Минералы образуются во многих различных условиях окружающей среды внутри Земли. Большинство драгоценных камней формируются в земной коре - верхнем слое планеты глубиной от 3 до 25 миль. Только две разновидности драгоценных камней – и формируются в земной мантии , которая представляет собой 80% объема Земли. Мантия, в основном, состоит из расплавленной породы, называемой магмой , с твердым верхним слоем.
Хотя немногие из драгоценных камней первоначально образуются в мантии, но все самоцветы добываются в земной коре. Кора состоит из трех видов пород, известных в геологии как вулканические, метаморфические и осадочные . Эти технические термины относятся к способу формирования пород. Некоторые драгоценные камни особенно связаны с одним видом породы, а другие – с несколькими типами пород.
Вулканический процесс включает в себя затвердевание магмы. Магма из мантии может подниматься к коре, обычно через вулканические трубки. Если она достигает поверхности земли, то застывает в виде лавы. Однако, если магматическая масса медленно охлаждается в коре, то она может кристаллизоваться и формировать минералы. Увеличение давления также может заставить эту пегматоидную жидкость проникать в окружающие породы, часто с осуществлением химического обмена с ними. Длинный список драгоценных камней, образующихся из вулканической породы, включает в себя группу , все (включая , и ), ( , и ), , и .
Когда вулканическая порода достигает поверхности земли, силы эрозии и атмосферное воздействие вызывают дробление на более мелкие чаcтицы, которые накапливаются на поверхности или перемещаются ветром и водой. Со временем на земле или под водой образовываются слои таких осадков. Давление со стороны верхних слоев вызывает уплотнение в нижних слоях вместе с различными химическими и физическими изменениями, такими как окаменение, которое приводит к созданию осадочной породы. Испарение - это еще один процесс, производящий осадочные породы, как в случае, когда капанье насыщенные минералами вод образует сталактиты или сталагмиты. Драгоценные камни, связанные с осадочной породой, включают в себя , и .
Присутствие интрузивной магмы в данной зоне (известное как контактный метаморфизм) или взаимодействия тектонических платформ большего масштаба (известное как региональный метаморфизм) подвергает вулканические и осадочные породы и минералы воздействию нагрева или давления, которые могут вызвать изменения их химической и кристаллической структур. Результатом является создание метаморфической породы. Драгоценные камни, связанные с метаморфической породой, включают в себя
Природные камни впечатляют нас своим разнообразием. Существуют тысячи разновидностей горных пород, каждая из которых имеет свою особенную структуру, цвет и прозрачность. Некоторые из них встречаются нам на каждом шагу, другие, например драгоценные, можно увидеть только на прилавках ювелиров, третьи являются редкими коллекционными экземплярами и доступны большинству людей лишь в виде фото. Могут ли такие непохожие между собой камни иметь общее происхождение? Почему на далеких друг от друга континентах геологи обнаруживают абсолютно идентичные по составу минералы?
Что такое камень?
Камень – это естественное образование, как правило, имеющее высокую твердость. Некоторые из них, например драгоценный алмаз, состоят только из одного химического элемента, но большинство камней имеют гораздо более сложный состав. Камни хранят прошлое Земли, а содержащиеся в них минералы будут использованы для построения ее будущего.
Многообразие камней поражает воображение. Они отличаются друг от друга рядом параметров:
- химической формулой (могут содержать один элемент или несколько);
- структурой (зернистой, кристаллической);
- плотностью (слоистые, пористые, монолитные);
- происхождением (осадочные, метаморфические, магматические);
- цветом;
- прозрачностью;
- способностью вступать в реакцию с химическими веществами;
- удельным весом;
- твердостью.
Как в природе образуются камни?
Твердые куски различных пород олицетворяют статичность и постоянство. Глядя на камень, нам сложно представить, что он когда-то существовал в виде разрозненных химических элементов, более простых минералов или даже живых существ. Откуда берутся камни? Существует несколько путей появления каменных пород:
- они могут зарождаться в глубоких недрах земли из магмы, и тогда их называют магматическими;
- возникать в результате перерождения одних пород в другие, как в случае метаморфических камней;
- быть скоплением древнего растительного или животного материала, минеральных солей, выпавших в осадок, из которых впоследствии сформировались осадочные породы;
- попасть на Землю из космоса как метеоритные осколки.
Магматическое происхождение
Минералы в составе пород этой группы имеют одинаковое происхождение с минералами, образовавшими землю. Первоначально на месте земного шара было лишь раскаленное облако из газообразных веществ. Под влиянием сил гравитации их часть переместилась в центр и сжалась в твердое ядро. Другая, наружная часть из-за понижения температуры затвердела и стала земной корой. Промежуток между ядром и корой занял слой, называемый магмой.
Он имел высокую температуру, давление и состоял из расплавленных минералов. Иногда магматический слой проламывал наиболее слабые участки земной коры, через эти разломы проникал ближе к поверхности и там застывал, образуя колоссальные слои горных пород. Такие породы благодаря своему рождению из магмы получили название «магматические». Ярким примером представителя этой группы минералов является всем известный облицовочный и декоративный материал – гранит.
Гранит Осадочное происхождение
Что такое осадочные породы и откуда они взялись? Эта разновидность камней формируется из осадков. В зависимости от их характера различают несколько видов осадочных пород:
- обломочные породы появляются из обломков других пород в результате их выветривания (примеры таких минералов – сланец и песчаник);
- химические осадочные породы возникают при выпадении растворенных в воде веществ в осадок (типичные представители: каменная соль, железная руда, кремень, а также некоторые известняки);
- органические осадочные породы образуются в результате скопления отмерших животных или растительных организмов, а также продуктов их жизнедеятельности (в качестве примера можно вспомнить каменный уголь, некоторые виды известняка или доломита).
Большинство осадочных минералов имеет скромный внешний вид и не пользуется спросом у ювелиров, но это с лихвой компенсируется другими качествами.
Железная руда, нефтяной сланец и каменная соль – представители осадочных пород, имеющие огромное значение для экономики многих стран и современных производств.
Метаморфический способ образования
При движении земных плит или землетрясениях происходит как бы перемешивание слоев земной коры, в результате чего ранее сформировавшиеся породы попадают в другие условия и превращаются в новые. Метаморфическими называются породы, прошедшие перекристаллизацию в условиях высокого давления и температуры.
Гнейс Метаморфические породы делят на:
- слоистые (гнейс, филлит, сланец);
- неслоистые (мрамор, кварцит, новакулит).
Каждая из таких пород образуется не из разрозненных химических веществ, а из другого минерала. Например, предшественником мрамора является известняк, а кварцит образуется из более рыхлого песчаника. К метаморфическим породам относятся кристаллы большинства драгоценных камней. Они растут в толще горных пород под действием высоких температур и давления.
Кварцит Гости из космоса – метеориты
Ежегодно наша планета проходит через метеоритные потоки. Во время такого прохождения некоторые метеориты притягиваются и под действием гравитационных сил падают на Землю. Часть из них полностью сгорает в слоях атмосферы, другие долетают до земной поверхности в виде метеоритных камней.
Эти осколки гораздо старше нашей планеты, их можно смело считать одними из самых древних веществ не только в природе, но и во Вселенной. Какие бывают метеориты? Если говорить об их составе, то все образцы можно разделить на три группы:
- железные метеориты (содержат от 90% до 95% железа, а остальная часть представлена никелем и другими элементами);
- каменные (большинство экземпляров покрыто плотной блестящей коркой, образовавшейся в результате плавления поверхности камня при прохождении атмосферы);
- каменно-железные (состоят из камня, железа и никеля и в зависимости от состава делятся на мезосидериты и палласиты).
Метеорит Прилетевшие из космоса метеоритные камни – редкая находка и предмет гордости многих коллекционеров. Некоторые виды метеоритов очень красивы, например палласит. Этот камень украшен зеленоватыми вкрапления оливина, придающими ему необычный вид. Отдельные образцы могут стоить около тысячи долларов за грамм, то есть ценятся гораздо дороже золота.
Из чего состоят природные камни?
Несмотря на великое разнообразие натуральных камней, многие из них имеют в своей основе одно из двух веществ:
- Соединения кремния, или силикаты. Камни, в формуле которых есть силикаты, отличаются высокой плотностью и химической инертностью, а также устойчивостью к высоким температурам. Примеры таких минералов: гранит, большинство драгоценных камней (рубин, изумруд, топаз);
- Карбонат кальция. Камни, имеющие в своей основе это соединение, в большинстве своем произошли из спрессованных временем скоплений остатков растений и животных. Они более рыхлые и легче разрушаются под действием кислот и щелочей. Представители таких минералов: мел, каменный уголь, известняк, мрамор.
Помимо камней с таким типичным химическим составом, природа создала такие уникальные минеральные образования, как алмаз. Он состоит лишь из одного элемента – углерода. Углеродные атомы в алмазе располагаются в виде решетки и связаны между собой одной из самых прочных химических связей – ковалентной. Благодаря этому алмаз своей твердостью превосходит все остальные известные человеку минералы.
На первоначальном этапе своего формирования наша планета состояла из каменных пород, воды, огня, а формировалась среди рёва вулканов, сверкающих молний и постоянных столкновений друг с другом литосферных плит. Горы, наползая друг на друга, разрушали, крошили и нещадно калечили друг друга, в результате чего малые и большие камни откалывались от молодых скал и катились вниз, разрушая всё на своём пути.
Со временем планета начала потихоньку успокаиваться, но процесс дробления горных пород до сих пор не завершился: земля периодически содрогается, круша скалы и перемалывая их на малые и большие камни.
Натуральными камнями называют появившиеся в результате дробления твёрдые куски горных пород. По своей структуре, фактуре и составу они сильно отличаются друг от друга, а потому их видов чрезвычайно много: это и мрамор, и гранит, и известняк, а также сланцы, ракушечник, базальт.
Одни из них были образованы на суше, другие – под воздействием пресной или морской воды. Например, некоторые глыбы были сформированы благодаря моллюскам, которые умирая, опускались на дно, устилая его раковинами и панцирями. Со временем слой становился толще, плотнее и через какое-то время разрушался, не выдерживая собственного веса, вследствие чего частицы раковин перемешивались и образовывали глыбы.
Натуральные камни, являют собой остатки:
- Разрушенных осадочных пород (75%), которые были сформированы в результате различных эрозийных процессов, прежде всего – выветривания и разрушения горных пород, механического или физического выпадения из воды осадка, жизнедеятельности организмов. Среди наиболее известных названий камней – известняк (природный камень белого цвета, состоящий из карбоната кальция), песчаник (состоит из частиц кварца) и мрамор – природный камень, который появился при преобразовании известняка и доломита;
- Метаморфических пород (около 20%) – магматические и осадочные породы, что были образованы внутри планеты и изменились под влиянием различных физико-химических процессов, прежде всего, давления водных и газовых растворов и высокой температуры. Самый известный натуральный камень этого вида является кварцит, состоящий из слюды и кварца;
- Магматических пород, что были выброшены вулканами наружу из недр Земли. Самым известным видом является гранит – одна из наиболее твёрдых, прочных и плотных пород. Цвет этого камня чрезвычайно разнообразен: серый, красный, коричневый, зелёный.
Процесс добывания
Добывают природный камень повсюду и на всех материках. Обычно транспортировка обходится недешево (на стоимость оказывает влияние не только качество породы, но и метод добычи и затрат на перевозку: добывая камни Земли очень важно сохранить вид горной породы).
Поскольку натуральные камни обладают разной прочностью и твёрдостью, для их добычи используют разные методы и оборудование.
Для этого месторождение вскрывают, создавая вертикальную шахту, ведущую внутрь карьера. Многие страны используют буровзрывной способ и метод воздушной подушки: при помощи буров делают отверстие, закладывают заряд или закачивают воздух.
В результате порода распадается на куски (хоть эти способы дешёвые, ценные свойства породы теряются, потому как она сильно дробится, что ведёт к значительным потерям сырья). Более дорогим, хоть и эффективным методом является камнерезный: он позволяет добывать природный камень без особых потерь.
Размеры
Натуральные камни бывают разных размеров: самый большой камень – это скала (образуется после того, как разрушается гора, имеющая большое число трещин), за ним идут глыбы, блоки, монолиты и более мелкие камешки. Те, которые используют в строительстве, могут иметь как малые размеры, так и являться настоящими гигантами: большой камень нередко имеет размеры, превышающие 10 кубических метров (эти монолиты особенно ценны из-за сложности добычи и транспортировки). Большие камни, которые не имеют трещин, делят на:
- Блоки – большие камни прямоугольной формы, размер которых превышает десять кубометров, их используют при закладывании фундаментов, циклопической кладки, в монументальных памятниках;
- Монументальный – от 5 до 10 м3, из него изготавливают памятники, скульптуры, перекрытия;
- Уникальный – размер 2х1х1,5 м, из него создают памятники, скульптуры, колонны;
- Штучный – размер превышает 1 м3, изготавливают квадрыги, скульптуры, вазы, чаши, а также блоки, булыжники, бордюрный натуральный камень.
На этом классификация по размерам не заканчивается, например, высота валунов составляет от 20 см до 10 м, щебень имеет от 5 до 15 см, галька – от 1 до 10 см, а самыми маленькими считаются тонкие пластины (их используют для облицовки, в мозаиках и витражах) – от 1 до 10 мм.
Твёрдость породы
Ещё одной важной характеристикой каменных природных материалов являются такие свойства, как их прочность и долговечность, то есть способность сохранять свои качества вне зависимости от внешнего воздействия. По этому показателю натуральные камни делят на:
- Высокодолговечные – начинают разрушаться через шестьсот лет, к ним относят кварциты и мелкозернистые граниты;
- Долговечные – начинают крошиться через два столетия (крупнозернистые граниты);
- Относительно долговечные – разрушение начинается через сто лет (белый мрамор, плотный известняк, доломиты);
- Недолговечные – рассыпаться начинают уже через четверть века (цветной мрамор, пористый известняк, гипс).
Давая характеристику породе, учитывают также её структуру: размеры и форму минеральных зерен, степень кристаллизации, зернистость (насколько равномерно распределены минеральные зёрна и есть ли пустоты). Например, дабы узнать, какой камень долговечнее, достаточно посмотреть на его составные: мелкозернистая структура прочнее породы с крупными зёрнами или неравномерной структурой.
Большой камень, зернистая структура которого неравномерна, плохо устойчив к влияниям окружающей среды: различной величины зёрна минералов при смене температурного режима расширяются по-разному, из-за чего большие камни трескаются, а если в трещины попадает вода, натуральные камни продолжают разрушаться.
Облицовочные материалы
Если в прежние времена большой камень нередко использовали для возведения грандиозных, долговечных сооружений (например, пирамид), то в настоящее время им больше пользуются как облицовочным материалом, украшая дворцы, храмы, усадьбы, обыкновенные дома: природный камень износостойкий, устойчив к морозам и практически не впитывает воду.
Естественно, такой природный камень должен хорошо подаваться обработке, принимая нужную форму, а также должен быть красив (по этой причине для облицовки подходит далеко не каждый вид).
В этом случае немаловажную роль играют такие свойства камней, как рисунок, фактура и цвет камня. Стоит заметить, что каждый кусок имеет уникальный рисунок, а потому в природе вряд ли найдётся две одинаковых глыбы. Произошло это потому, что они являют собой разные сочетания и смеси различных по составу кристаллических минеральных зёрен, вплоть до вкраплений органических и неорганических остатков.
Дабы добиться нужного вида, облицовочные материалы поддаются обработке (способ обработки зависит от зернистости и цвета). Облицовочный камень являет собой дорогой материал из-за того, что в процессе добычи должны сохраняться все его свойства, следовательно, затраты как на добычу, так и на обработку, немалые (и это несмотря на то, что залегает облицовочный натуральный камень неглубоко).
Добывают его аккуратно, блоками, делая всё возможное, дабы не появились трещины. При добыче используют наиболее дорогостоящий метод: породу режут камнерезными машинами или, если она очень легко разрушается, используют термоструйный метод, вырезая из массива с помощью терморезаков блоки, после чего им предают нужную форму.
Вы можете похвастаться минералами из личной коллекции? Сочувствуем. Вам наши подсказки, как ее не пополнить.
Кто бы мог подумать, что организм человека напоминает филиал геологического музея! Вставая утром на весы, не спешите сетовать на вчерашнее обжорство: вполне вероятно, что лишний килограмм - вес камней, которые поселились в каком-нибудь укромном уголке вашего тела. Хотите знать, где могут прятаться зловредные "гости" и как с ними бороться? Мы вам в этом поможем.
ПОЧКИ
Камни, образовавшиеся в этом органе, напоминают мину замедленного действия. Их несчастный обладатель годами может не подозревать о существовании "минералов", но в один далеко не прекрасный момент они внезапно проявят себя приступами нестерпимой боли - почечной колики.
Величина: от 0,1 до 15 см. Известны случаи, когда почечные камни достигали веса 2,5 кг!
Состав камней:
* уратные (соли мочевой кислоты) - коричневые, гладкие, плотные
* оксалатные (соли щавелевой кислоты) - бугристые, со множеством отростков и шипов, темные и очень твердые. Обнаруживаются чаще у мужчин;
* фосфатные (соли фосфорно-кислого кальция или магния) - гладкие или шероховатые, серого цвета, очень мягкие, но быстро увеличивающиеся в размерах. Чаще бывают у женщин;
* цистиновые (соли аминовой кислоты) - слоистые, уплощенные, достаточно мягкие образования белого цвета;
* холестериновые - самые редкие, черные, похожие на уголь, очень легко крошащиеся.
Причина появления: на этот счет версий существует великое множество. Основные: повышение концентрированности мочи, нарушение кислотно-щелочного равновесия организма, неправильное питание, наследственная предрасположенность, воспаление почек.
Лечение: камни небольшого размера выходят самостоятельно, большие требуют дробления или операции. Ураты: если твердо доказано, что именно они поселились в организме, - можно растворить специально подобранными медикаментами.
МОЧЕТОЧНИКИ
В них можно найти камни, которые вышли из почек. Некоторые "вынужденные переселенцы" быстро следуют по мочеточнику, соединяющему почки и мочевой пузырь, но некоторые застревают и остаются там до тех пор, пока их не потревожат врачи. К этому времени камни успевают подрасти, причем существенно: специалисты описывали находки длиной до 19 см! Лечение камней мочеточников точно такое же, как и почечных: дробление или операция.
МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ
Здесь встречаются и "временные переселенцы" из почек, и местные "аборигены". Камни в мочевом пузыре чаще возникают у мужчин при воспалении этого органа или нарушении оттока мочи - например, при аденоме простаты. У женщин камней в мочевом пузыре практически не бывает: как только они появляются, тут же и выходят вместе с мочой. У сильной же половины человечества "путь на волю" для камней более длинный и извилистый, поэтому зачастую требуется вмешательство врачей.
ЖЕЛЧНЫЙ ПУЗЫРЬ
Второй после почек орган, в котором обожают селиться камешки. После 40 лет 20% женщин и 8% мужчин - бедолаги, страдающие от желчнокаменной болезни. Много лет камни могут не беспокоить, но возникшая однажды желчная колика способна уложить человека на операционный стол. Увы, при таком исходе человек, как правило, расстается не только с камнями, но и с местом их обитания - желчным пузырем.
Величина: от 0,1 до 2-3 см. Камни-гиганты - большая редкость, поскольку размеры желчного пузыря весьма невелики, а потому растущий камень очень быстро проявляет себя.
Состав камней:
* холестериновые - черного цвета, гладкие, нередко продолговатой формы, легко крошатся.
* пигментные - зеленоватой окраски, без шипов и других выростов, очень мягкие.
Причины появления: наследственная предрасположенность, инфекция желчных путей, высококалорийная пища с повышенным содержанием холестерина, присутствие в организме женских половых гормонов, в том числе и тех, что содержатся в гормональных контрацептивах. Именно по этой причине женщины чаще страдают от камней в желчном пузыре.
Лечение: чаще всего хирургическое. Желательно делать операцию в "спокойный" период, когда желчный пузырь не воспален. Существуют методики растворения камней, но они, к сожалению, не всегда эффективны.
ГЛАЗА
Вы думаете, выражение "глаз-алмаз" - просто красивая метафора? Вовсе нет: в этом органе тоже образуются камни!
Величина: от сотых долей сантиметра до 0,2-0,3 см.
Причина появления: воспалительный процесс в радужке и ресничном теле - иридоциклит. При этом на задней поверхности роговицы оседают клеточные элементы, гной и отмершие ткани. Они и формируют глазной камень серовато-белого цвета - преципитат. Таких камней обычно несколько, и располагаются они треугольником, вершина которого направлена к зрачку.
Лечение: обычно не назначают, поскольку глазные камни, как правило, со временем рассасываются. В некоторых случаях могут сохраняться годами.
КИШЕЧНИК
Для того чтобы в этом органе появились камни, совершенно не обязательно их глотать. Они образуются сами и ведут себя весьма коварно. Их вмешательство в деятельность организма человек принимает за обычный запор, пользуется слабительным и… не получает должного эффекта. Напротив, появляются боль, неукротимая рвота, живот распирает - и заканчивается все иногда операцией.
Величина: от 1 до 6 см.
Причина появления: длительные хронические запоры, еда всухомятку, недостаток в рационе сырых овощей, богатых растительной клетчаткой.
Лечение: лучшее средство против каловых камней кишечника - клизма. Лишь регулярной процедурой можно вывести или растворить уже образовавшиеся камушки и не допустить появления новых. Профилактика запоров избавит вас от образования камней.
АРТЕРИИ
Кровеносные сосуды населяют камни, которые плотно прикрепляются к месту своего рождения и по плотности не уступают гравию, валяющемуся у нас под ногами.
Величина: от 0,1 до 5 см в диаметре, плоские, выстилающие стенки сосудов.
Состав: кальциевые соли жирных кислот, цвет - желтовато-белый, напоминающий слоновую кость.
Причина появления: в том, что человек ест вкусную жирную пищу, мало двигается, а вдобавок еще и курит. Именно подобный образ жизни провоцирует появление холестериновых бляшек. Они крепятся к стенке сосуда изнутри, повреждают ее, на этом месте возникает язвочка, на которую начинает откладываться кальций. Со временем его становится так много, что другого названия, кроме как "камень", этому образованию не подберешь.
Лечение: его не существует - можно лишь избежать появления кальциевых бляшек. Как? Прямо сейчас сесть на антихолестериновую диету, записаться в спортзал и бросить курить.
ПРОСТАТА
Этот символ мужской силы, к сожалению, достаточно уязвимое и удобное для образования камней место.
Величина: от 0,1 до 1 см.
Состав: белок и аминокислоты, кальций, частицы омертвевших тканей. Цвет обычно серо-белый.
Причина появления: частые простатиты, нерегулярная половая жизнь, в результате которой секрет простаты застаивается и закупоривает участки железы. На месте таких участков через несколько лет и появляется камень.
Лечение: физиотерапия, ферментные препараты, которые могут растворить камень. Но без лечения воспалительного процесса - простатита, который чаще всего сопутствует возникновению камня, - эти меры неэффективны.
СЛЮННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
Еще одно укромное местечко для всевозможных камней и камушков.
Величина: от 0,1 до 0,5 см.
Причина появления: может быть, любители "пускать слюни" не так уж и не правы. Ведь основная причина формирования таких камней - нарушение оттока и застой секрета в околоушной слюнной железе. Иногда к образованию камня приводит воспаление или травма.
Состав: клетки эпителия, соли аминокислот, белковые элементы. По форме чаще всего напоминают миниатюрное веретено белесого цвета.
Лечение: хирургическое. Применяется при длительном воспалительном процессе, который, как правило, сопутствует камню.
Каменный уголь — осадочная порода, образующуюся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основные запасы каменного угля, добывающегося в настоящее время, образовались в период палеозоя, около 300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывается уже несколько столетий и является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Используется в качестве твёрдого топлива. Каменный уголь состоит из смеси высокомолекулярных ароматических соединений (преимущественно углерода), а также воды и летучих веществ с небольшим количеством примесей. В зависимости от состава угля меняется и количество теплоты, выделяющееся при его сгорании, а также количество образующейся золы. От этого соотношения зависит ценность угля и его месторождений. Для образования полезного ископаемого также необходимо было соблюдение следующего условия: гниющий растительный материал должен был накапливаться быстрее, чем происходило его разложение. Именно поэтому каменный уголь образовывался в основном на древних торфяных болотах, где накапливались углеродные соединения, а доступ кислорода практически отсутствовал. Исходным материалом для возникновения угля является, собственно, сам торф, который также некоторое время использовался в качестве топлива. Уголь же образовался в том случае, если пласты торфа оказывались под другими наносами. Торф при этом спрессовывался, терял газы и воду, в результате чего образовывался уголь. Каменный уголь возникает при залегании пластов торфа на значительной глубине обычно более 3 км. На более значительной глубине образуется антрацит – высший сорт каменного угля. Однако это не означает, что все угольные месторождения расположены на большой глубине. Со временем под действием тектонических процессов различной направленности некоторые пласты испытывали поднятие, в результате чего оказывались ближе к поверхности. От того, на какой глубине находятся угленосные породы, зависит и способ добычи угля. Если уголь залегает на глубине до 100 метров, то добыча обычно ведётся открытым способом.
Каменный уголь - осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).
Боль�?инство залежей каменного угля было образовано в палеозое, преимущественно в каменноугольном периоде, примерно 300-350 миллионов лет тому назад.
По химическому составу каменный уголь представляет собой смесь высокомолекулярных ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с неболь�?ими количествами минеральных примесей.Таковые примеси при сжигании угля образуют золу.
�?скопаемые угли отличаются друг от друга соотно�?ением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.
Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы.
В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода, накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли.
Боль�?инство промы�?ленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения. Возраст самых древних углей оценивается примерно в 350 миллионов лет.
Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. �?деальная обстановка для этого создается в болотах, где стоячая вода, обеденная кислородом, препятствует жизнедеятельности бактерий и тем самым предохраняет растительную массу от полного разру�?ения.
На определенной стадии процесса выделяемые в ходе его кислоты предотвращают дальней�?ую деятельность бактерий. Так возникает торф - исходный продукт для образования угля.
Если затем происходит его захоронение под другими наносами, то торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.
Под давлением толщи осадков мощностью в 1 километр из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 метра.
Если глубина погребения растительного материала достигает 3 километров, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 метра. На боль�?ей глубине, порядка 6 километров, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5 метра.
Способ добычи угля зависит от глубины его залегания.
Разработка ведется открытым способом, если глубина залегания угольного пласта не превы�?ает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда при все боль�?ем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом.
Для извлечения угля с боль�?их глубин используются �?ахты. Самые глубокие �?ахты на территории Российской Федерации добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью.
К ним относятся вмещающие породы как сырье для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Например, некоторые угли обогащены германием.
Tags: Каменный уголь
Posted in Каменный уголь, Общая информация | Comments Off
Происхождение слова «уголь»
уголь . Общее славянское слово индоевропейской природы. В древнем индийце мы находим анагары того же значения.
Минеральные ресурсы: уголь
Первоначальная общая славянская форма — ogl.
Происхождение слова «уголь» в эримиологическом онлайн-словаре Крыло Г.А.
уголь — м., род. утечка угля, Укр. Вугил, бл. вуголь, второй-русский. oyg ()) l, ст. ѫgl ἄνθραξ (Supr.), bolg. v [‘] [ gl, ср. р. «Уголь», сербохорв. ȕgar, удилище. поселение Ȕglla, словенский. vọ̑gǝl, удилище. дюйм gla, чешский. uhel, slvts. ухол, польский. węgiel, v.-puddle. wuhl, wuhel, n. Hugel. Связан с другими уколами. anglis, lit. Англия, вино. п.
час añglį, восток-лит. ánglis, Lt. ogle, dr.indd. ŋŋgāras «уголь», new-pers. angst — тот же; см. Meie, et. 417; Trautman, VSW 8; Ar. Sprd. 300; M.-E. 4, 414. О возможности относительности с огнем (Solmesen, Unters, Gr., Lautl 218), см. Выше.
Источник слова «уголь» в этимологическом онлайн словаре Fasmer M.
Содружество. Старый ǫgl
Происхождение слова «уголь» в этимологическом онлайн словаре Шанский Н.М.
Для ошибок и других неточностей проверьте курсор, нажмите Ctrl + Enter и отправьте его нам!
См. Также: значение слова «уголь» в толковых словарях.
Что такое уголь?
Уголь
– это полезное ископаемое, которое образуется в результате разложения погибших растений без доступа воздуха
. Происходит процесс образования этого минерала под воздействием давления и высоких температур.
Как образуется уголь?
Первая стадия – это появление торфа. Торф
— это относительно твердая масса, которая состоит из разлагающихся остатков растений.
502: Bad Gateway
Эти остатки гниют и спресовываются. Торф используют в качестве удобрения, топлива, сырья для различных видов промышленности.
Из торфа образуется каменный уголь. Уголь — это источник тепловой энергии. Он хорошо горит и выделяет много тепла.
Виды угля
Уголь делится на несколько видов. Меньше всего тепла получается при сжигании угля, который называют лигнит
и бурый уголь
. В таких видах угля очень много влаги, т.е.
воды, поэтому они не могут хорошо гореть. Лучше всего обогреть помещение можно при помощи угля, который называется антрацит .
Он наиболее плотный, по сравнению с другими видами, и содержит меньшее количество влаги.
В состав угля , который считается низкокачественным, входят углерод, кислород, водород, а также небольшое количество различных химических элементов, например, серы. Процент содержания остальных компонентов зависит от вида угля. Иными словами, хороший уголь должен быть сухим, т.е.
Наша страна занимает первое место в мире по известным запасам этого полезного ископаемого.
Способов добычи угля всего два: открытый (на угольных резервах) и закрытый (в шахтах и скважинах).
Уголь служит средством, с помощью которого можно приготовить пищу и сделать помещение тёплым, а значит, пригодным для жизни.
В настоящее время запасы угля практически исчерпаны.
Сегодня можно смело утверждать, что без ископаемого угля промышленная революция в странах Европы значительно бы затянулась. Начиная с XVII века уголь становится основным источником топлива и сохраняет свои ведущие позиции среди энергоносителей до сегодняшнего дня.
Камень, который горит
Основным химическим элементом в угле, обладающим полезным свойствами, является углерод.
В зависимости от процессов, условий образования и возраста пластов, различные месторождения каменного угля содержат определенный процент углерода. Эти показатели определяют качество ископаемого топлива, так как уровень теплоотдачи напрямую связан с количеством окисляемого при горении углерода.
Высокая теплота сгорания каменного топлива делает его наиболее пригодным источником производства энергии и тепла во всем мире.
Что привело к образованию угля
Традиционно считается, что история происхождения каменного угля на планете начинается с девонского периода палеозойской эры (около 400 миллионов лет назад). Именно в это время, в связи с потеплением климата и увеличением влажности, на Земле начинается бурный рост доисторических разновидностей флоры.
Большинство месторождений каменного угля образовалось в результате отмирания и особой консервации древних папоротников, хвощей и плаунов.
Растения разлагались и превращались в торф, затем их перекрыли плотные слои почвы, которые под высоким давлением законсервировали и приостановили гниение.
Так начинается углеобразование: вначале появляется бурый уголь, постепенно превращающийся в каменный уголь, и затем — в антрацит с 98 процентным содержанием углерода.
Как видим, непредсказуемость климатических процессов на планете Земля предоставила человечеству уникальную возможность использования природных богатств задолго до нашего появления.
В конце названия марки угля может стоять аббревиатура ОК (ОК1, ОК2), обозначающая степень окисления.
Также, в зависимости от степени обогащения угли делятся на концентраты, промпродукты и шламы.
Концентраты, как правило, используются в котельных и для получения электроэнергии.
Как образовывается каменный уголь
Промпродукты обычно идут на нужды металлургии. Из шламов можно изготавливать брикеты и продавать в розницу населению для личного использования.
В зависимости от степени углефикации (метаморфизма) существуют бурые угли,каменные угли и антрациты . Самая низкая теплота сгорания у бурых углей, а самая высокая — у антрацитов. Наиболее выгодное отношение цены и удельной теплоты сгорания имеют каменные угли. Угли марок Д, Г и антрациты находят свое применение, как правило, в котельных, т.к.
они могут гореть без поддува. Угли марок СС, ОС, Т применяются для получения электрической энергии, т.к. они имеют большую теплоту сгорания, но сжигание данного вида углей связано с технологическими трудностями, которые оправданы лишь в случае необходимости большого количества угля.
В черной металлургии используются обычно марки Г, Ж, для производства сталей и чугуна.
- 08.10.2014 — 12:56
- Администрация сайта
Сообщение «Как образовался каменный уголь»
Виды угля
Уголь является видом ископаемого топлива, который образовывается из частей различных древних растений непосредственно под землей исключительно без доступа кислорода.
Классификация угля
В зависимости от стадии метаморфизма в России различают такие виды угля:
- Бурые угли;
- Каменные угли;
- Антрациты;
- Графиты.
Следует отметить, что западным странам присуща несколько другая классификация. Это соответственно суббитуминозные угли и лигниты, графиты и антрациты.
Особенности каждого из видов
Бурые угли являют собой твердые ископаемые угли, которые образовались из торфа и на 65-70% состоят из углерода.
Данный вид бурого цвета наиболее молодой среди всех ископаемых углей. Формируется под воздействиями высокой нагрузки и повышенной температуры из органических отмерших остатков на глубинах около 1 километра.
Бурый уголь имеет низкую теплоту сгорания из-за большого содержания воды (до 43%) и летучих веществ (38-50%). Используется в качестве местного топлива, а также как химическое сырье.
Каменные угли представляют собой осадочную породу, образовавшуюся из глубоко разложения различных остатков растений (хвощей, первых голосеменных растений, древовидных папоротников и плаунов). Химический состав этого угля являет собой смесь полициклических высокомолекулярных ароматических соединений с большой концентрацией углерода и меньшей – воды, летучих веществ и минеральных примесей, которые образуют золу при сжигании угля.
Некоторые органические вещества, входящие в состав такого угля, являются канцерогенными. Каменные угли образуются из бурых на глубинах около трех километров. Имеет высокую теплоту сгорания из-за содержания 8-20% влаги и в зависимости от сорта – от 75% до 95% углерода.
Антрациты являются углями самой высокой степени углефикации. Отличаются высокой плотностью и блеском.
Применяются в качестве твердого высококалорийного топлива, поскольку имеют наивысшую степень теплоты сгорания, но при этом плохо воспламеняются.
Графиты – минералы, являющиеся наиболее устойчивой в земной коре полиморфной гексагональной модификацией углерода.
Имеют слоистую структуру. Химически стойкие, электропроводны и огнеупорные. Используются при изготовлении щелочных аккумуляторов, электродов, карандашей, плавильных тиглей, а также в литейном деле.
Хотя графиты получают и искусственным путем – нагреванием без доступа воздуха антрацита.
Широкий ассортимент качественной продукции
Наша компания реализует различные виды угля, но в основном поставляет каменный уголь марки Д, бурый уголь марок 2Б, 3Б, а также уголь марок СС и Т.
Данные марки угля представляют собой главным образом энергетический уголь, а также уголь для коммунальных нужд.