矿物能源类型与岩石类型的关系
B.(岩石)覆盖在地球上的固体部分叫做岩石。岩石有很多种,我们通常所说的岩石就是它们破碎后的样子。岩石是在各种地质作用下产生的,是由一种或多种矿物有规律地组成的矿物集合体。例如,花岗岩由应时、长石、云母和其他矿物组成。根据成因,岩石可分为三类:岩浆活动形成的岩浆岩;外力作用形成的沉积岩;变质作用形成的变质岩。研究岩石意义重大:(土壤)人类需要各种矿物质,矿物质与岩石关系密切;(2)岩石是研究各种地质构造和地貌的物质基础;(3)岩石是研究地壳历史的基础。
(岩浆岩)也叫“火成岩”。在某些地质构造的影响下,地壳深处或来自地幔的熔融岩浆侵入地壳或升至地表凝结成岩石:在距地表相当深度开始凝结的称为“深成岩”,如橄榄岩、辉石、花岗岩;喷出地表或在地表附近冷凝的称为“喷出岩”,如玄武岩、流纹岩;深成岩和喷出岩之间是“浅岩”,如花岗岩和正长斑岩。
三种常见的岩浆岩:
1.花岗岩是分布最广的深成侵入岩。主要矿物成分为应时、长石和黑云母,颜色较浅,以灰白色和肉红色最常见,呈等粒状和块状结构。花岗岩美观,抗压强度高,是优质的建筑材料。
2.一种橄榄岩侵入岩。主要矿物成分为橄榄石和辉石,深绿色或绿黑色,比重较大,粒状结构。它是铂铬矿的唯一母岩,镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石也与这类岩石有关。
3.玄武岩是分布最广的喷出岩之一。矿物成分主要为斜长石和辉石,黑色或灰黑色,具孔隙结构和杏仁状结构。玄武岩本身可以作为铸石的优良耐磨原料。
(沉积岩)也叫“水岩”。它是常温常压下岩石风化的破坏产物,或者是生物作用和火山作用的产物。经过长时间的日晒、雨淋、风吹、浪打,会逐渐碎成碎石或泥土。在风、流水、冰川、海浪等外力的作用下,这些破碎的物质被搬运到湖泊、海洋等低洼地区堆积或沉积,形成沉积物。随着时间的推移,沉积物越来越厚,压力越来越大,于是缝隙逐渐缩小,水逐渐排出,随着可溶性物质的胶结,沉积物慢慢固结成岩石,这就是沉积岩。沉积岩分布广泛,占陆地面积的75%,是构成地壳表层的主要岩石。
四种常见的沉积岩:
1.砾岩是由粒径大于2 mm的卵石、砾石等岩石矿物胶结而成的一种岩石,多为厚块状,无明显层理,砾石排列有一定的规律性。
2.直径为0.1 ~ 2mm的砂岩颗粒胶结在岩石中。分布广泛,主要成分为应时和长石,颜色常为白色、灰色、微红和黄色。
3.页岩是由各种粘土压实和胶结而成的岩石。是沉积岩分布最广的一种岩石,层理明显,可劈成薄片,颜色多样,如黑、红、灰、黄等。
4.石灰岩,俗称“青石”,是一种生成于海、湖盆中的灰色或灰白色沉积岩。主要由方解石颗粒组成,会与稀盐酸反应,释放出气泡。石灰岩颜色多为白色、灰色、黑灰色,呈致密块状。
变质岩:地壳中的火成岩或沉积岩,由于地壳运动和岩浆活动引起的物理化学条件的变化,其成分、结构和构造发生了一系列变化。这种促进岩石变化的作用叫做变质作用。变质作用形成的新岩石称为变质岩,如应时砂岩的石英岩变质,页岩的板岩变质,石灰岩和白云岩的大理岩变质。变质岩通常具有片状结构。
三种常见的变质岩:
1.大理石是由石灰石或白云石重结晶变质而成。颗粒比:石灰岩较粗,矿物成分主要为方解石,遇酸反应剧烈,一般呈白色。如果含有不同的杂质,就会有各种颜色。大理石不硬,容易雕刻,抛光后非常漂亮。它经常被用作工艺装饰和建筑石材。
2.板岩是由页岩和粘土变质而成的。颗粒极其细小,矿物成分只有在显微镜下才能看到。敲击时发出清脆的声音,有明显的板状结构。板面稍有光泽,有灰色、黑色、灰绿色、紫色、红色等多种颜色,可用作屋面瓦和书写板。
3.片麻岩大多是由岩浆岩变质而成的。颗粒较粗,主要矿物成分为应时、长石、黑云母和角闪石。矿物颗粒黑白相间,呈连续条状排列,形成片麻岩结构。岩性坚固,但易风化破碎。
c、(矿物)是地壳内外各种岩石和矿石的一部分,是具有一定化学成分和物理性质的天然均质体。大多数矿物是固体,也有一些是液体(如天然汞和石油)或气体(如CO2、H: S等。).
矿物学家将所有矿物分为有机矿物和无机矿物:前者相对较少,主要是碳氢化合物,如琥珀。后者在地球上大量存在。由于每年都有几十到几百种新矿物被发现,据统计,目前有三四千种。很多种类的矿物质都与我们的日常生活密不可分,比如中小学生几乎每天都会用到铅笔,制作笔芯的石墨就是其中一种矿物质。我们每餐用的盐也是一种天然的石盐矿物质,可以说人类无时无刻不离不开矿物质。
有机矿物的化学成分是碳氢化合物,而无机矿物的化学成分比较复杂。门捷列夫周期表中的100多种化学元素可以形成无机矿物。它可以是一个独立的元素,也可以是多个元素的组合。具有独立元素的矿物很常见,例如Fe(铁)可以形成天然铁矿物,Ag(银)可以形成天然银矿物,Au(金)可以形成天然金矿物。两种以上的元素结合可以形成成千上万种矿物。最简单的元素,如硅和氧,可以形成二氧化硅。由这两种元素组成的矿物可以是应时、史克英和鳞石英。Fe和O可由磁铁矿、赤铁矿和磁铁矿组成,铁矿石和磁铁矿都是炼铁的主要原料。由三种元素组成的矿物较多,如CuFeS 4为玢岩,CuFeS2为黄铜矿,CoAsS为钴铁矿。
(地壳中为什么会有各种各样的矿物质)在自然界中,我们可以看到各种各样的矿物质:有的是硬的,有的是软的;有的色彩鲜艳,有的平淡无奇;形象有很多种。但是,无论有多少种,都无法超越自然界的各种元素。在地壳的长期演化过程中,这些元素不断结合、分解、迁移,最终形成了今天所见的3000多种矿物,它们是地壳的物质基础。
岩石是由一种或多种矿物组成的固体,但不具备矿物的基本特征。岩石和矿物之间的区别就像飞机模型和制造它们的材料之间的区别。就像岩石的元素是矿物一样,飞机模型的元素是轮胎、机翼、发动机和其他部件。岩石的基本特征是所有的岩石都是混合物。
煤、石油、天然气属于可燃有机岩石,而不是矿物。
(矿物是如何形成的)形成矿物的一种方式是通过岩浆的活动。岩浆中有地球上的各种元素。这些元素在岩浆高温熔融的条件下发生了化学变化,形成了多种化合物和一些单质。由于地下不同部位岩浆的化学成分不同,又由于岩浆冷却时温度、压力等条件都在变化,而某种环境只适合某种矿物生成,所以岩浆冷却形成的矿物种类很多。另一种方式是通过水、大气,有时还有生物的作用,使形成的矿物发生化学变化,或者使溶解在水中的元素或化合物相互作用,沉淀积累,产生各种次生矿物。例如,高岭石是由长石和云母遇水风化形成的。
(矿物的外观特征和物理性质)各种矿物都有一定的外观特征和物理性质,可以作为鉴别矿物的依据。
矿物的形状多种多样。有些矿物可以形成整齐的晶体,如食盐是立方体,晶体是六面体,云母是六方片状。有些矿物是不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状,我们经常看到的矿物大多是不规则的块状。
矿物有各种颜色,有些矿物是根据颜色来命名的,如黑云母是黑色,赤铁矿是棕红色,黄铜矿是黄色。有些矿物是无色的,如晶体。
(矿物的解理和断裂)有些矿物被敲击后往往会向某一方向开裂,形成光滑的平面。这种性质叫做卵裂。如方解石受力后向三个方向开裂,形成表面光滑的菱形小块;云母可以按一定方向剥成薄片状的叶子。其他非解理矿物被打后,往往形成各种形状的断口,称为裂隙。例如,应时经常有贝壳状骨折。
(矿物的硬度)矿物的硬度称为硬度。一般用两种不同的矿物来互相描述,比较它们的相对硬度。德国矿物学家弗里德里希·莫斯(Friedrich Moss)在1812中形成了十种常见矿物(从最软到最硬)的等级(见图表:教学参考P98)。
D.(矿产)凡是埋藏在地下或分布在地表(包括地表水体)可供人类开采的天然矿产资源,统称为矿产。根据不同的工业用途,矿物可分为三类:
(1)金属矿物是指通过冶炼从中提取金属元素的矿物。可分为以下几类:1)金属矿物,如铁、锰、铬等,是钢铁的基本原料;2)有色金属矿物,如铜、铅、锌、铝、镁、金和银;3)稀有金属矿物,如锂、铷和铍;4)分散元素矿物,如锗和硒;5)放射性矿物,如铀和镭。
(二)非金属矿产,是指可以从非金属原料中提取或者经过简单加工后直接应用的矿产。可分为以下几类:1)冶金辅助原料矿物,如菱镁矿、耐火粘土、硅石等。;2)特种非金属矿物,如金刚石、水晶、石棉、云母等;3)作为化工原料的非金属矿产,如磷、硫、钠盐、天然碱;4)作为建筑材料的非金属矿物。
(三)煤炭、油页岩、石油、天然气等燃料矿产。
(矿物开采)分布在地表、埋藏浅的,可以露天开采;埋藏很深,需要挖矿,地下开采。中国有开采和利用矿物的悠久历史。早在2000年前,人们就知道用煤作为燃料来冶炼铜和铁。中国也是世界上最早使用石油和天然气的国家,“石油”一词最早见于宋代著名科学家沈括的著作。
(太阳能)是另一种广泛使用的清洁能源。太阳是光的象征。它已经照耀了地球46亿年,带来了光和热。聚焦阳光可以将光能转化为热能。在阳光充足的地方,人们在生产和生活中使用了大量的太阳能炊具、太阳能热水器和烘干机。
(地热)由地球自身提供的能量。当地球开始形成时,它曾经是一个炎热的星球。在漫长的地质时代,地球表面逐渐冷却,但其中仍有大量热能。同时,地球中的放射性元素也在不断变化,这种化学反应也在不断释放热量。由于地幔与地壳之间热传导缓慢,地壳以下温度逐渐升高,越靠近地核温度越高。大部分地区每下降100米,气温将上升2 ~ 3摄氏度。从表面上看,这个数字并不大,但地下的热量是一个非常可观的能源。据估计,地下3公里以内的地热资源相当于3万亿吨煤提供的热量,几乎等于世界煤炭开采量的1000倍。
(不可再生能源)化石燃料和核燃料统称为不可再生能源。它们要积累几个世纪才能形成,不可能在几代人的生命中补充。
【可再生能源】包括木材、水电、潮汐能、风能、地热能、太阳能、水中氢。这种能量可以自己更新,自然补充。水力发电很少污染大气,潮汐能和风能也是无污染能源,潜力巨大。在水电、潮汐能、风能、地热能等天然气能源中,人类最理想的能源是太阳能和氢燃料。它们是取之不尽的清洁能源。只要找到经济有效的应用技术,其优势是其他能源无法比拟的。