Полезные ископаемые Пермского края

Испокон веку человечество имеет дело с камнем: строит из него дома, изготавливает различные предметы (оружие, орудия труда, предметы быта, украшения), выплавляет металлы. Но с глубокой древности люди замечали красоту камня. Едва ли когда-нибудь удастся назвать имя первого собирателя минералов, представить, как выглядела его первая коллекция. Но несомненно одно: интересы и вкусы этого собирателя были бы нам близки. Как и теперь, красивый камень тысячелетия назад заставлял остановиться и взглянуть на него внимательнее

Еще в раннем детстве я очень любила собирать красивые камешки. Я находила их везде: во дворе, на берегу реки Камы. Потом меня стало интересовать, как они называются, почему они такие разные. Я несколько раз была в Кунгурской ледяной пещере, а в прошлом году там открылся музей минералогии. В нем я познакомилась с большой коллекцией камней и минералов всего мира. Я посетила выставки «Магия камня», где увидела большое разнообразие камней и поделок из них. Побывала в Пермском краеведческом музее, пообщалась с коллекционерами, познакомилась с руководителем геологического кружка во Дворце детского (юношеского) творчества. Но больше всего меня заинтересовали камни Пермского края. Мне стало интересно узнать, какие полезные ископаемые есть в нашем крае, есть ли какие-то особенные, уникальные камни, которые встречаются только у нас? Чтобы ответить на эти вопросы, я решила провести исследование, целью которого является получение и систематизация знаний о полезных ископаемых Пермского края, оформление коллекции образцов камней, исследование физических свойств образцов коллекции.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

▪ изучить литературу по минералогии и коллекционированию;

▪ рассмотреть классификацию минералов и минерально-сырьевых ресурсов Пермского края;

▪ рассмотреть основные месторождения полезных ископаемых Пермского края;

▪ собрать и оформить коллекцию минералов и гонных пород Пермского края;

▪ изучить их описание, свойства, происхождение, использование.

Теоретическая часть

Полезные ископаемые

Полезные ископаемые — минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

• Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)

• Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глины и др. ), строительные камни (гранит) и пр.

• Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)

• Камнецветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др. ) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).

• Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)

• Горно-химическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др. )

Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны. Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей и пр. ). Добычей полезных ископаемых занимается Горное дело.

Классификация полезных ископаемых Пермского края.

Представленная классификация описана в энциклопедии «Минерально-сырьевые ресурсы Пермского края».

• Горючие ископаемые (нефть и газ, каменный уголь, торф)

• Черные металлы (железо, марганец, хром)

• Цветные металлы (алюминий, магний, медь, титан)

• Редкие металлы (ванадий, рубидий, стронций)

• Благородные металлы (золото, платина, серебро)

• Ресурсы горно-химического сырья (бром, известняк для химической промышленности, калийные соли, каменная соль, сера)

• Ресурсы горно-технического сырья (огнеупоры – глина, флинтлей, кварц; ресурсы сырья для целлюлозно-бумажной промышленности – известняк, глина; флюсы для металлолитейного производства – карбонатные породы, флюорит; формовочные пески)

• Минерально-строительные ресурсы (гипс и ангидрит; известняк для производства строительной извести; керамзитовые глины; кирпично-черепичный материал – глины, песок; минеральные краски – волконскоит, сурик, охра; облицовочные и стеновые камни, песчано-гравийные смеси; ресурсы стекольного сырья – стекольные пески, маршалиты; строительные камни: цементное сырье)

• Самоцветы и поделочные камни (алмаз, голубой ангедрит, поделочный гипс, уваровит, цитрин и горный хрусталь)

• Ресурсы минерального сырья для сельского хозяйства (агроматериалы – карбонатные породы, гажа, сапрапель; известняк для животноводства)

• Гидро-минеральные ресурсы (пресные подземные воды, питьевые лечебные и лечебно-столовые воды, лечебные грязи, промышленные воды – йодобромные воды, хлорнатриевые рассолы)

Чем отличаются минералы и горные породы?

Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего надо дать определение понятиям «минералы» и «горные породы». В книге Александра Евгеньевича Ферсмана, минеролога, академика Российской академии наук, одного их основоположников геохимии, «Занимательная минералогия» даны следующие определения: «минерал – это природное соединение химических элементов, образовавшееся естественным путем без вмешательства человека. Это своего рода здание, построенное из определенных кирпичиков в различных количествах и по определенным законам природы (кварц, соль, полевой шпат и т. д. ). Эти постройки, накапливаясь, образуют то, что мы называем горной породой (гранит, известняк, базальт, песок и пр. ). Одним словом, горные породы – это скопления минералов, образующее самостоятельное тело в земной коре.

По происхождению горные породы делятся на три группы:

▪ магматические - образовавшиеся в глубоких частях земной коры в результате застывания и кристаллизации магмы (руды железа, хрома, ванадия, никеля, меди, фосфора, алмазов),

▪ осадочные - образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков, ¾ полезных ископаемых залегает в осадочных горных породах (пески, глины, соли, руды железа, марганца, нефть, каменный уголь и пр. )

▪ метаморфические - образуются в толще земной коры в результате изменения минерального состава осадочных или магматических горных пород (руды железа, золота, марганца, меди, урана, свинца, цинка)

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Минералы в природе не встречаются в случайных сочетаниях. Руды, извлекаемые из недр планеты, состоят их минералов, причем для каждого типа горных пород характерен тот или иной набор минералов.

В данной работе, меня интересуют прежде всего те минералы и горные породы, которые представляю материальный интерес для человека, т. е. используются им в различных областях его жизни (промышленности, быту, культуре). Т. е. мы будем вести речь о полезных ископаемых.

Практическая часть

Основные месторождения Пермского края

Наличие полезных ископаемых в очень многом зависит от особенностей строения земной коры той или иной территории.

По особенностям строения земной коры территория Пермского края распадается на две неравные части: большую, западную – Приуралье и меньшую, восточную – Урал. Приуралье – это толщи глин, песчаников, мергелей и песчано-глинистых пород, а предгорья Урала сложены древними известняками, конгломератами, мергелями и сланцами. А Уральские горы образованы еще более древними породами, с которыми связано залегание разнообразных полезных ископаемых.

История Прикамья неразрывно связана с историей освоения минеральных ресурсов края, служившего своеобразным испытательным полигоном, на котором горно-добывающая промышленность России делала свои первые шаги. Следы горнозаводского дела разбросаны по всему Прермскому краю, в том числе в виде поселков и городов. Многие из них (Горнозаводск, Красновишерск, Соликамск, Березники, Губаха, Кизел, Александровск, Чусовой, Промысла, Сараны и др. ) возникли и развивались в основном для добычи и переработки местного минерального сырья.

На карте Пермского края очень хорошо видно распределение основных залежей полезных ископаемых. Самые крупные из них:

▪ Сарановское месторождение - Горнозаводский район, одно из самых крупных в мире месторождение хромитов, в хромитовых рудах впервые был открыт уваровит.

▪ Вишерская группа месторождений – Красновишерский район, уникальное месторождение алмазов (269 минеральных видов, разновидностей и фаз).

▪ Чувальская жила – Красновишерский район, месторождения коренного золота, характеризуется аномально высоким содержанием золота, в том числе в виде кристаллов, что делает его интересным объектом для изучения.

▪ Проявление Вейнберг – Красновишерский район, месторождения редких металлов и золота.

▪ Бисерская группа проявлений - Горнозаводский район, месторождения простого и дымчатого кварца, горного хрусталя редкой красоты (с необычным строением кристаллов), а также пород с высоким содержанием титанистых минералов.

▪ Ольховское месторождение – Красновишерский район, на территории Вишерского заповедника, представлено серией кварцево-хрусталеносных жил, часть из которых содержит цитрин.

▪ Ординская группа месторождений – Ординский район, промышленные месторождения гипса (разнообразные виды), селенитовые жилы, разрабатываемые ОАО «Уральский каменерез».

▪ Верхнекамское месторождение – Соликамский район, уникальное по масштабам соленое месторождение калийных и магниевых руд, современных аналогов нет нигде в мире, основные минералы – галит и сильвин, слагают практически мономинеральные породы; помимо этого месторождение богато и другими минералами (ангидрит и другие разновидности гипса, медь, сера, кальциты)

▪ Мазуевское месторождение – Кишертский район, крупнейшее месторождение в России стронцевых руд, также представлено разновидностями гипса и кальцита.

▪ Медные месторождения – Усольский и Пермский районы, медистые песчаники, до середины XVIII века были единственными в России источниками меди, с их открытием связывают развитие русской цветной металлургии (основание г. Перми, строительство первого медеплавильного завода )

▪ Частинская группа месторождений – Частинский район, уникальное месторождение волконскоита всероссийского и даже мирового значения

▪ Крестовоздвиженская россыпь – Горнозаводский район, месторождения золота, платины и алмазов, представляет собой одну из традиционных российских территорий золотодобычи, которая осуществляется непрерывно на протяжении почти двух столетий.

▪ Верхне-Койвинская россыпь – Горнозаводский район, левобережье р. Медведки, единственная платиновая россыпь промышленного значения.

▪ Месторождение железных (гематитовых) руд – Кутим, Красновишерский район.

▪ Месторождения каменного угля - Кизеловский угольный бассейн, сейчас выработка угля закрыта, считается государственным резервом.

▪ Нефтяные месторождения – Чусовской район, впервые в России здесь была обнаружена промышленная нефть, сейчас продолжается геолого-разведочная работа по открытию новых нефтяных месторождений в нашем крае.

Пермский край не является для минералогов исключительным и щедрым. Недра Пермского края еще мало изучены, но, несмотря на это, многие его объекты являются эталонами проявления различных минералообразующих процессов. Опыт последних десятилетий показывает, что внимательное изучение пермских недр может преподнести еще немало сюрпризов.

Перечень изучаемых природных ископаемых

В ходе своей работы мне удалось собрать и изучить следующие минералы и горные породы:

• Минералы

- горный хрусталь

- цитрин

- уваровит

- хромит

- гипс (разновидности: селенит (поделочный гипс), алебастр, ангидрит, марьино стекло)

- сильвин

- галит

- волконскоит

- сера (самородная)

• Горные породы

- известняк

- мрамор

- серпентин (змеевик)

- мраморный оникс

- песчаник

- каменный уголь

Описание коллекции

Ниже дана краткая характеристика образцов минералов и горных пород, собранных в моей коллекции.

Горный хрусталь. Название произошло от греческого слова, обозначающее «лед». Это прозрачная, чистая кристаллическая разновидность кварца, минерала, самого распространенного на Земле. Прозрачные кристаллы в природе встречаются размером от нескольких сантиметров до нескольких метров. Он хороший проводник тепла и обладает особенными электрическими свойствами, его используют в самых разнообразных приборах, особенно в электротехнике. Древние мастера-ювелиры линзами из хрусталя расплавляли металл, а также использовали их при тонких работах в качестве увеличительных линз.

Цитрин. Это разновидность кварца желтого цвета, название происходит от латинского слова, обозначающего «лимон». В природе встречается довольно редко, относится к полудрагоценным камням. Довольно прочный, но в сравнении с горным хрусталем – менее прозрачный и более мягкий.

Галит. Единственный в природе минерал, который люди употребляют в пищу. Галит в быту называется каменная или поваренная соль. Слово «галит» происходит от греческого слова, обозначающего — морская соль.

Имеет очень различную окраску благодаря примесям соседних пород. Он может быть голубого, фиолетового, розового, желтого и серого оттенков. Галит образует крупные кристаллы, наросшие в пустотах и трещинах горных пород. Имеет соленый вкус и легко растворяется в воде. Месторождения галита – основной источник поваренной соли, которую мы все с вами употребляем в пищу.

Сильвин. Разновидность каменной соли, цвет белый с желтыми, красными, синими, коричневыми оттенками, Соль из горизонтов Древнего Пермского моря по своему составу близка к Мировому океану. От галита (пищевой соли) отличается едким горько-соленым вкусом. Самое широкое применение находит в производстве калийных удобрений в сельском хозяйстве. Наш край занимает второе место в мире по запасам калийных руд. Сильвин является прекрасным лечебным и косметическим средством. В санаторном лечении применяют в качестве облицовки так называемых «солевых комнат».

Хромит. Практически единственный рудный минерал хрома. В природе хромит представляет собой куски породы черного, серо-стального цвета, с гладкой поверхностью, которая образовалась в результате природного механического воздействия (вода, песок) на нее. Благодаря высокой плотности имеет большую массу. Низкосортные руды используются для изготовления огнеупорного кирпича, применяющегося в металлургии (как футеровка печей). В старых уральских деревнях и поселках с древних времен хромиты называли «черным банным камнем» и использовали исключительно в каменках бань. При разработке хромитовых руд в нашем крае добывается уникальный и красивый минерал уваровит.

Алебастр. Горная порода, плотная, очень тонкозернистая разновидность гипса, обычно полупрозрачный или просвечивающий, белый или окрашенный в светлые тона желтого, бурого, розового, оранжевого, серого цвета. Поделочный и облицовочный камень, известный с давних времен.

Марьино стекло. Разновидность гипса, представляет собой прозрачные бесцветные пластинчатые кристаллы гипса. Известен очень давно, в средние века сантиметровыми пластинами накрывали особо почитаемые иконы, в том числе и Богородицы (Марии) - отсюда и название. Имеет синонимы: лед девичий, стекло девичье. Встречается в гротах Кунгурской ледяной пещеры. Кристаллы могут достигать 30 см в длину, и иметь различные оттенки. Сейчас этот материал только сувенир, а в древние времена он заменял собой обычное дорогое стекло в оконных рамах.

Ангидрит. Разновидность гипса, но полностью лишенный воды, если в него добавить воду – то он увеличится в размере почти на треть и превратится в гипс. Может быть белым, голубоватым, сероватым, реже красноватым. Очень распространенный поделочный камень, прочный, но легко поддается резке. В наши дни популярны в продаже резные фигурки из ангидрита. Образец в моей коллекции вырезала сама Природа.

Известняк. Древнейший строительный материал на Руси. Дворцы и храмы из этого камня сохранились с XII века. Благодаря своей однородной и пористой структуре, этот камень обладает неоценимыми в строительстве свойствами. Долговечный, морозостойкий, прочный. Известняк легко обрабатывается, поэтому из него можно выполнять великолепные резные элементы, различные архитектурные элементы, карнизы, колонны, камины, подоконники. В пещерах, при раскопках на плитах известняка находят отпечатки костей древних животных, растений, ракушек (как на моем образце) – в это плане он очень интересен для археологии.

Серпентин («змеевик»). Название происходит от латинского слова, обозначающего «змея». Это связано с его характерной окраской. Она может быть зеленовато-желтой или темно-зеленой с характерными пятнами, которые придают камню сходство со змеиной кожей. В качестве поделочного камня змеевик используется уже более 400 лет. Из него делали столешницы, вазы, канделябры, туалетные приборы, вазочки, аптекарские сосуды, сервизы, широко использовавшиеся в дворцовом обиходе. Чаще всего продается камень в уже обработанном виде, т. к. в природном состоянии он очень невзрачен. На выставке коллекционер рассказал мне, что их можно найти на отвалах, образующихся при строительстве дорог.

Мрамор. Этот красивый прочный камень издавна высоко ценился у всех народов. Благодаря разнообразию цвета и оттенков, легкой обработке, несмотря на значительную прочность, нет лучшего материала для скульпторов. Чисто зрительно производит впечатление холодного камня, не растрескивается, полируется до блеска. Выше всего в древности ценился белый мрамор. Из него изготавливали статуи древних богов. Сейчас используется в декоративных целях для изготовления камнерезных предметов интерьера, для облицовки зданий, изготовления напольных плит, колонн, подоконников, столешниц.

Мраморный оникс. Слоистая порода, чаще встречается в пещерных отложениях. Чередующаяся неправильная слоистость, наряду с различной окраской отдельных слоев в оттенки белого, жёлто-розового, жёлто-зелёного и бурого цвета создают очень красивый декоративный рисунок на полированных плоскостях. Применяется мраморный оникс как материал для изделий художественных промыслов, в подвесках, брошах. По свойствам похож на мрамор – поэтому используется в тех же целях.

Песчаник. Песчаник представляет собой природный камень, состоящий из частиц кварца. Частицы крепко соединены между собой различными природными растворами. Природа щедро наградила камень — песчаники бывают самых разнообразных расцветок: сине-зелёные, красные, бурые, жёлтые, коричневые, белые. Высоко ценится за свою устойчивость к влиянию природных и временных факторов и, в то же время, податливость обработке человеком. Песчаник по праву считается одним из первых стройматериалов. Медистые песчаники (содержащие минералы меди и являющиеся медной рудой), широко распространенные в Пермском крае, сыграли важную роль в истории развития уральской медеплавильной промышленности.

Каменный уголь. Это твёрдое горючее полезное ископаемое растительного происхождения. Образовался из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. В нем - громадный источник энергии, и вся промышленность и все хозяйство основаны главным образом на «черном алмазе», как справедливо иногда называют обыкновенный черный каменный уголь.

Торф. Горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Торф, как горючее, применялся еще во времена древнего Рима, и в этом качестве применяется и до сих пор. Однако торф более популярен, как удобрение и теплоизоляционный материал.

Особое внимание я бы хотела уделить 3 образцам из моей коллекции: это минералы волконскоит, поделочный гипс (розовый селенит) и уваровит. Эти камни уникальны, они характерны только для нашего региона. Нигде в мире больше не встречается месторождений этих минералов том виде, в котором они представляют наибольшую ценность.

Волконскоит. Крайне редкий глинистый материал. Его состав непостоянен. Окрашен в зеленый цвет различных оттенков. Непрозрачен даже в тонких слоях, хрупкий, жирный на ощупь, не прилипает к языку. Легко царапается и режется ножом. Открыт в 1830 году в Пермской губернии. Назван в честь светлейшего князя Петра Михайловича Волконского, генерал-фельдмаршала, участника Отечественной войны 1812 года. Интерес к волконскоиту проявился не сразу. После его открытия прошло без малого сто лет, прежде чем нашлось ему применение. В 1927 году Высшим художественным институтом была впервые выпущена художественная краска под названием "Зеленая земля". Она имела громадный успех у живописцев, как и у нас, так и за границей. Пабло Пикассо и Сальвадором Дали специально заказывали эту краску в России. Она имела прозрачный глубокий тон, обладала богатыми оттенками, не изменялась от света и атмосферных влияний. Оказалось, что из волконскоита можно изготовлять не менее шестнадцати художественных красок различных цветов. Кроме того, этот минерал может успешно применяться в керамическом производстве для изготовления майоликовой глазури, эмалей, а также при очистке и рафинировании масел и для устранения жесткости воды. Месторождения этого минерала находятся в Частинском районе Пермской области (Самосодкинское месторождение) – единственные в России. Сейчас выработка этого минерала практически прекращена, он добывается буквально килограммами и для очень специальных целей. Несмотря на небольшие запасы, скопления этого ископаемого относятся к уникальным месторождениям.

Селенит (поделочный гипс). К поделочным относятся гипсы, обладающие ярким цветом и структурным рисунком, способные шлифоваться и полироваться. Среди поделочных гипсов выделяют розовый селенит (светло-розового и золотистого оттенков с шелковистым блеском). Селенит был известен и популярен на протяжении тысячелетий. Его использовали для изготовления статуй и ваз, посуды и шкатулок, украшений и амулетов. Было время, когда по ценности этот минерал стоял рядом с малахитом и нефритом. После десятилетий забвения, интерес к селениту вновь возвращается. Основные месторождения этого минерала находятся в Ординском и Кунгурском районах. Кунгурские камнерезные мастерские изготавливают из него мелкие скульптурные изделия редкой красоты и своеобразия. Эта сувенирная продукция, известна не только на территории России, но и за рубежом. Розовый гипс, добываемый в Пермском крае, самый красивый и ценный.

Уваровит

Разновидность граната изумрудно-зелёного цвета. Открыт в 1832 г. знаменитым химиком Санкт-петербургской академии наук Германом Ивановичем Гессем в образцах хромитовых руд Южно-Сарановского месторождения (Чусовской район Пермской области). Назван в честь одного из президентов Российской Академии наук графа Сергея Семеновича Уварова. Иногда этот минерал называют уральским изумрудом, поскольку изначально он был обнаружен на Урале и его окраска схожа с окраской изумруда. Яркий цвет уваровита, без сомнения, связан с присутствием хрома. Имеет стеклянный блеск. Крупные кристаллы редки, чаще встречается россыпь мелкозернистых кристаллов. Уваровит не является предметом самостоятельной добычи, но может отбираться попутно в процессе выработки хромитовых руд. Применяется как ювелирный камень, используют сами кристаллы, они обычно вставляются в кольца, броши и браслеты. Для коллекционеров представляет исключительный интерес, так как его образцы очень красивы. В Российской истории уваровит известен как «императорский камень», поскольку этот минерал очень любила императрица Екатерина II, у нее была большая коллекция изделий из этого камня. Сейчас образцы пермского уваровита украшают все крупнейшие музеи России и мира.

Хорошая коллекция, как и всякая ценность, заслуживает бережного хранения. Для содержания моей минералогической коллекции я завела специальную коробку. Камни надо хранить на мягкой подложке, чтобы они не ломались при транспортировке. По правилам, рядом размещают образцы контрастных цветов. Все камни пронумерованы, к коробке прилагается список с названиями образцов. И, конечно, при просмотре коллекции очень большую роль играет освещение. При ярком свете моя коллекция играет всеми цветами радуги!!!

Изучение свойств образцов коллекции

Собрав коллекцию, мне стало интересно узнать, почему камни такие разные: почему одни блестят, а другие нет, одни прозрачные, а другие разного цвета, одни хрупкие, ломаются руками, а другие практически невозможно расколоть без специальных инструментов.

В литературе описываются различные свойства минералов и горных пород, которые определяют их внешний вид и особенности применения.

В моей работе я исследовала следующие свойства: твердость, спайность, оптические свойства (цвет, люминесценция, прозрачность), горение, растворимость.

Твердость

Твёрдость— свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела, а также свойство более твёрдого тела проникать в другие материалы, величина нагрузки необходимой для начала разрушения материала

В минералогии широко применяется метод определения твердости путем царапанья. Открытие этого метода принадлежит венскому минералогу Фридриху Моосу. Он определил твердость царапанья как сопротивление, оказываемое минералом при царапанье его поверхности острым контрольным предметом.

Я применила этот метод для исследования твердости образцов моей коллекции. Для царапанья я использовала ноготь, медную монету, нож, стальной напильник и кусок стекла. В ходе эксперимента я выяснила, что легче всего царапаются минералы группы гипсов (просто ногтем), а образцы кварца (цитрин и горный хрусталь) и уваровит – сами царапают стекло. Полученные результаты я занесла в таблицу, образцы распределились по степени твердости по шкале Мооса следующим образом:

Относительная и абсолютная шкала твердости (по Ф. Моосу)

ТвердостьЭталонный минерал Простейший способ определения твердости Образец коллекции царапанья

1 Тальк Скоблится ногтем Селенит, «марьино стекло»

2 Гипс Царапается ногтем Волконскоит

3 Кальцит Царапается медной монетой Сера самородная

4 Флюорит Легко царапается ножам Сильвин, торф, мрамор, мраморный оникс, серпентин

5 Апатит Еще царапается ножом, оконным стеклом Галит, алебастр, известняк, каменный уголь, песчаник, медистый песчаник

6 Ортоклаз Царапается стальным напильником Ангидрит, хромит

7 Кварц Поддается обработке алмазом, царапает оконное стекло Горный хрусталь, цитрин

8 Топаз Поддается обработке алмазом, царапает оконное стекло Уваровит

9 Корунд Поддается обработке алмазом, царапает оконное стекло

10 Алмаз

Полученные результаты я сравнила с описанием из литературных источников. Данные совпали.

Спайность

Многие минералы раскалываются или расщепляются по ровным плоским поверхностям. Это свойство минералов называется спайностью и зависит от их строения.

Различают спайность совершенную – при расколе получается идеальная плоскость, при этом минерал трудно расколоть в других направлениях; несовершенную – при расколе плоскости не образуется. А у ряда драгоценных и поделочных камней (например, кварца) она вообще отсутствует.

Чтобы проверить это свойство образцов своей коллекции, я с помощью молотка и острого ножа откалывала небольшие кусочки. У полученного обломка я изучила поверхность разлома. Затем сравнила результаты с описанием минералов и горных пород в литературе и занесла данные в таблицу:

Спайность минералов и горных пород:

Совершенная Несовершенная Отсутствует

Селенит, алебастр, Марьино стекло, ангид-рит, Уваровит, хромит, сера Горный хрусталь, цитрин, мраморный оникс, сильвин, галит, волконскоит, серпен-тин песча-ник, каменный уголь, торф

(редко, у крупноплас-тинчатых образований), мрамор (зерна),

Оптические свойства

Цвет – первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий камень. Но мы должны обратить внимание на то, что в одних случаях окраска является чем-то постоянно присущим данному минералу – это его собственная, или, как принято называть, идиохроматическая окраска. В других случаях, окраска изменчива и не связана непосредственно с его химическим составом. Она вызвана примесями посторонних окрашенных химических веществ. Железо, кобальт, никель, марганец, медь, хром, ванадий, титан и медь – вот главные красители мира. Первая роль по распространенности и разнообразию принадлежит железу. В различных соединениях оно создает богатейшую гамму цветов: от почти бесцветных, светло-зеленых, бледно- и ярко-желтых тонов, до бурых, красно-коричневых и черных металлических и даже густо-синих переходящих в черный цветов.

Второе место среди элементов-красителей занимает хром, он придает камням красные, вишневые, розовые, зеленые, голубые оттенки.

Соединения с марганцем дают вишнево-розовые минералы, красные и вишнево-красные, почти черные, темно-красноватые и бурые.

Все соединения меди зеленого или синего цвета.

Число камней разного цвета далеко неодинаково. А. Е. Ферсман, проанализировав коллекцию минералогического музея, распределил все минералы по тонам. В процентном соотношении у него получилась следующая картина:

Фиолетовые и пурпуровые. 3%

Синие. 5%

Черные и металлические серые. 7%

Красные и бурые. 10%

Бесцветные 15%

Желтые (зеленовато-желтые). 20%

Зеленые. 40%

Образцы моей коллекции по их основным цветам можно условно поделить на группы:

Красные Сильвин

Зеленые Уваровит, волконскоит, серпентин

Желтые Цитрин, сера

Белые Алебастр, ангидрит, селенит, галит, известняк

Черные Хромит, каменный уголь, торф

Пестроцветные Мрамор, мраморный оникс, песчаники

Бесцветные и прозрачные Горный хрусталь, «марьино стекло»,

Люминесценция

Люминесценция – свечение вещества под влиянием излучений или других физических воздействий. При исследовании камней используется главным образом люминесценция в ультрафиолетовых лучах (так называемая флюорисценция). Под воздействием ультрафиолетового излучения они начинают светиться, причем совсем другим цветом, нежели при дневном свете. Люминесценция драгоценного камня, так же как и окраска, обусловлена присутствием в нем примесей, т. е. хрома, марганца, кобальта и никеля.

Чтобы изучить это свойство, я в темноте освещала образцы своей коллекции фонариком с ультрафиолетовым излучением. Субъективно, я смогла сделать следующие выводы:

Горный хрусталь – отсутствует Известняк – розовые, синие пятна

Цитрин - отсутствует Мрамор – синие, бардовые, фиолетовые пятна

Уваровит - отсутствует Серпентин - отсутствует

Хромит – зеленоватый отлив Мраморный оникс – синий отлив

Селенит - розоватое свечение Песчаник – синие точки

Алебастр – синие пятна Медистый песчаник – красные, малиновые пятна

Ангидрит – красноватый, фиолетовый отлив Каменный уголь - фиолетовый

Сильвин – темно-вишнеый Торф – сине-розовые пятна

Галит - фиолетовый

Волконскоит – синие пятна

Сера - отсутствует

Прозрачность

Прозрачность - степень пропускания света веществом. Камень считается прозрачным, если через него можно легко видеть предметы. Когда камень в какой-то мере пропускает свет, он является просвечивающим. Когда свет не может пройти через камень, последний называется непрозрачным.

Сквозь образцы своей коллекции я пропускала луч света от фонарика. И по тому, пропускает он свет или нет, можно ли увидеть сквозь него предметы, я распределила минералы и горные породы на 3 группы:

1. прозрачные: горный хрусталь, «марьино стекло»;

1. просвечивающие: цитрин, кристаллы уваровита, селенит, сильвин, галит, алебастр (тонкий слой), ангидрит (тонкий слой), сера, мраморный оникс;

2. непрозрачные: волконскоит, каменный уголь, торф, хромит, песчаники, известняк, мрамор, серпентин.

Горение

Горение - это сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии.

В моей коллекции можно выделить 3 образца, которые обладают этим свойством: сера самородная, каменный уголь и торф. Я пронаблюдала, как происходит процесс горения этих пород.

Сера горит синим пламенем, при это плавится, растрескивается, становится хрупкой. При горении возникает едкий запах.

Каменный уголь горит ровным, красноватым пламенем, при этом образуется черный дым. Горящая часть обугливается.

Торф также горит красным пламенем, но при этом выделяется более густой черный дым. Также происходит обугливание.

Остальные образцы моей коллекции являются негорючими.

Растворимость

Растворимость — способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы — растворы.

Из литературных источников известно, что растворимостью обладают минералы соли. Чтобы в это убедиться, я поместила разные образцы коллекции в емкость с водой.

При опускании в воду тонут, но не растворяются следующие образцы: горный хрусталь, уваровит, селенит, алебастр, известняк, мрамор. Некоторые образцы при воздействии на них воды начинают видоизменяться: например, волконскоит становится мягким, при высыхании растрескивается, ангидрит впитывает воду, несколько увеличиваясь в размере, песчаник распадается на мелкие частицы.

Полной растворимостью обладают только минералы сильвин и галит. При взаимодействии с водой они образуют однородный раствор соленого вкуса.

Таким образом, образцы моей коллекции очень разнообразны, при исследовании они обнаруживают различные свойства. Выше описанные результаты были объединены в таблицу, с помощью которой можно провести сравнительный анализ образцов.

Сравнительная таблица физических свойств минералов и горных пород.

Образец коллекции Физические свойства твердость цвет люминесцен-ция прозрачность горение растворимость Горный хрусталь 7 бесцветный отсутствует прозрачный - - Цитрин 7 желтый отсутствует просвечивающий - - Уваровит 8 зеленый отсутствует просвечивающий - - Хромит 6 черный зеленоватый отлив непрозрачный - - Селенит 1 белый розоватое свечение просвечивающий - - Алебастр 5 белый синие пятна просвечивающий - - Ангидрит 6 белый красноватые, фиолетовые пятна просвечивающий - - Марьино стекло 1 бесцветный отсутствует прозрачный - - Сильвин 4 красный темно-вишневый просвечивающий - + Галит 5 белый фиолетовый просвечивающий - + Волконскоит 2 зеленый синие пятна непрозрачный - - Сера (самородная) 3 желтый отсутствует просвечивающий + - Известняк 5 белый розовые, синие пятна непрозрачный - - Мрамор 4 пестроцветный синие, бардовые, фиолетовые пятна непрозрачный - - Мраморный оникс 4 пестроцветный синий отлив просвечивающий - - Серпентин (змеевик) 4 зеленый отсутствует непрозрачный - - Песчаник 5 пестроцветный синие точки непрозрачный - - Медистый песчаник 5 пестроцветный красные, малиновые пятна непрозрачный - - Каменный уголь 5 черный фиолетовый непрозрачный + - Торф 4 черный сине-розовые пятна непрозрачный + - 2. 5. Методы и формы исследования.

В ходе работы были использованы следующие методы и формы:

• Изучение литературы по минералогии, коллекционированию.

• Экскурсия в Кунгурскую ледяную пещеру с посещением музея.

В Кунгурской ледяной пещере я была 3 раза в различное время года. Там я воочию смогла убедиться в богатстве и разнообразии «каменной природы» нашего края. Я увидела минералы и горные породы в их естественном природном виде. В музее собрана большая коллекция ископаемых со всего мира. Специалист музея дала подробную консультацию об интересующих меня камнях, показала образцы. Некоторые мы смогли приобрести для коллекции. На площади перед пещерой находится большая ярмарка, на которой можно увидеть всю красоту и разнообразие мира минералов, в том числе и нашего края.

• Посещение Краеведческого музея. Этой осенью в здании Дома Мешкова начала работать экспозиция, посвященная промышленной истории нашего края. В разделе «Горное дело», я узнала о самых крупных месторождениях нашего края, о добыче полезных ископаемых, увидела очень большие образцы минералов и горных пород (уваровита, каменного угля).

• Посещение выставки «Магия камня», которая регулярно работает в ДК им. Солдатова. На выставке представлено огромное множество образцов минералов и поделок из них. Там я пообщалась с коллекционерами, они мне подсказали, какие камни встречаются в нашем крае.

• Интервью с Александром Александровичем Гордеевым, педагогом-организатором геологического кружка при Дворце детского(юношеского) творчества г. Перми, начальником партии геолого-технологических исследований ООО"Пермь-ИМС-сервис". Мы познакомились с этим специалистом на выставке «Магия камня». Я побывала в кабинете геологии во Дворце творчества, познакомилась с огромнейшей коллекцией, которая собиралась в течение 50 лет в ходе многочисленных экспедиций. Он помог нам подобрать материалы для коллекции, рассказал об особенностях природных ископаемых Пермского края. А самое интересное – мы ознакомились и поработали с очень ценной книгой Энциклопедией «Минерально-сырьевые ресурсы Пермского края». Этой книги нет в свободной продаже, в библиотеках. Она была выпущена в 2006г при поддержке администрации Пермского края, Департамента промышленности и природопользования. В ней опубликован монументальный труд Алексея Ивановича Кудряшова — заведующего лабораторией Горного института УрО РАН, доктора геолого-минералогических наук, академика РАЕН, профессора Пермского госуниверситета, где в одной книге впервые собраны сведения практически по всем полезным ископаемым Пермского края и месторождениям.

• Исследование физических свойств образцов коллекции по литературным источникам и опытным путем (наблюдение и эксперимент).

• изучила литературу по минералогии и коллекционированию, ознакомилась с литературой по полезным ископаемым нашего края;

• рассмотрела классификацию минералов и минерально-сырьевых ресурсов Пермского края;

• оформила карту основных месторождений полезных ископаемых Пермского края;

• собрала и оформила коллекцию образцов полезных ископаемых Пермского края;

• представила основные характеристики образцов минералов и горных пород;

• исследовала физические свойства образцов коллекции, составила сравнительную таблицу изученных свойств минералов и горных пород.

Данная тема оказалась для меня настолько интересной, широкой, что я буду продолжать работать над изучением мира минералов и горных пород, я хочу более глубоко изучить образцы коллекции, особенности их строения и характеристики, пополнить свою коллекцию новыми образцами, редкими и уникальными.

Эту коллекцию я бы хотела приносить в школу, чтобы на уроках по окружающему миру или на занятиях кружка «Краеведение», который работает в нашем классе, ребята знакомились с «сокровищами» нашего края.