Впервые открытые минералы

Шведский минералог и химик А.Ф. Кронстед (1722-1765), известный своими работами по систематике цеолитов, был одним из первых, указавшим в 1758 году на важное значение для систематики минералов их химических особенностей, и в частности присутствия в их составе определенных химических элементов. Несколько позже, в 1819 году, Й.Я. Берцелиус (1779-1848) предложил разделять минералы по типу химических анионных комплексов (например, хлориды, сульфаты, силикаты), а не минералы цинка, меди, железа и т.д., как было принято раньше. Химическая классификация получила широкое распространение вплоть до начала XX века, когда начиная с 1913 года после первых структурных определений минералов постепенно стали использовать структурные критерии. Таким образом, вступление минералогии в эпоху, характеризующуюся всесторонним изучением кристаллических структур минералов, сопровождается все большей ролью структурных параметров в современных классификациях минералов. Какие же критерии предлагаются в настоящее время для объединения минералов в общие структурные подразделения?

Любая кристаллическая структура представляет собой упаковку атомов, характеризующуюся определенным периодом повторяемости. Каждая конкретная структура описывается позициями атомов внутри элементарного параллелепипеда (элементарной ячейки), их координацией, а также типом межатомных химических связей. Распределение в пространстве химических связей может быть гомогенным или гетерогенным. Примерами структур с гомогенным распределением связей являются медь, алмаз и некоторые другие минералы, образованные атомами одного типа с одинаковыми связями вдоль трех координатных осей.

В гетерогенных структурах выделяются атомные группировки, связи внутри которых оказываются более прочными по сравнению с другими межатомными взаимодействиями. Такие атомные группировки называются структурными единицами. Выделение структурных единиц - основа для определения места минерала в структурной классификации.

Структурные единицы характеризуются различной протяженностью в пространстве или, иными словами, различной многомерностью. Они могут быть образованы изолированными атомами, а также изолированными (0-мерными) структурными единицами, состоящими из отдельных координационных полиэдров, объединенных в пары (димеры), тройки (тримеры) и т.д., а также в кольца. Одномерные структурные единицы имеют форму цепочек, двумерные - слоев, а трехмерные - каркасов. Таким образом, структурные единицы характеризуются четырьмя типами размерности. Первое разделение всех минералов в рамках структурной классификации основывается на так называемых категориях структурных единиц, число которых равно пяти:

Нетрудно заметить, что 0-мерные структурные единицы характеризуются двумя категориями. В одну из них объединены так называемые атомные структуры, в которых структурные единицы представляют собой плотноупакованные атомы. При этом связи между ними носят преимущественно ненаправленный характер. Возникающие при такой укладке тетра- и октаэдрические пустоты заселяются более мелкими катионами. Примером такого рода структур может служить перовскит, CaTiO3 , в котором крупные атомы Са и О образуют плотнейшую упаковку, становясь тем самым структурными единицами, а катионы Ti занимают одну четверть октаэдрических пустот.

Следующая категория охватывает изолированные атомные или полиэдрические группы конечных размеров. Три оставшиеся категории включают структуры, основные структурные единицы которых имеют форму цепочек, слоев и каркасов. Именно этот подход был недавно использован португальским исследователем Ж. Лима-де-Фариа для систематики 230 структурных типов, характерных для наиболее распространенных породообразующих минералов Земли.

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Урал- «пояс каменный».

Складчатая система Уральских гор пересекает с севера на юг всю территорию России, отделяя европейскую часть от азиатской. «Каменный пояс», «Земной пояс» — так величали Урал вплоть до XVIII века. Название «Урал» впервые появляется в трудах историка и географа Василия Никитича Татищева. Длина Уральской горной цепи свыше 2000 километров, а максимальная ширина, собственно «каменный пояс», не превышает 200 километров, местами существенно сужаясь.

История освоения Урала человеком уходит корнями в глубокую древность: немногочисленные племена, селившиеся преимущественно по берегам рек, стали осваивать подножье Уральских гор. Медные руды были известны и добывались на Урале еще в доисторическое время, о чем свидетельствуют остатки древних «чудских» горных работ. Чудские копи (от названия племени чудь) — наиболее древние рудные выработки людей бронзового века, добыча руды в них велась на протяжении сотен лет. Производство меди на Урале начинается уже в IV—III тыс. до н. э. Медная руда и олово на рудниках бронзового века добывались в ямах, котлованах, примитивных шахтах. В 1581 году отряд казаков под предводительством Ермака покорил Сибирское ханство. Русское государство заняло всю Восточную Европу и продвинуло свою границу далеко за Урал. Взоры русских людей обращены на восток, где высилась каменная гряда Урала, которая, по слухам, преданиям, редким посещениям, считалась чрезвычайно богатой на руды, минералы и удивительные камни. Необходимо было организовать в стране добычу руды и выплавку из нее металлов: одна за другой отправляются поисковые экспедиции в разные стороны Уральских гор. С XVI века в Приуралье и на Урале известна кустарная добыча бурого железняка и выплавка из него кричного железа в крестьянских домницах. Первые архивные сведения об открытии медных руд относятся к XVII веку. В 1628 году Б. Колмогор нашел железную руду болотного типа (бурый железняк) на восточном склоне Южного Урала. Первый казенный железоделательный завод построен в 1631 году на реке Нице. Медная руда была обнаружена горщиком А.Тумашевым в 1634 году в Григоровой горе. Позднее там же был построен первый в России крупный горный завод — «дедушка» Уральских заводов. Известный рудознатец Д.Тумашев (сын А.Тумашева) в 1669 году открыл залежи железной руды в долине реки Нейвы Колчеданные месторождения на Урале

Основным этапом освоения Урала можно назвать время промышленного подъема в России. В начале XVIII века Петр I, заботясь о славе и величии России, определил направление развития государства, и «уральские кладовые» открылись перед российскими промышленниками. Начинается широкомасштабное освоение Урала. Медно-колчеданные рудынайдены в верховьях реки Чусовая (Полевское, Гумешевское, Меднорудянское месторождения, Турьинская группа месторождений). Гумешевский рудник расположен в пределах города Полевской, вблизи истоков реки Чусовая. Промышленная разработка рудника началась в 1709 году. Гумешевский рудник знаменит также поделочным малахитом. Первая глыба декоративного малахита массой 1504 килограмма была подарена Екатерине II в 1775 году, и сейчас хранится в музее Санкт-Петербургского Горного института. Меднорудянекий малахит добывался подземным способом до 1918 года. По окраске и рисунку он аналогичен Гумешевскому. В 1702 году указом царя Никите Демидову был передан в собственность казенный Невьянский горный завод с рудниками, для чего было разрешено «леса рубить и уголье жечь и всякие заводы строить». Это положило начало демидовскому промышленному комплексу на Урале. Старший сын Никиты Демидова организовал вместе с отцом добычу асбеста, магнитного железняка, малахита и других драгоценных и поделочных камней.Демидовы построили на Урале 40 металлургических заводов. Демидовские заводы до 1779 года ежегодно поставляли в Адмиралтейство железо, отливали для Черноморского флота и архангельского порта артиллерийские орудия и якоря. В годы войны с Наполеоном они изготавливали артиллерийские снаряды.

Благодаря планомерному исследованию недр, Урал превратился в самый крупный горно-металлургический район России и мира. Были обнаружены богатейшие месторождения железных руд гор Магнитная и Благодать. В 1742 году академиком П. С. Палласом открыто Качканарское железорудное месторождение. Строились многочисленные железоделательные и чугуноплавильные заводы.

Важнейшим событием явилось открытие в 1745 году золоторудного месторождения. В мае 1745 года крестьянин Ерофей Марков нашел в окрестностях села Шарташ кусок кварца с крупинками золота. На месте находки Маркова возник в 1748 году первый в России рудникпо добыче золота. Он назывался сначала Шарташским, с 1753 года— Пышминским. В 1752 году начал работать второй рудник — Березовский. Непосредственно вблизи месторождения в период с 1753 по 1757 год строится золотопромывальный завод, из цехов которого 30 января 1757 года был отправлен в Санкт-Петербург первый слиток золота. Всего на Березовских золотых промыслах за 1754-1914 годы было добыто 3504 пуда золота,в том числе 44,8% рудного. В 1760 году на реке Исеть построена первая в России обогатительная фабрика для извлечения золота. В 1834 году были открыты золотоносные россыпи близ Миасса. Разрабатывались известные Кочкарские россыпи и жилы в восточной части Южного Урала. В начале XIX века Урал стал основным районом добычи золота.

Магнитка — одно из ведущих предприятий отечественной металлургии. Магнитогорск, Челябинская область.  

Урал также богат россыпной и коренной платиной. Россыпная платина на Урале была открыта в 1819 году. На реке Нижний Тагил были обнаружены богатейшие Сухо-Висимские месторождения россыпной платины (встречались крупные самородки). В 1829 году открыто Исовское золотоплатиновое месторождение. В конце XIX века Урал стал крупнейшим в мире поставщиком платины. 
Первые алмазы на Урале были найдены в 1829 году в бассейне реки Койва на Крестовоздвиженском золотоплатиновом прииске. Четырнадцатилетний крепостной Павел Попов обнаружил в приспособлении для промывки и обогащения песков алмаз весом около 40 миллиграммов. За 28 лет дальнейших поисков был найден только 131 алмаз общим весом в 60 карат. Особой гордостью Урала являются поделочные и драгоценные камни. В предгорьях Урала в начале XVII века были найдены залежи яшмы, халцедона, агатов, малахита и других ценных поделочных камней. Близ Верхотурского тракта (село Мурзинка) Д.Тумашев в 1666 году нашел первые уральские изумруды. Позднее он обнаружил на реке Нейве у Мурзинской слободы одно из уникальных в мире скоплений драгоценных камней (аметисты, бериллы, изумруды). На Среднем Урале в течение 1832-1838 годов выявлены практически все известные ныне месторождения. Близ Екатеринбурга были открыты первые месторождения изумруда, получившие название Изумрудных копей, с которыми связано Малышевское бериллиевое месторождение.

Изделия уральских резчиков из родонита.

Говоря об Урале и его сказочных богатствах, нельзя не упомянуть П. П. Бажова, известного русского писателя, вся жизнь и творчество которого тесно связаны с этими местами. «Летописец» Урала родился в 1879 году, в семье мастера пудлингово-сварочного цеха Сысертского металлургического завода. В своей первой книге «Уральские были» (1924), посвященной жизни и быту сысертских заводов в 80-90-е годы XIX века, Бажов рассказывает о тяжелой и непростой доле горняков. В 1939 году вышло первое издание уральских сказов — «Малахитовая шкатулка». Главная тема бажовских сказов — человек и его труд, талант и мастерство, связь с природой. К середине XVIII века Средний Урал стал крупнейшим металлургическим центром страны. К концу XVIII века он уже прочно занимает ведущее место в экономике России

Малахит Гумешевского рудника

Следующий этап развития Урала начался в XX веке: возникали новые отрасли промышленности, реконструировались действующие предприятия, развивалась лесная и деревообрабатывающая промышленность. Претерпела качественные изменения черная металлургия. В Великую Отечественную войну Урал стал важнейшей базой для размещения эвакуированных заводов и фабрик. Большинство промышленных предприятий было переведено на выпуск военной продукции. Урал стал главным поставщиком продукции черной металлургии. В послевоенное время Урал оказал большую помощь в восстановлении хозяйства пострадавших от войны западных районов. После более чем 300-летней эксплуатации недр Урал остается важной минерально-сырьевой базой России, особенно по добыче меди, цинка, золота, алмазов, асбеста, минеральных солей, магнезита.

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение вещественного состава литосферы, как и других процессов, производится различными методами. В первую очередь это прямые геологические методы - непосредственное изучение горных пород в естественных обнажениях на берегах рек, озер, морей, разрезов шахт, рудников, кернов буровых скважин. Все это ограничено относительно небольшими глубинами. В последние десятилетия применяются, в том числе и с помощью ЭВМ, экспериментальные методы, позволяющие моделировать геологические процессы; искусственно получать различные минералы, горные породы; воссоздавать огромные давления и температуры и непосредственно наблюдать за поведением вещества в этих условиях; прогнозировать движение литосферных плит и даже, в какой-то степени, представить облик поверхности нашей планеты в будущие миллионы лет.

Несмотря на свою многовековую историю, минералогия продолжает оставаться живой наукой. Ежегодно открывают десятки новых минералов. Минералы являются основными компонентами вещества Земли и других планет. Поэтому их изучение занимает центральное место в науках о Земле. Несомненно, что впереди у минералогов новые достижения, связанные с исследованиями минерального состава не только земной коры, но и глубинных оболочек Земли. При этом открытие новых минералов и их систематика способствуют генерации новых идей, расширяющих научные представления о составе строении и эволюции земных оболочек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Ю.А. Поленов  «Основы Геологии – курс лекций»/ ред.УГГУ. 2008 
2. Бетехтин А.Г. « Курс минералогии: учебное пособие» /М.: КДУ, 2007
3. Л.К. Соколовский, «Общая геология: в 2 тт.» / М.: КДУ, 2006.
4. www.bibliotekar.ru
5. http://www.minbook.ru