux sont divisés en neuf classes :
Éléments natifs
Lingot de cristaux de sulfure de fer fondu FeS2
Les sulfures sont constitués de soufre combiné à un métal ou une substance semblable à un métal.
Ceux-ci comprennent des minerais métalliques tels que la galène, la chalcopyrite et le cinabre.
Généralement, les sulfures sont lourds et cassants.
Ce sont des minéraux primaires et après être entrés en contact avec l’atmosphère, beaucoup se transforment rapidement en oxydes.
Halogènes
Les oxydes sont des composés de métaux avec de l'oxygène. Ils constituent le groupe le plus diversifié en termes de caractéristiques physiques. On y trouve des terres ternes (bauxite) et des pierres de joaillerie (saphirs, rubis). Les oxydes primaires durs se forment généralement en profondeur à l'intérieur de la Terre, tandis que les oxydes plus mous se forment plus près de la surface en raison du contact avec l'air.
Carbonates (avec nitrates et borates)
L'anhydrite est du sulfate de calcium anhydre.
Les sulfates sont des minéraux formés par la combinaison de métaux avec le groupe sulfate (soufre et oxygène).
Ils sont doux, transparents ou translucides, de couleur insaturée.
Le gypse, l'anhydrite et la barytine sont largement utilisés.
Phosphates (avec arséniates et vanadates)
Les silicates sont des métaux associés à un groupe silicate (silicium et oxygène), ce sont les minéraux les plus courants dans la nature (environ un tiers de tous les minéraux sont des silicates). Tous sont divisés en sous-groupes en fonction de leur structure interne (nésosilicates, sorosilicates, inosilicates, cyclosilicates, phyllosilicates et tectosilicates). Les représentants de cette classe sont le quartz et les feldspaths.
Composés organiques
Ce groupe comprend les solides présents dans la nature et résultant de la vie et de l'activité des organismes vivants. Pour cette raison, ils ne sont pas toujours classés comme minéraux. Le groupe est représenté par des minéraux tels que l'ambre, le jais, la perle et la wewellite.
Plan.
Option numéro 6.
1. Classification des minéraux et conditions de leur formation : les principaux minéraux rocheux d'origine exogène et endogène.
2. Glaciers, leur rôle géologique, répartition. Roches formées à la suite du travail des glaciers pendant la période glaciaire.
3. Recherche géotechnique pour la construction industrielle et civile.
4. Méthodes de laboratoire pour déterminer les propriétés de déformation et de résistance des sols.
5. Structure, texture, composition matérielle des roches sédimentaires chimiques et biochimiques.
6. Entrée d’eau sous pression dans un puits parfait.
Introduction.
La géologie est un complexe de sciences sur la composition et la structure. L'histoire du développement de la Terre, les mouvements de la croûte terrestre et le placement des minéraux dans les entrailles de la Terre. Le principal objet d'étude, basé sur les tâches pratiques de l'homme, est la croûte terrestre.
Au cours des dernières décennies, la géologie technique a reçu un développement particulier - une science qui étudie les propriétés des roches (sols), les processus géologiques naturels et technogéniques-géologiques (ingénierie-géologique) dans les horizons supérieurs de la croûte terrestre en relation avec les activités de construction humaine.
L'objectif principal de la géologie technique est d'étudier la situation géologique naturelle d'une zone avant le début de la construction, ainsi que de prédire les changements qui se produiront dans l'environnement géologique, et principalement dans les roches, pendant le processus de construction et pendant l'exploitation. de structures. Dans les conditions modernes, aucun bâtiment ou structure ne peut être conçu, construit et exploité de manière fiable sans des matériaux techniques et géologiques fiables et complets.
1. Classification des minéraux et conditions de leur formation : les principaux minéraux rocheux d'origine exogène et endogène.
Minéral– un corps naturel avec une certaine composition chimique et structure cristalline, formé à la suite de processus physiques et chimiques naturels et faisant partie intégrante de la croûte terrestre, des roches, des minerais et des météorites. La science de la minéralogie est l'étude des minéraux.
La croûte terrestre contient plus de 7 000 minéraux et leurs variétés. La plupart d'entre eux sont rares et seulement un peu plus de 100 minéraux sont retrouvés fréquemment et en assez grande quantité et font partie de certaines roches. Ces minéraux sont appelés minéraux formant des roches.
Origine des minéraux. Les conditions dans lesquelles les minéraux se forment dans la nature sont très diverses et complexes. Il existe trois processus principaux de formation minérale : endogène, exogène et métamorphique.
Processus endogène est liée aux forces internes de la Terre et se manifeste dans ses profondeurs. Les minéraux sont formés à partir du magma - un liquide fondu enflammé de silicate. Il se forme ainsi par exemple du quartz et divers silicates. Les minéraux endogènes sont généralement denses, d’une grande dureté, résistants à l’eau, aux acides et aux alcalis.
Processus exogène caractéristique de la surface de la croûte terrestre. Au cours de ce processus, des minéraux se forment sur terre et dans la mer. Dans le premier cas, leur création est associée au processus d'altération, c'est-à-dire les effets destructeurs de l'eau, de l'oxygène, des fluctuations de température sur les minéraux endogènes. De cette manière, des minéraux argileux (hydromica, kaolinite, etc.), divers composés ferrugineux (sulfures, oxydes de précipitation chimique à partir de solutions aqueuses (halite, sylvite, etc.) se forment dans un processus exogène, un certain nombre de minéraux sont formés). également formé en raison de l'activité vitale de divers organismes (opale, etc.).
Les propriétés des minéraux exogènes varient. Dans la plupart des cas, ils ont une faible dureté et interagissent activement avec l'eau ou s'y dissolvent.
Processus métamorphique. Sous l'influence de températures et de pressions élevées, ainsi que de gaz magmatiques et d'eau à une certaine profondeur de la croûte terrestre, les minéraux qui se formaient auparavant lors de processus exogènes se transforment. Les minéraux changent d'état d'origine, recristallisent, acquièrent densité et force. C'est ainsi que se forment de nombreux minéraux silicatés (hornblende, actinolite, etc.).
Classification des minéraux. Il existe de nombreuses classifications de minéraux. La classification la plus largement utilisée est basée sur la composition chimique et la structure cristalline. Les substances du même type chimique ont souvent une structure similaire, de sorte que les minéraux sont d'abord divisés en classes basées sur leur composition chimique, puis en sous-classes basées sur leurs caractéristiques structurelles.
Tous les minéraux sont divisés en 10 classes.
Silicates- la classe la plus nombreuse, comprenant jusqu'à 800 minéraux, qui constituent l'essentiel de la plupart des roches ignées et métamorphiques. Parmi les silicates, il existe des groupes de minéraux caractérisés par une composition et une structure communes - feldspaths, pyroxènes, amphiboles, micas, ainsi que l'olivine, le talc, les chlorites et les minéraux argileux. Tous sont des aluminosilicates dans leur composition.
Carbonates. Ceux-ci comprennent plus de 80 minéraux. Les plus courants sont la calcite, le magnétisme et la dolomite. L'origine est principalement exogène et associée aux solutions aqueuses. Au contact de l'eau, ils diminuent légèrement leur résistance mécanique, bien que faiblement, mais ils se dissolvent dans l'eau et sont détruits dans les acides.
Oxydes et hydroxydes. Ces deux classes regroupent environ 200 minéraux, représentant jusqu'à 17 % de la masse totale de la croûte terrestre. Les plus courants sont le quartz, l'opale et la limonite.
Sulfures contiennent jusqu'à 200 minéraux. Un représentant typique est la pyrite. Les sulfures sont détruits dans la zone d'altération, leur mélange réduit donc la qualité des matériaux de construction.
Sulfates. Cette classe comprend jusqu'à 260 minéraux dont l'origine est associée à des solutions aqueuses. Ils se caractérisent par une faible dureté et une couleur claire. Relativement bien soluble dans l'eau. Les plus courants sont le gypse et l'anhydrite. Au contact de l'eau, l'anhydrite se transforme en gypse dont le volume augmente jusqu'à 33 %.
Halogènes contiennent environ 100 minéraux. L'origine est principalement associée aux solutions aqueuses. La plus répandue est la halite. Il peut être un composant des roches sédimentaires et se dissout facilement dans l'eau.
Les minéraux des classes de phosphate, de tungstate et d’éléments natifs sont beaucoup moins courants que les autres.
2. Glaciers, leur rôle géologique, répartition. Roches formées à la suite du travail des glaciers pendant la période glaciaire.
Les preuves géologiques suggèrent que dans les temps anciens, la glaciation de la Terre était importante. Au cours des 500 à 600 000 dernières années, plusieurs grandes glaciations se sont produites en Europe. Les glaciers ont avancé de la région scandinave.
Actuellement, la glace couvre 10 % de la surface terrestre, 98,5 % de la surface glaciaire se trouve dans les régions polaires et seulement 1,5 % se trouve en haute montagne. Il existe trois types de glaciers : de montagne, de plateau et continental.
Glaciers de montagne se forment en hauteur dans les montagnes et sont situés soit sur les sommets, soit dans des gorges, des dépressions et diverses dépressions. De tels glaciers se trouvent dans le Caucase, l'Oural, etc.
La glace se forme suite à la recristallisation de la neige. Il a la capacité de s'écouler plastiquement, formant des écoulements sous forme de langues. Le mouvement des glaciers vers le bas des pentes est limité par l'altitude à laquelle la chaleur solaire est suffisante pour faire fondre complètement la glace. Pour le Caucase, par exemple, cette hauteur est de 2 700 m à l'ouest, de 3 600 m à l'est. La vitesse de déplacement des glaciers de montagne est différente. Dans le Caucase, par exemple, elle est de 0,03 à 0,35 m/jour, dans le Pamir de 1 à 4 m/jour.
Glaciers des plateaux formé de montagnes aux sommets plats. La glace forme une masse continue et indivisible. Des glaciers en forme de langues en descendent à travers les gorges. Ce type de glacier, en particulier, se trouve désormais sur la péninsule scandinave.
Glaciers continentaux commun au Groenland, au Spitzberg, en Antarctique et dans d'autres endroits où se déroule actuellement l'ère moderne des glaciations. La glace forme une couche continue de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur.
L'activité géologique de la glace est importante et est principalement déterminée par son mouvement, malgré le fait que la vitesse de l'écoulement de la glace est environ 10 000 fois plus lente que celle de l'eau des rivières dans les mêmes conditions.
Propriétés constructives des dépôts glaciaires. Les dépôts moraines (matériaux clastiques grossiers, hétérogènes et non stratifiés) et fluvioglaciaires (fluvio-glaciaires) constituent une base fiable pour des structures de divers types. Les loams rocheux et les argiles, qui ont subi la pression d'épaisses couches de glace, sont dans un état dense et dans certains cas même trop compactés. La porosité des loams rocheux ne dépasse pas 25 à 30 %. Sur les loams rocheux et les argiles, les bâtiments et les structures connaissent un faible tassement. Ces sols sont faiblement perméables et servent souvent de barrière imperméable aux eaux souterraines.
Presque tous les types de dépôts morainiques ont de telles propriétés de résistance élevée.
Du point de vue de la construction, les dépôts fluvioglaciaires, bien que de résistance inférieure aux sols argileux morainiques, constituent une fondation fiable. À cette fin, divers dépôts sableux, graveleux et argileux d'eskers et d'épandages sont utilisés avec succès. Certaines exceptions sont les loams de couverture et les argiles en bandes. Les terreaux couvrants se mouillent facilement. Les argiles en bandes sont assez denses, légèrement perméables à l'eau, mais peuvent être fluides dans des conditions de saturation en eau.
Les dépôts glaciaires sont utilisés avec succès comme matériaux de construction (pierre, sable, argile) ; Les sables d'eskers, de kames et d'épandages conviennent à la construction de remblais et à la production de béton. Les rochers sont une bonne pierre de construction. Il existe des exemples d'utilisation de rochers pour fabriquer des socles monolithiques pour des monuments.
3. Recherche géotechnique pour la construction industrielle et civile.
La tâche principale de la recherche technique-géologique pour la construction industrielle et civile est d'obtenir des informations sur les conditions techniques-géologiques du territoire, qui comprennent : le relief, les roches et leurs propriétés, les eaux souterraines, les processus et phénomènes géologiques et techniques-géologiques, ainsi que comme prévision des changements dans ces conditions sous l’influence des activités d’ingénierie humaine.
Les études géologiques techniques sont réalisées de manière séquentielle,
conformément à la phase de conception. Le niveau de détail de la recherche augmente au cours du passage d'une étape à l'autre, et les méthodes d'ingénierie et de recherche géologique changent également.
Au stade initial des études techniques, le principal type de recherche ingénierie-géologique est l'étude ingénierie-géologique, qui permet d'évaluer les conditions ingénierie-géologiques en peu de temps et à faible coût.
Au cours de l'étude technique-géologique, les roches, leurs conditions d'apparition, le relief, les eaux souterraines, les processus géologiques et techniques-géologiques sont identifiés, étudiés et tracés dans la zone d'étude et représentés sur une carte technique-géologique.
Il est important de comprendre que la composition et le volume de la recherche technique-géologique dépendent de la complexité des conditions techniques-géologiques, de la phase de conception, du degré d'exploration de la zone et d'autres facteurs.
Il convient de prêter attention à la complexité importante de la recherche technique et géologique dans les zones de développement karstique, de glissements de terrain, de vallées enfouies, où toutes les recherches sont menées à une plus grande profondeur que lors de recherches dans des zones où les conditions techniques et géologiques sont plus favorables.
4. Méthodes de laboratoire pour déterminer les propriétés de déformation et de résistance des sols.
Force le sol est estimé par la charge maximale qui lui est appliquée au moment de sa destruction (perte de continuité). Cette caractéristique est appelée résistance à la traction Rc MPa, ou résistance temporaire à la compression.
La résistance des sols est affectée par :
composition minérale
nature des connexions structurelles
fracturation
degré d'altération
degré d'adoucissement de l'eau, etc.
Pour les sols non rocheux, une autre caractéristique importante de résistance est la résistance au cisaillement. La détermination de cet indicateur est nécessaire pour calculer la stabilité des fondations, c'est-à-dire capacité portante, ainsi que pour évaluer la stabilité des sols dans les pentes des fosses de construction, calculer la pression du sol sur les murs de soutènement, etc.
Propriétés de déformation caractériser le comportement des sols sous des charges qui ne dépassent pas les charges critiques et n'entraînent pas de destruction. La déformabilité des sols dépend à la fois de la résistance et de la souplesse des liaisons structurales, de la porosité, et de la capacité à se déformer des matériaux les composant. Les propriétés de déformation des sols sont évaluées par le module de déformation E, MPa.
Les sols déterminent la stabilité des bâtiments et des structures qui y sont érigées. Il est donc nécessaire de déterminer correctement les caractéristiques qui déterminent la résistance et la stabilité des sols lors de leur interaction avec les objets de construction.
Les échantillons de sol destinés à la recherche en laboratoire sont sélectionnés à partir de couches de sol situées dans des fosses situées sur des chantiers de construction.
Les échantillons de sol sont livrés au laboratoire sous forme de monolithes ou d'échantillons en vrac. Les monolithes sont des échantillons de sol dont la structure n'est pas perturbée. De tels monolithes sont sélectionnés dans des sols rocheux et cohésifs (limo-argileux). Les dimensions des monolithes ne doivent pas être inférieures aux normes établies. Ainsi, pour déterminer la compressibilité du sol, les échantillons prélevés dans les fosses doivent avoir des dimensions de 20 × 20 × 20 cm. Dans les monolithes de sols argilo-limoneux, l'humidité naturelle doit être préservée. Ceci est réalisé en créant une coque imperméable de paraffine ou de cire sur leur surface. Dans les sols meubles (sable, gravier), les échantillons sont prélevés sous forme d'échantillons d'une certaine masse. Ainsi, pour réaliser une analyse granulométrique du sable, il est nécessaire de disposer d'un échantillon d'au moins 0,5 kg.
Dans des conditions de laboratoire, toutes les propriétés physiques et mécaniques peuvent être déterminées. Chaque caractéristique de ces propriétés est déterminée selon GOST, par exemple l'humidité naturelle et la densité du sol - GOST 5180-84, la résistance à la traction - GOST 17245-79, la composition granulométrique (grains) et en microagrégats - GOT 12536-79, etc.
La recherche en laboratoire reste aujourd'hui le principal type de détermination des propriétés physiques et mécaniques des sols. Un certain nombre de caractéristiques, par exemple l'humidité naturelle, la densité des particules de sol et quelques autres, sont déterminées uniquement dans des conditions de laboratoire et avec une assez grande précision. En même temps, les études de sols en laboratoire ont leurs inconvénients :
ils demandent beaucoup de travail et de temps ;
les résultats d'analyses individuelles, par exemple la détermination du module de déformation totale, ne donnent pas des résultats suffisamment précis, en raison d'une mauvaise sélection de monolithes, d'un stockage inapproprié et de faibles qualifications de l'analyseur ;
Déterminer les propriétés d'un massif de sol à partir des résultats d'analyses d'un petit nombre d'échantillons ne permet pas de se faire une idée correcte de ses propriétés dans leur ensemble.
Cela est dû au fait que les sols d’un même type, même au sein d’un même massif, présentent encore des différences connues dans leurs propriétés.
5. Structure, texture, composition matérielle des roches sédimentaires chimiques et biochimiques.
Les roches sont des agrégats minéraux naturels qui « naissent » dans la croûte terrestre.
Selon leur origine, ils sont divisés en trois types : ignés, sédimentaires et métamorphiques. Dans la croûte terrestre, les roches ignées et métamorphiques occupent 95 % de sa masse totale. Les roches sédimentaires sont situées directement à la surface de la Terre et recouvrent dans la plupart des cas des roches ignées et métamorphiques.
Roches sédimentaires. Toute roche située à la surface de la Terre est sujette aux intempéries, c'est-à-dire les effets destructeurs de l'eau, les fluctuations de température, etc. En conséquence, même les roches ignées les plus massives et les plus durables sont progressivement détruites, formant des fragments de différentes tailles et se désintégrant en particules les plus petites.
Les produits de destruction sont transportés par le vent, l'eau et, à un certain stade du transport, se déposent, formant des accumulations meubles ou des sédiments. L'accumulation se produit au fond des rivières, des mers, des océans et à la surface des terres. À partir d'accumulations meubles (sédiments), diverses roches sédimentaires se forment au fil du temps.
Les roches sédimentaires constituent les couches supérieures de la croûte terrestre, recouvrant les roches d'origine ignée et métamorphique d'une sorte de couverture. Malgré le fait que les roches sédimentaires ne représentent que 5 % de la croûte terrestre, 75 % de la surface terrestre est recouverte de ces roches et la construction est donc réalisée principalement sur des roches sédimentaires. La géologie technique accorde la plus grande attention à ces roches.
Les roches sédimentaires sont généralement divisées en trois groupes principaux :
1) clastique ;
2) origine chimique (chimiogène) ;
3) organogène, résultant de l'activité vitale des organismes.
Cette division est quelque peu arbitraire, puisque de nombreuses roches sont d'origine mixte, par exemple certains calcaires contiennent des matières de nature organogène, chimique et clastique.
Roches chimiogènes se forment à la suite de la précipitation de leurs solutions aqueuses de précipitation chimique. Ce processus se produit dans les eaux des mers, les bassins asséchants continentaux, les sources salées, etc. Ces roches comprennent divers calcaires, tufs calcaires, dolomite, anhydrite, gypse, sel gemme, etc. Une caractéristique commune de ces roches est leur solubilité dans l'eau et leur fracturation.
Les roches les plus courantes sont les calcaires qui, dans leur origine, peuvent également être clastiques ou organogènes.
Roches organogènes (biochimiogènes) se forment à la suite de l’accumulation et de la transformation de restes animaux et végétaux, se caractérisent par une porosité importante, beaucoup se dissolvent dans l’eau et sont hautement compressibles. Les roches organogènes comprennent les roches calcaires et les diatomites.
6. Entrée d’eau sous pression dans un puits parfait.
L’eau située dans la partie supérieure de la croûte terrestre est appelée eau souterraine. La science des eaux souterraines, de leur origine, de leurs conditions d'apparition, des lois du mouvement, de leurs propriétés physiques et chimiques, de leurs liens avec les eaux atmosphériques et de surface est appelée hydrogéologie.
Il existe plusieurs classifications des eaux souterraines, mais il en existe deux principales. Les eaux souterraines sont réparties selon la nature de leur utilisation et les conditions d'occurrence dans la croûte terrestre. Le premier comprend l'eau domestique et potable, technique, industrielle, minérale, thermique. Ces dernières comprennent : les eaux perchées, les eaux souterraines et interstratales, ainsi que les eaux de fissures, de karst et de pergélisol. À des fins techniques et géologiques, il est conseillé de classer les eaux souterraines selon des critères hydrauliques - écoulement libre et pression.
Eaux sous pression intercalaires. Ces eaux sont situées dans des aquifères entre aquitards. Ils peuvent être sans pression et sous pression (artésiens).
Les eaux interstratales sans pression sont relativement rares. Ils sont associés à des aquifères horizontaux remplis d’eau totalement ou partiellement.
Les eaux sous pression (artésiennes) sont associées à la présence d'aquifères sous forme de synclinaux et de monoclines. L'aire de répartition des aquifères confinés est appelée bassin artésien.
Afflux d’eau sous pression vers les structures de prise d’eau. Les prises d'eau sont des structures à l'aide desquelles les eaux souterraines sont captées (extraites) pour l'approvisionnement en eau, évacuées du chantier de construction ou simplement dans le but d'abaisser le niveau des eaux souterraines. Il existe différents types d'ouvrages de prise d'eau souterraine : verticaux, horizontaux, radiaux.
Les prises d'eau verticales comprennent les forages et les puits, les prises horizontales comprennent les tranchées, les galeries, les galeries et les prises d'eau radiales comprennent les puits de drainage avec des poutres filtrantes réceptrices d'eau. Le type d'ouvrage de prise d'eau souterraine est choisi sur la base d'un calcul technico-économique, basé sur la profondeur de l'aquifère, son épaisseur, la composition lithologique de l'aquifère et la capacité de prise d'eau prévue.
Les prises d'eau constituées d'un puits, d'un puits, etc. sont appelées simples, et celles composées de plusieurs sont appelées groupe.
Les structures de prise d’eau qui captent l’aquifère à pleine capacité sont parfaites, et celles qui ne captent pas l’aquifère à pleine capacité sont imparfaites.
L'élimination des eaux souterraines des chantiers de construction ou la réduction de leurs niveaux peuvent être effectuées temporairement, uniquement pendant la durée des travaux de construction ou pendant la quasi-totalité de la durée d'exploitation de l'installation. L'évacuation temporaire de l'eau (ou l'abaissement du niveau) est appelée prise d'eau de construction et, dans le second cas, drainage.
Puits de prise d'eau. Les puits et les tranchées dont le fond atteint des aquicludes sont appelés parfaits ; si le fond est situé au dessus de l'aquiclude, alors imparfait. Le niveau d'eau dans le puits avant le pompage est dit statique, et le niveau réduit lors du pompage est dit dynamique.
Si l'eau n'est pas pompée hors du puits, son niveau est alors dans la même position que la surface de l'écoulement souterrain. Lorsque l'eau est pompée, un entonnoir à dépression apparaît et le niveau d'eau dans le puits diminue. La productivité du puits est déterminée par le débit. Le débit d’un puits s’entend comme la quantité d’eau qu’il peut produire par unité de temps. Lors du pompage d'eau en quantité supérieure au débit, c'est-à-dire plus que ce qui coule dans le puits depuis l'aquifère par unité de temps, le niveau baisse fortement. Le puits peut rester sans eau pendant un certain temps.
L'afflux d'eau (débit) vers un puits parfait est déterminé par la formule
Q = π k F [H 2 -h 2 )/lnR-lnr]
Où r– rayon du puits, m.
Dans un puits imparfait, l’eau pénètre par ses parois et son fond. Cela complique le calcul des entrées. Le débit de ces puits est inférieur au débit des puits parfaits. Lors du pompage, l'eau pénètre dans le puits uniquement à partir d'une partie de l'aquifère, appelée zone active. N 0 . La profondeur de la zone active est considérée comme égale aux 4/3 de la hauteur de la colonne d'eau du puits avant pompage. Ces dispositions permettent de calculer le débit d'un puits imparfait à l'aide de la formule de Dupuis, telle qu'interprétée par Parker :
Q = 1,36 k F [H 2 -h 2 )/lnR-lnr]
Un puits ne libère de l'eau dans le volume de son débit maximum que si les puits voisins en sont situés à une distance d'au moins deux rayons d'influence.
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Résumé >> GéologieProcessus Parodo éducation et a offert le premier classification minéraux et la montagne... les ondes sismiques. 5. Formation de roches minéraux, leur propriétés Condition éducation minéraux. Minéraux– ce sont des terres naturelles... et sont principal exogène processus. Mer...
Les minéraux sont classés selon leur composition chimique et leur structure cristalline dans les groupes suivants :
1) éléments natifs ;
2) sulfures et sulfosels ;
3) composés halogènes (halogénures) ;
4) oxydes ;
5) sels d'oxygène (carbonates, sulfates, tungstates, phosphates, silicates).
Ci-dessous, nous examinerons les minéraux de ces groupes, inclus dans le programme de cours de minéralogie destiné aux étudiants des facultés métallurgiques des établissements d'enseignement supérieur.
Éléments natifs
La croûte terrestre ne contient pas plus de 0,1 % (en masse) d'éléments natifs (83 minéraux). Leur extraction est associée à des difficultés importantes et nombre d'entre eux sont donc particulièrement appréciés et, étant des normes de travail humain, sont utilisés dans les réserves d'or des pays comme garantie de la monnaie nationale dans le commerce international. Génétiquement lié aux processus de cristallisation du magma (Pt, diamant, graphite), hydrothermaux (Au) et sédimentaires (S). Le fer natif est souvent d’origine cosmique.
Les métaux natifs se caractérisent par une ductilité, un éclat métallique, une malléabilité, une conductivité thermique et électrique extrêmement élevés, causés par les liaisons métalliques dans le réseau cristallin.
Des densités élevées sont également caractéristiques. Ils contiennent les minéraux les plus lourds : la nevyanskite (jusqu'à 21,5 g/cm3) et la syssertskite (jusqu'à 22,5 g/cm3).
Outre les métaux natifs (Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt, Au, Fe, Cu, Ni, Hg), il existe également des métalloïdes natifs (As, Sb, Bi) et des non-métaux (S, Se, Te, C) .
Or, Au. Nom de lat. "Sol" - le signe du soleil chez les alchimistes. Absolument propre, soi-disant. L'or « spongieux » est rare. Il forme une série continue de solutions solides avec l'argent (la kustelite contient jusqu'à 20 % d'Au ; l'électrum - plus de 20 % d'Au), à partir de laquelle l'or devient blanc, ainsi qu'avec le cuivre (le cuproauride contient jusqu'à 20 % de Cu), le mélange ce qui donne à l'or une teinte rougeâtre. La bismuthaurite contient jusqu'à 4 % de Bi ; porpécite - jusqu'à 11 % de Pd et jusqu'à 4 % d'Ag.
Une pépite d'or pesant plus de 70 kg. Au Musée de Harvard (Histoire Naturelle). Photo : Olivier Chafik
Les cristaux d'or (octaèdres, dodécaèdres et cubes) sont rares. Caractérisé par des grains de forme irrégulière incrustés dans le quartz. Les gisements d'or primaires sont formés par le mouvement des eaux thermales à travers les fissures et les pores du quartz. Précipite souvent des solutions avec les sulfures. Lorsque les gisements rocheux sont altérés, l'eau transporte des grains d'or dans les ruisseaux et les rivières, au fond desquels se forment des placers d'or, extraits par des dragues.
Polixènes, Pt. Nom du grec. "poly" - beaucoup, "xenos" - extraterrestre (c'est-à-dire la présence de nombreuses impuretés dans le Pt). Dans la technologie et dans la vie quotidienne, on l'appelle platine (de l'espagnol « plata » - argent), c'est-à-dire semblable à l'argent, "argent". Contient jusqu'à 30 % de Fe, qui donne le magnétisme minéral (jusqu'à 14 % de Cu ; jusqu'à 7 % de Pd, jusqu'à 7 % d'Ir ; jusqu'à 4 % de Ro, jusqu'à 6 % de Ni).
Le Pt cristallise sous forme de grains fins dans les magmas ultramafiques. Caractéristiques : couleur gris acier, éclat métallique, haute densité. Il ne se dissout que dans l'eau régale chauffée, ce qui permet de distinguer le Pt de l'argent similaire. Exceptionnellement plastique : jusqu'à 500 km de fil peuvent être fabriqués à partir de 1 g. La présence d'iridium dans le Pt augmente sa dureté jusqu'à 7. Il est utilisé comme catalyseur en chimie, pour la fabrication de creusets chimiques, de thermocouples.
Fer, Fe. Le fer natif peut être tellurique (c'est-à-dire terrestre) et météoritique (c'est-à-dire cosmique). La fonte native (fer tellurique) est formée par l'interaction du magma ferrugineux avec le charbon, le graphite ou lors des incendies souterrains de veines de charbon en contact avec le minerai de fer. Le fer météorique (ferrite) contient généralement des inclusions de troilite (FeS), de monsonite SiC et de cohénite (Fe3C). Dans la grande majorité des cas, il contient beaucoup de Ni (jusqu'à 48 %), qui est inégalement réparti dans les météorites, se concentrant en bandes se croisant en fines sections formant un angle les unes par rapport aux autres. Cette alternance de rayures claires et sombres (structure de Widmanstätt) est caractéristique du fer météoritique et se révèle particulièrement bien lors de la gravure de coupes avec une solution alcoolique faible de HN03. Le fer météorique est parfois observé sous forme de cubes réguliers (fer hexaédrique) et d'octaèdres (fer octaédrique). Habituellement sous la forme de masses fondues de forme non arrondie avec des dépressions caractéristiques en forme de doigt à la surface. Le « fer pallasien » contient des inclusions d’olivine (MgFeSiO4). La mésosidérite contient des inclusions de fer dans une masse de silicates. Les deux dernières variétés de fer météoritique appartiennent aux météorites dites pierreuses-ferreuses.
Soufre, S. Caractérisé par l'éclat du diamant, la couleur jaune, la fragilité; brûle avec une flamme bleue, répandant une odeur de dioxyde de soufre. Formé lors de l'altération du gypse CaS04. 2 H2O et sulfures avec la participation de microbes, ainsi que lors de l'oxydation du sulfure d'hydrogène libéré par les volcans : H2S + O2 = 2H2O + S. Utilisé pour la préparation de poudre à canon, pour la vulcanisation du caoutchouc, en médecine et en chimie.
Dépôts : o. Sicile (Italie), Asie centrale (Shor-Su) et dans la région de la Volga (région de Tver).
Graphite, S. Nom du grec. "grapho" - écrire ; Cela fait référence à la capacité du graphite à laisser une ligne noire sur le papier. Il se forme lors de la cristallisation du magma à haute température et basse pression, ainsi que lors de la cokéfaction naturelle des charbons au contact du magma.
Variétés : graphite cryptocristallin et shungite amorphe. Le graphite est gras au toucher et écrit sur le papier. Elle diffère de la molybdénite similaire par sa couleur plus noire et moins de brillance.
Utilisé pour la fabrication d'électrodes et de blocs réfractaires, blocs de graphite pour réacteurs nucléaires.
Dépôts : o. Ceylan, o. Madagascar, Australie.
Almaz, S. Nom du grec. "adamas" - irrésistible (c'est-à-dire l'extraordinaire dureté du diamant). Cristallise à partir de magma ultrabasique sous forme d'octaèdres à des pressions supérieures à 10 GPa. et des températures d'environ 2000 °C. Le diamant cristallise probablement d'abord à partir du magma à de grandes profondeurs, après quoi il est transporté par le magma liquide jusqu'à la surface à travers les évents de volcans géants. Les restes de ces cheminées volcaniques (diatrèmes), remplis de magma ultrabasique, altérés pendant 140 à 150 millions d'années, se trouvent aujourd'hui en Yakoutie (Russie) et en Afrique du Sud.
Un mélange des restes d'olivine avec les produits de sa décomposition, qui est une argile bleu verdâtre, est appelé kimberlite.
Sulfures
La croûte terrestre ne contient pas plus de 0,15 % (en masse) de minéraux de ce groupe (230 minéraux). D'un point de vue chimique, ces composés sont des sels d'acide sulfurique d'hydrogène. Il existe à la fois des sulfures de composition strictement stoechiométrique (FeS2, CuFeS2, etc.) et des composés dont la teneur en soufre varie dans certaines limites (polysulfures, par exemple FeSx, où x = 1,0,1 - 1,14).
Les réseaux cristallins ioniques sont caractéristiques. La plupart des sulfures sont lourds, mous et brillants. Ils ont une conductivité électrique élevée. Dans la plupart des cas, d'origine hydrothermale, parfois produit de la cristallisation du magma sulfuré. Lors de l'altération dans la zone d'oxydation, les sulfures se transforment d'abord en sulfates, puis en oxydes, hydroxydes et carbonates.
Les sulfures représentent la base du minerai de la métallurgie non ferreuse et constituent la matière première pour la production d'acide sulfurique. Étant donné que le soufre rend l'acier cassant, la présence de sulfures dans les minerais de fer réduit leur qualité. Avant la fusion dans les hauts fourneaux, les minerais de fer pulvérisés sont soumis à une agglomération dans des usines de frittage. Lors du frittage, il est possible d'éliminer jusqu'à 99 % du soufre sulfuré du minerai.
Pyrite, FeS2. Nom du grec. "pir" - feu (donne une étincelle stable lorsqu'il est frappé par un objet métallique ; utilisé pour produire une étincelle dans les armes anciennes). Synonymes : pyrite de soufre, pyrite de fer. La variété rhombique est appelée marcassite. Les traits caractéristiques sont la couleur jaune paille, les stries noires, l'apparence cubique, pentagonale-dodécaédrique et octaédrique des cristaux, les bords striés orientés perpendiculairement à chaque face adjacente. La matière première la plus importante pour la production d’acide sulfurique ; gisements : Ural (Russie), Rio Tinto (Espagne).
Pyrrhotite, FeS. Nom du grec. "pyrrhos" - rougeâtre. Synonyme : pyrite magnétique. La troilite est une variété stœchiométrique trouvée dans les météorites. Généralement, la pyrrhotite contient légèrement plus de soufre (FeSx, où x = 1,01 - 1,14). Caractérisé par un éclat métallique, une couleur jaune bronze et un magnétisme. Généralement en association avec d'autres sulfures hydrothermaux. Matières premières pour la production d'acide sulfurique. Impureté nocive dans les minerais de fer.
Arsénopyrite, FeAsS. Synonymes : pyrite d'arsenic toxique, mispickel. La Danaïte et le Glaucodotus sont des variétés contenant respectivement jusqu'à 9 et 22 % de Co. Caractéristique: éclat métallique, couleur blanc étain, cristaux en forme de colonne allongée et en forme d'aiguille d'aspect prismatique. Hydrothermique. Minerai pour As and Co. Nombreux gisements dans l'Oural et en Sibérie, Boliden (Suède). La présence d'arsénopyrite, d'orpiment (As2S3), de réalgar (AsS), de scorodite (FeAsO4. 2H2O) et d'autres minéraux d'arsenic dans les minerais de fer est inacceptable, car l'arsenic est un poison puissant qui empêche la fabrication de pots, canettes, cuillères, couteaux. et des fourchettes en acier contenant au moins des traces d'arsenic. La fabrication de rails et de poutres à partir de cet acier n'est pas non plus souhaitable, car à l'avenir, toute la ferraille du pays sera progressivement contaminée par l'arsenic. En Ukraine, les minerais de fer brun de Kertch contiennent jusqu'à 0,1 % d'As dans la scorodite.
Chalcopyrite, CuFeS2. Nom du grec. "chalcos" - cuivre; "festin" - feu. Synonyme : pyrite de cuivre. La variété cubique est appelée talnakhite. On le trouve généralement sous forme de masses solides et de grains. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, couleur jaune verdâtre avec ternissement panaché brillant, strie noire. Le minerai de cuivre le plus important.
Bornite, Cu5FeS4. Le nom est donné en l'honneur du minéralogiste autrichien Joachim von Born (1742 - 1791). Synonymes : minerai de cuivre marbré, minerai de paon. On le trouve toujours en masses solides et sous forme de grains intercalés. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, ternissement bleu. Lorsqu'on le gratte avec un couteau en acier, la véritable couleur rouge cuivré du minéral est révélée. Minerai de cuivre précieux. Gisements : Butte (Montana, USA), Morococha (Pérou), Braden (Chili), Neldy (Kazakhstan).
Galène, PbS. Nom de lat. "galène" - minerai de plomb. Synonyme : éclat de plomb. Les cristaux sont de forme cubique. Caractéristiques : fort éclat métallique, clivage cube parfait, couleur gris plomb, douceur. Le minerai de plomb le plus important. Gisements : Turlanskoye (Turkménistan), Sadonskoye (Caucase du Nord, Russie), Dalnegorsk (Extrême-Orient, Russie), Leadville (Colorado, USA), Broken Hill (Australie), Mississippi River Valley dans le Missouri (USA). La présence de galène dans les minerais de fer, comme c'est le cas dans l'Altaï, est inacceptable et déprécie complètement la valeur du minerai. Le plomb est facilement réduit dans un haut fourneau et pénètre dans les joints de la maçonnerie de la bride et du foyer, ce qui entraîne un flottement des briques, une destruction rapide de la maçonnerie et de graves accidents associés aux bris de foyer et à l'écoulement de la fonte du haut fourneau à travers ses murs de fondation et de foyer.
Sphalérite, ZnS. Nom du grec. "sphaleros" est trompeur (la sphalérite est souvent confondue avec d'autres minéraux). Synonyme : mélange de zinc.
Variétés : marmatite noire et christophite, prshibramite brune, cléiophane claire. Le ZnS hexagonal est appelé wurtzite. Hydrothermique. Caractéristique : éclat métallique, aspect tétraédrique des cristaux, qui diffère de la wolframite (MnFeWО4), de couleur similaire. Le minerai de zinc le plus important. Gisements : Pribram (République tchèque), Santader (Espagne), Joplin (Missouri, USA). La présence de sphalérite dans les minerais de fer est inacceptable. Dans un haut fourneau, les vapeurs de zinc et de zincite se condensent dans les joints de la maçonnerie du puits, ce qui entraîne un gonflement, une rupture de l'enveloppe étanche du four et des accidents graves.
Molybdénite, MoS2. Nom du grec. "molybdos" - plomb (la présence de plomb dans le minéral était supposée ; le molybdène a été découvert plus tard et nommé d'après le nom du minéral). Synonyme : éclat de molybdène. Caractéristique : clivage parfait dans les agrégats feuillus et écailleux, fort éclat métallique, faible dureté (grattable avec l'ongle), écriture sur papier. Plus léger que le graphite. Hydrothermique. Le minerai le plus important de Mo. Gisements : Tyrnyauz (Caucase du Nord, Russie), Climax (Colorado, USA).
Cinabre, HgS. Le nom vient du « sang de dragon » indien (associé à la couleur rouge intense du minéral). Synonyme : cinabarite. Dans des masses cryptocristallines appelées « minerai de foie », et sous forme de pâtes à tartiner et d'enrobés. Hydrothermique. Se distingue facilement par sa couleur et sa haute densité. Le minerai le plus important pour le mercure. Gisements : Nikitovka (Donbass, Ukraine), Almaden (Espagne), Idria (Yougoslavie), New Idria et New Almaden (Californie, USA).
Antimonite, Sb2S3. Nom de lat. "antimoine" - antimoine.
Synonymes - éclat d'antimoine, stibine. Habituellement sous la forme de cristaux prismatiques en forme d’aiguille avec une ombre verticale avec un éclat métallique brillant. Décolleté parfait. Hydrothermique. Le minerai le plus important pour l'antimoine, les gisements : o. Shikoku (Japon), Razdolninskoye (Territoire de Krasnoïarsk, Russie).
Composés halogénures
La croûte terrestre contient environ 0,5 % (en masse) de composés halogènes, d'origine hydrothermale ou sédimentaire. La fluorine se trouve souvent dans les veines de pegmatite. D'un point de vue chimique, ces minéraux sont des sels d'acides : HF, HI, HBr, HCI. Caractéristiques : éclat vitreux, faible densité, solubilité dans l'eau. Les composés halogénures ont des réseaux ioniques.
La métallurgie utilise de grandes quantités de fluorine pour liquéfier les scories. Les composés halogénures sont largement utilisés en chimie, en agriculture (engrais) et dans l'industrie alimentaire.
Fluorine, CaF. Nom de l'italien. "fluor" - fuite (les additifs de fluorine liquéfient les scories métallurgiques). Synonyme : spath fluor. Hydrothermale ou magmatique (dans les veines de pegmatite). Il se présente sous forme de cristaux cubiques et octaédriques, ou de masses granulaires solides. Incolore ou coloré en vert, violet. La fluorescence est caractéristique, c'est-à-dire brillent aux rayons X. Clivage parfait le long de l'octaèdre.
Halite, NaCl. Nom du grec. "halos" - mer (c'est-à-dire la production de sel par évaporation d'eau de mer contenant 35 g de sels dans 1 litre, dont 78 % NaCI, 11 % MgCl2, le reste MgSO4, CaSO4, etc.). Synonyme : sel gemme. Caractérisé par une solubilité dans l’eau et un clivage cubique très parfait. Souvent sous forme de cristaux cubiques ou de masses solides. Il est généralement transparent et incolore, mais les impuretés colorent le gris halite, le jaune, le rouge et le noir. Il est utilisé comme minerai de sodium, ainsi que pour la préparation d'électrolytes dans l'industrie alimentaire. Gisements : Suez (Égypte), Wieliczka (Pologne), Pendjab (Inde), Slavyanovskoye (Donbass), Solikamskoye (Oural).
Silvin, KCI. Nommé d'après le médecin néerlandais Sylvia de la Bache. Sédimentaire. Habituellement sous forme de masses granulaires solides, moins souvent sous forme de cubes. Incolore, blanc laiteux, rose et rouge. La paragenèse avec halite est typique. Les solutions aqueuses ont un goût amer. Il est utilisé en agriculture comme engrais potassique, ainsi que dans l'industrie chimique. Gisements : Solikamsk (Oural), Stasfurt (Allemagne), Nouveau-Mexique (USA).
Carnallite, MgCl2. KCl. 6H2O. Nommé d'après l'ingénieur allemand von Carnall. Généralement sous forme d'agrégats solides ou granulaires. Goût amer. Il se propage progressivement en absorbant l'eau de l'atmosphère. Elle diffère de la halite rouge similaire en ce sens qu'elle grince lorsqu'elle est percée avec un objet en acier. Caractéristiques : couleur rouge, reflet gras, goût amer, absence de décolleté. Utilisé pour la production de magnésium, comme engrais potassique. Gisements : Solikamskoe (Oural), Starobinskoe (Biélorussie), Prikarpatskoe (Ukraine).
Oxydes
Les caractéristiques générales du groupe sont données dans le tableau. 4.1. La croûte terrestre contient jusqu'à 17 % (en masse) d'oxydes. Les plus courants sont le quartz (12,6 %), les oxydes et hydroxydes de fer (3,9 %), les oxydes et hydroxydes d'AI, Mn, Ti, Cr. Rappelons ici que l'essentiel des minerais de fer et de manganèse sont d'origine sédimentaire. Les minéraux du groupe des oxydes constituent la base du minerai de la métallurgie ferreuse. Les minéraux les plus importants des minerais de fer et de manganèse : hématite (Fe2O3), magnétite (Fe3O4), pierre de fer brune (Fe2O3. H2O), pyrolusite (MnO2), braunite (Mn2O3), hausmannite (Mn3O4), psilomélane (MnO2. MnO. n H2O), manganite (MnO2. Mn(OH)2.
Les réseaux cristallins d'oxydes sont caractérisés par des liaisons ioniques. Les oxydes de Fe, Mn, Cr, Ti ont un éclat semi-métallique et une couleur foncée. Ces minéraux sont opaques. Une propriété caractéristique de la magnétite (Fe3O4) et de l'ilménite (FeO. TiO2) est leur magnétisme.
Magnétite, Fe3O4. Nommé d'après un gisement minéral de la province de Magnésie (Grèce). Synonyme : minerai de fer magnétique. Minerai de fer important. La magnétite sous sa forme pure (sans stériles) contient jusqu'à 72,4 % de Fe. Le réseau de magnétite contient du fer di- et trivalent : FeO. Fe2O3. En raison de l'isomorphisme, les positions Fe2* et Fe3* peuvent être occupées par des cations de valence correspondante et de taille similaire. Cela donne une vaste gamme de minéraux à base de magnétite : magnétite calcique (Ca ; Fe)O. Fe2O3, magnétite (Mg, Fe)0. Fe2O3, magnésioferrite MgO. Fe2O3. Chromomagnétite FeO. (Fe, Cr)2O3, magnétite d'aluminium FeO. (Fe, A1)2O3. Les titanomagnétites peuvent contenir du Ti dans le réseau cristallin de la magnétite (TiO. Fe2O3 - ulvöspinel) ou dans la composition de l'ilménite (FeO. TiO2), avec laquelle la magnétite a co-cristallisé. Il est clair que la séparation mécanique du Ti et du Fe n'est possible que dans l'ilménite.
Dans la zone d'oxydation, la magnétite se transforme progressivement en hématite sous l'influence de l'oxygène atmosphérique. Les produits d'oxydation de la magnétite dans la nature sont appelés semi-martites et martites.
Bien qu'en technologie le monoxyde de fer (FeO, wüstite) soit produit dans le processus de haut fourneau en millions de tonnes, il est extrêmement rare dans la nature (FeO, iocyte). Ainsi, seuls les oxydes de fer supérieurs sont présents dans la zone d'oxydation : magnétite (Fe3O4), hématite (Fe2O3) et hydroxydes (Fe2O3 nH2O).
Le plus souvent, la magnétite forme des masses granulaires solides de couleur noire. Parfois, il se présente sous la forme de cristaux octaédriques réguliers. Elle diffère de la chromite similaire par sa strie noire et son fort magnétisme.
Tableau 4.1 - Oxydes
| Nom scientifique du minéral | Autres noms | Formule chimique | Krist. treillis | Briller | Couleur | Dureté de Mohs |
| Magnétite | Magnétique | Fe3O4 | cube | À moitié rencontré. | Noir | 5,5-6 |
| Hématite | Minerai de fer rouge | Fe2O3 | Trigone. | À moitié rencontré. | Noir, acier, rouge | 5,5-6 |
| Goethite | Minerai de fer brun | Fe2O2. H2O | Rhombe. | Alm., semi-métal. | Marron foncé | 4,5-5,5 |
| Chromite | Minerai de fer chrome | FeO. Cr2O3 | cube | Métal. | Noir | 5,5-7,5 |
| Ilménite | Minerai de fer titane | FeO. TiO; | Trigonométrie. | Semi-métal. | Acier noir | 5-6 |
| Pyrolusite | - | MnO2; | Tétrag. | Semi-métal. | Noir | 5-6 |
| Brownite | - | Mn2O3 | Semi-métal. | Noir | 6 | |
| Corindon | - | Al2O3 | Trigonométrie. | Verre | Bleuâtre, jaune-gris | 9 |
| Quartz | - | SiO2 | Trigonométrie. | Verre | Incolore | 7 |
Hématite, a- Fe2O3. Le nom est associé à la couleur rouge du minéral et à ses caractéristiques (« hematikos » - grec - sanglant). Synonyme : minerai de fer rouge. Dans la nature et la technologie, il existe également une variété tétragonale de cet oxyde - la maghémite (oxymagnétite), g-Fe2O3.
Il se présente sous forme de masses cryptocristallines denses et continues ou sous forme de minerai rubané, dans lequel le minerai est situé parmi des bandes de gangue de quartz. Les cristaux ont un aspect lamellaire et rhomboédrique. Couleur rouge cerise, noir fer, gris acier. La strie est rouge cerise. Les variétés frittées avec une surface rouge lisse sont appelées tête de verre rouge. Une variété cristalline grossière de couleur acier foncé - lustre de fer (spécularite). Sous l'influence de la pression rocheuse, des variétés d'hématite feuillues et écailleuses apparaissent - mica de fer, crème sure de fer. La majeure partie du minerai d'hématite extrait est du minerai sédimentaire précambrien. Comme déjà indiqué, les minerais d'hématite et de martite représentent actuellement jusqu'à 90 % de la production mondiale de fonte. Sous sa forme pure, il contient jusqu'à 70 % de Fe. Le plus grand gisement est celui de Krivoï Rog, en Ukraine.
Goethite, Fe3O4. H2O. Nommé d'après le poète allemand Goethe, il existe un certain nombre de pierres de fer brunes qui diffèrent les unes des autres par la quantité d'eau d'hydratation : l'hydrohématite Fe2O3.
Dans cette série, seule la goethite possède son propre diagramme de rayons X fixe. L'hydrogoethite, la limonite, la xanthosidérite et la limnite sont des solutions solides d'eau dans la goethite ; l'hydrohématite est une solution solide d'eau dans l'hématite. La turyite est un mélange mécanique d'hydrohématite et de goethite. La véritable formule du minerai de fer brun peut être déterminée en calcinant son échantillon jusqu'à obtenir une masse constante. On note également la variété frittée de minerai de fer brun - tête de verre brun, ainsi que le mica lépidocrocite transparent (FeO. OH). L'écrasante masse de minerai de fer brun d'origine sédimentaire a une structure oolithique. Minerai de fer important. Sous sa forme pure, il contient jusqu'à 66,1 % de Fe.
Chromite, (FeO Cr2O3). Synonyme : minerai de fer chromé. Igné. Variétés : chromite d'aluminium (FeO. (Cr, Al)2O3, magnochromite (Fe., Mg)0. Cr2O3, chromopicotite (Fe, Mg)0. (Cr, Al)2O3. Associé à une bobine lumineuse Mg6 (OH)3 la chromite produit des structures qui ressemblent à l'aile d'un tétras du noisetier ("chromite - tétras du noisetier") On la trouve généralement sous la forme d'agrégats granulaires continus ou de grains disséminés individuels. Elle diffère de la magnétite similaire par sa caractéristique brune et son manque de magnétisme. Le minerai le plus important pour le chrome est : Kempirsay (région d'Aktobe, Saranovskoe (Oural du Nord), Zimbabwe (Afrique).
Ilménite (FeO. TiO2). Le nom vient des montagnes Ilmen (sud de l'Oural). Synonyme : minerai de fer de titane, picroilménite (Mg, Fe)O. TiO2. La forme des cristaux est tabulaire épaisse et rhomboédrique. Elle diffère de l’hématite foncée similaire par son faible magnétisme et sa caractéristique noir brunâtre. Ignés : Eksrsund (Norvège), Iron Mountain (Wyoming, USA), Akkard Lake (Québec, Canada).
Pyrolusite (MnO3). Nom du grec. "pyro" - feu et "luzis" - détruit (les additifs pyrolusites détruisent les couleurs colorées du verre). La pyrolusite bien taillée est appelée polyanite. Sédimentaire. Caractéristiques : doux, oolithique, terreux, noir, tache les mains. Le minerai de manganèse le plus important, largement utilisé dans la fusion du fer et de l'acier, les ferroalliages. Gisements : Nikopolskoye (Ukraine), Chiaturskoye (Géorgie).
Brownite (Mn2O3). Nom en l'honneur du chimiste allemand K. Braun. Les variétés contiennent jusqu'à 8 % de SiO2 sous forme d'impureté mécanique finement dispersée et jusqu'à 10 % de Fe, qui est inclus dans le réseau cristallin du minéral (Mn, Fe)2O3. On l'observe le plus souvent sous forme d'agrégats granulaires collés. Décolleté notable. Elle diffère de la pyrolusite similaire par sa couleur brunâtre et sa dureté accrue.
Corindon (A12O3). Le nom est d'origine indienne. Habituellement sous forme de cristaux pyramidaux en forme de tonneau, en forme de colonne, de couleur bleuâtre, jaune-gris et rougeâtre. Les cristaux transparents de corindon sont colorés de différentes couleurs et constituent ses variétés précieuses : leucosaphir (incolore), rubis (rouge), saphir (bleu), topaze orientale (jaune), émeraude orientale (verte) et améthyste orientale (violette). Toutes les variétés de corindon répertoriées ont une dureté de 9, juste derrière le diamant. À cet égard, la topaze orientale, l'améthyste et l'émeraude sont plus valorisées que la topaze ordinaire (tv. 8), l'améthyste (tv. 7) et l'émeraude (tv. 7,5 - 8). Facilement identifiable par sa couleur, sa forme cristalline et sa dureté élevée. Il est largement utilisé dans l’industrie des abrasifs, où les meules et les poudres abrasives sont fabriquées à partir de poudre de corindon.
Les hydroxydes d'aluminium, la gibbsite Al(OH)3, l'hydragillite Al(OH)3, la boehmite (AlO OH) et les diaspores (AlO. OH) constituent la base de la bauxite - une matière première précieuse utilisée pour la fusion de l'aluminium - ou dans la production de réfractaires. La bauxite, de couleur rouge brique ou rouge-brun, se distingue du minerai de fer brun similaire par sa ligne rouge, et des argiles rouges par le fait qu'elle ne forme pas de masse plastique avec l'eau. Gisements de bauxite : Krasnaya Shapochka, Severouralsk, Ivdelsk, Alapaevka (tous dans l'Oural),
Quartz (SiO2). Nom de celui-ci. "kuerertz" - minerai transversal (c'est-à-dire veines de quartz, généralement situées le long de fissures dans la direction des couches rocheuses). Les cristaux de quartz ont l'apparence de prismes pseudohexagonaux et de bipyramides avec un ombrage transversal caractéristique des faces du prisme. La croûte terrestre contient jusqu'à 13 % (en masse) de quartz, qui est le minéral le plus répandu sur terre. L'origine est magmatique et hydrothermale. Facilement reconnaissable à la forme des cristaux, à la fracture conchoïdale et à l'absence de clivage, à la dureté élevée.
Variétés de quartz : transparent incolore - cristal de roche, transparent : jaune - citrine, violet - améthyste, fumé - rauchtopaze (quartz fumé). Noir opaque - morion.
La variété opaque cryptocristalline (SiO2) avec une surface mate et un éclat cireux est appelée calcédoine. Généralement blanc, fritté, amorphe, dureté 7, opaque, sans clivage. Variétés, cornaline (rouge), sarder (marron), saphirine (bleu laiteux), plasma et chrysoprase (vert), héliotrope (vert avec des taches rouges). La calcédoine a généralement une structure zonale ; cependant, la porosité des zones est différente. Lorsque des solutions aqueuses naturelles ou techniques traversent les pores, ces zones se tachent. C'est ainsi que l'on obtient l'agate, c'est-à-dire calcédoine colorée par zone.
L'hydrogel de quartz amorphe solide (SiO2.H2O) est appelé opale. Ses variétés transparentes sont précieuses. L'opale est reconnue par sa fracture semblable à celle de l'émail et sa grande dureté.
Des variétés précieuses de quartz, de calcédoine, d'agate et d'opale sont largement utilisées en joaillerie. Le quartz est également utilisé dans l'industrie : en optique, pour la fabrication de plaques de piézoquartz pour micros, en mécanique de précision pour la fabrication de paliers de support et de butées, pour la fabrication de verrerie chimique, ainsi que dans la production de produits ignifuges et de verre.
Carbonates, sulfates, tungstates, phosphates
Les caractéristiques générales des groupes sont données dans le tableau. 4.2. Les carbonates, qui représentent environ 1,7 % de la croûte terrestre, sont des minéraux sédimentaires ou hydrothermaux. D'un point de vue chimique, ce sont des sels d'acide carbonique - H2CO3. Les carbonates ont des réseaux cristallins ioniques ; caractérisé par de faibles densités, un éclat vitreux, une couleur claire (sauf pour les carbonates de cuivre), une dureté de 3 à 5, une réaction avec du HCl dilué. Les carbonates sont largement utilisés dans l'industrie sidérurgique comme fondant et comme matière première pour la production de réfractaires et de chaux.
La croûte terrestre contient 0,1 % (en masse) de sulfates, qui sont principalement d'origine chimique sédimentaire et sont des sels de l'acide sulfurique H2SO4. Ce sont généralement des minéraux doux, légers et légers. Extérieurement, ils ressemblent aux carbonates, mais ne réagissent pas avec HCl. Les sulfates sont utilisés dans les industries chimiques et de la construction. Ils constituent une impureté extrêmement nocive dans les minerais de fer, car lors de l'agglomération, il n'est possible d'éliminer pas plus de 60 à 70 % de sulfate de soufre dans la phase gazeuse.
Les phosphates sont d'origine ignée (apatite) et sédimentaire (phosphorite). Les tungstates sont plus courants dans les veines hydrothermales et pegmatites.
Calcite, CaCO3. Nom du grec. "calc" - chaux brûlée.
Synonyme : spath de chaux. Organogène sédimentaire, hydrothermal. Cristaux en forme de rhomboèdres. Clivage parfait le long du rhomboèdre. Bouillonne sous l’influence de HCl dilué à froid. Variétés : transparent, incolore - spath d'Islande, blanc rhombique - aragonite. Les strates de roches sédimentaires sont constituées principalement de calcite : craie, calcaire, marbre. Le tuf calcaire - travertin - est également constitué de calcite.
L’industrie sidérurgique consomme des millions de tonnes de calcaire comme fondant. De plus, le calcaire est transformé en chaux dans l'industrie de la construction. Le longeron d'Islande est utilisé en optique pour fabriquer des polariseurs.
Magnésite, MgCO3. Nommé d'après la province grecque de Magnésie. Synonyme : longeron de magnésium. La forme des cristaux est rhomboédrique avec un clivage parfait le long du rhomboèdre. Dans la plupart des cas, elle se présente sous forme d'agrégats granulaires blancs comme neige à fracture conchoïdale (magnésite « amorphe ») et en grains gris allongés. Hydrothermique. Une matière première importante pour la production de briques réfractaires et de poudres de ravitaillement. L'utilisation de calcaire dolomitisé améliore la qualité du fritté et des pellets et réduit la viscosité du laitier de haut fourneau. Gisements : Satkinskoye (Russie), Veitch (Autriche), Liao Tong et Shen-Kin (Nord-Est de la Chine), Québec (Canada).
Malachite, CuCO3 × Cu(OH)2. Nom du grec. "malakhe" - malva (c'est-à-dire la couleur verte des feuilles de la mauve). Azurite, 2CuCO3 × Cu(OH)2. Le nom vient du persan « lazvard » – bleu. Fritté, terreux, en forme de coquille concentrique. Bouillonne sous l’influence de HCl dilué. Utilisé comme pierres ornementales décoratives, minerais pour le cuivre.
Sidérite, FeCO3. Nom du grec. un mot pour le fer. Synonyme : longeron de fer. Généralement en masses granuleuses blanc jaunâtre et brunâtres. Réagit avec le HC1 froid dont une goutte devient verte. Hydrothermique. La sidérite contient jusqu'à 48,3 % de Fe et est utilisée comme minerai de fer. Lieu de naissance:
Bakalskoye (Oural du Sud), Kerchenskoye (Ukraine).
Rhodochrosite, MnCO3. Nom du grec. "Rodon" - rose et "khros" - couleur. Synonyme : spath de manganèse. Généralement sous forme d'agrégats granulaires de couleur rose, pourpre, avec une strie blanche. Réagit avec le HCl froid. Hydrothermique. Utilisé comme minerai de manganèse. Gisements : Chiaturskoe (Géorgie), Polunochnoe (Oural du Nord), Obrochishche (Varna, Bulgarie).
Gypse, CaSO4 × 2H2O. Nom du grec. un terme désignant le gypse et le plâtre cuits. Variétés : gypse fibreux - sélénite ; lamellaire, transparent - « verre Maryino » ; variété massive dense à grain fin - albâtre. L'albâtre technique (CaSO4 × 0,5H2O) est produit par cuisson de gypse. Les cristaux tabulaires avec un clivage parfait, des jumeaux entrecroisés et d'autres ressemblant à des roses sont caractéristiques. Il diffère d'un anhydride similaire par une dureté inférieure. De la calcite - absence de réaction avec HC1. Il est utilisé dans la construction, la chimie et la médecine, ainsi que pour la fabrication de sculptures et d'objets d'art. Gisements : sur le versant ouest de l'Oural, Artemovskoye (Donbass) et dans de nombreuses autres régions.
Barytine, BaSO4. Nom du grec. "baros" - lourdeur. Synonyme de longeron lourd. Il se présente sous forme de cristaux tabulaires blancs et gris au clivage parfait, et le plus souvent sous forme d'agrégats granulaires. Se distingue facilement des carbonates par sa haute densité et son absence de réaction avec HC1 ; d'autres sulfates et de silicates - par densité. Il est utilisé dans l'industrie pétrolière pour cimenter les roches meubles dans les parois des puits, en chimie, mais aussi pour la fabrication de « plâtre baryté » qui absorbe les rayons X dans les laboratoires et les hôpitaux. Impureté nocive dans les minerais de fer. Dépôts : en Géorgie, Turkménistan, Centre. Kazakhstan et Oural du Sud.
Wolframite, (Mn, Fe) WO4. Nom de celui-ci. « mousse de loup » (le mélange de ce minéral avec des minerais d'étain produit des scories de couleur poil de loup lors de sa fusion). Synonyme : Loup. Généralement sous forme de cristaux tabulaires et prismatiques épais avec des nuances sur les bords ou sous forme d'agrégats granulaires. Caractérisé par une couleur noir brunâtre, des stries brunes et une densité élevée. Le minerai le plus important pour le tungstène. Il est utilisé en métallurgie pour la production d'alliages durs et d'outils à grande vitesse, ainsi que dans l'industrie électrique pour la fabrication de filaments incandescents dans les lampes électriques et les tubes à rayons X. Gisements : Yunan (Chine), sur la péninsule malaise et en Birmanie, Cornouailles (Angleterre), Beira Bakes (Portugal), Tana (Bolivie), Boulder (Colorado, USA).
Scheelite, CaWO4. Nommé d'après le chimiste suédois Scheele (1742 -1786). On le trouve dans des cristaux bipyramidaux pseudo-octaédriques, ainsi que sous forme d'inclusions jaunâtres de forme irrégulière avec un éclat de diamant et un clivage évident. Le deuxième minerai de tungstène le plus important. Dépôts : mercredi. Asie, Saxe, Zinnwald (République tchèque), Piémont (Italie), Andalousie (Espagne), Huancaya (Pérou), États de Californie, Arizona, Nevada, Connecticut (USA).
Apatite. Nom du grec. "apatao" - trompeur (ressemble au précieux béryl (émeraude) et à la tourmaline, ce qui rendait le diagnostic difficile). La fluorapatite la plus courante est Ca53F ou 3 × CaF2, mais on trouve également de la chlorapatite - Ca53Cl ou 3 × CaCl2. Il se présente sous la forme de prismes hexagonaux et d'aiguilles vert pâle, vert émeraude et bleu. La fracture est inégale et conchoïdale. Il est également largement distribué sous forme de masses blanches granuleuses et denses. Elle diffère des précieuses émeraude et aigue-marine par une dureté moindre (l'apatite ne raye pas le verre).
Avec la vivanite Fe32 × 8H2O (« terre bleue »), l'apatite est généralement le principal transporteur de phosphore dans les minerais de fer ; la présence de ces minéraux dans le minerai de fer complique le traitement métallurgique et déprécie la valeur du minerai, car le phosphore rend l'acier cassant à froid.
La classification des minéraux par composition chimique est basée sur la composition chimique et la structure cristalline.
Étant donné que chaque minéral est un composé chimique spécifique doté d’une structure caractéristique, la classification moderne des minéraux est basée sur la composition chimique et la structure cristalline. Il existe dix classes de minéraux : silicates, carbonates, oxydes, hydroxydes, sulfures, sulfates, halogénures, phosphates, tungstates.
et les molybdates, éléments natifs.
Les relations entre les quantités d'espèces minérales par classe et leur teneur dans la croûte terrestre sont données dans le tableau -1. Comme le montre ce tableau, les plus courants sont les silicates et les aluminosilicates, ainsi que les oxydes et les carbonates, qui constituent près de 94 % de la croûte terrestre, ce qui correspond à la présence générale d'éléments chimiques dans la nature (voir tableau 2. La systématique de tous les éléments chimiques de la croûte terrestre selon leur rôle quantitatif dans la composition des minéraux a été réalisée par A.S. Povarennykh (voir tableau-3).
Pour les minéraux silicatés les plus courants dans la nature, la classification selon les caractéristiques structurelles est largement utilisée : île - olives, grenat, sillimanite, mélinite ; anneau - béryl; les pyroxènes à chaîne ; amphiboles en ruban, hornblende; micas en feuille, chlorites, feldspaths à charpente, feldspathoïdes. Les caractéristiques des principaux minéraux rocheux sont données ci-dessous.
Tableau 1. Répartition des espèces minérales entre les différentes classes de minéraux et leur contenu dans la croûte terrestre
Silicates. La classe de minéraux la plus nombreuse et la plus répandue. Les silicates ont une composition chimique complexe
et remplacement isomorphe de certains éléments et complexes d'éléments par d'autres. Le point commun à tous les silicates est la présence dans le groupe anionique
tétraèdres silicium-oxygène 4- dans diverses combinaisons. Le nombre total de types minéraux de silicates est d'environ 800. En termes de prévalence, les silicates représentent plus de 75 % de tous les minéraux de la lithosphère.
Les silicates sont les minéraux rocheux les plus importants, qui constituent la majeure partie des roches (feldspaths, mica, hornblende, pyroxènes, olivine, chlorite, minéraux argileux). Les minéraux les plus courants dans la nature sont le groupe de minéraux feldspath.
2. Carbonates. Les carbonates sont des sels d'acide carbonique. Il s’agit d’un vaste groupe de minéraux dont beaucoup sont répandus. Ils sont plus répandus à la surface de la Terre et dans la partie supérieure de la croûte terrestre. Les carbonates se trouvent principalement dans les roches sédimentaires et métamorphiques (marbre). La plupart des carbonates sont anhydres et sont des composés simples, principalement Ca, Mg et Fe avec un anion complexe 2-. Les représentants typiques de la classe des carbonates sont la calcite, la dolomite, la malachite, la sidérite et la magnésite.
3-4.Oxydes et hydroxydes. Les oxydes sont des composés d'éléments avec l'oxygène ; les hydroxydes contiennent également de l'eau. Dans la croûte terrestre, la part des oxydes et des hydroxydes représente environ 17 %. Les minéraux les plus courants de cette classe sont les oxydes de Si, Al, Fe, Mn, Ti, tandis que le minéral quartz SiO2 est le minéral le plus répandu sur terre (environ 12 %). Dans les structures cristallines des minéraux de la classe des oxydes, les cations métalliques sont entourés d'anions oxygène O2- (dans les oxydes) ou d'hydroxyle [OH] 1- (dans les hydroxydes). Représentants caractéristiques : oxydes de quartz, corindon, magnétite, hématite ; limonite, bauxite – hydroxydes.
Tableau 2. Abondance moyenne des dix premiers éléments chimiques de la croûte terrestre, % en masse et leur productivité minérale.
Tableau 3. Composition moyenne de la Terre et de la croûte terrestre, % en masse (d'après A.A. Beus, 1972)
5. Sulfures. Il existe plus de 200 types de soufre et de minéraux similaires, mais leur teneur totale dans la croûte terrestre n’est pas élevée, environ 1 %. D'un point de vue chimique, ce sont des dérivés du sulfure d'hydrogène H2S. L'origine des sulfures est principalement hydrothermale, ainsi que magmatique, rarement exogène. Les minéraux de la classe des sulfures se forment, en règle générale, à une profondeur inférieure à la limite de pénétration de l'oxygène atmosphérique dans la croûte terrestre.
Une fois dans la région proche de la surface, les sulfures sont détruits ; de plus, lorsqu'ils réagissent avec l'eau et l'oxygène, ils forment de l'acide sulfurique, qui a un effet agressif sur les roches. Ainsi, les sulfures constituent une impureté nocive dans les matériaux de construction naturels. Les sulfures de fer les plus courants sont la pyrite et la chalcopyrite ; d'autres représentants
-galène, sphalérite, cinabre.
6.Sulfates. Les sulfates sont des sels d'acide sulfurique. Beaucoup d’entre eux sont solubles dans l’eau, car ce sont des sédiments de masses d’eau salées de mer ou de lac. Certains sulfates sont des produits de la zone d'oxydation ; Les sulfates sont également connus comme produits de l’activité volcanique. Les sulfates représentent 0,5 % de la masse de la croûte terrestre. Il existe des sulfates anhydres et aqueux, contenant, en plus du complexe anionique 2- commun à tous, également des anions supplémentaires (OH) 1- Représentants : barytine, anhydrite - anhydre, gypse, mirabilite - aqueux.
7. Halogénures. Cette classe comprend le fluorure, le chlorure et de très rares composés bromures et iodures. Les composés fluorés, pour la plupart, sont associés à l'activité magmatique ; ils sont des sublimations de volcans ou des produits de processus hydrothermaux, et ont parfois une origine sédimentaire. Les composés chlorés de Na, K et Mg sont principalement des sédiments chimiques des mers et des lacs et les principaux minéraux des gisements de sel. Les halogénures représentent environ 0,5 % de la masse de la croûte terrestre. Représentants typiques : fluorite (spath fluor), halite (sel gemme), sylvite, carnallite.
8. Phosphates. Les minéraux de cette classe sont des sels d’acide phosphorique ; la structure cristalline de ces minéraux est caractérisée par la présence de complexes anioniques [PO4]3-. Ce sont principalement des minéraux rares ; Le minéral d'origine ignée le plus répandu est l'apatite et les phosphorites biogènes sédimentaires ayant la même composition chimique.
9. Tungstates et molybdates. Cette classe contient un petit nombre d'espèces minérales ; la composition des minéraux correspond aux sels
33 acides tungstiques et molybdiques. Les principaux représentants sont la wolframite et la scheelite.
10. Éléments natifs. Environ 40 éléments chimiques sont connus dans la nature à l’état natif, mais la plupart d’entre eux sont très rares ; En général, les éléments natifs représentent environ 0,1 % de la masse de la croûte terrestre. Les métaux trouvés à l’état natif sont Au, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg ; semi-métaux – As, Sb, Bi et non-métaux – S, C (diamant et graphite).
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