Eeuwenlang was rots het belangrijkste bouwmateriaal. Mensen kozen de soorten gesteenten afhankelijk van hun kenmerken, fysische eigenschappen, sterkte, dichtheid, slijtage, enz. Omdat het niet zo eenvoudig is om de steen handmatig te verwerken, werden er in de oudheid alleen de belangrijkste objecten uit opgetrokken, bijvoorbeeld paleizen, verdedigingswerken constructies, culturele monumenten. Het is van zulke natuurlijke materialen dat de legendarische Egyptische piramides, de Grote Muur van China, de Azteekse piramide, de Taj Mahal en andere beroemde gebouwen die wereldwonderen zijn, zijn gebouwd.
Functie
Verschillende stenen zijn geen toevallige opeenhoping van mineralen, maar hun regelmatige associatie. De definitie van gesteenten kan als volgt worden geformuleerd: dit zijn aggregaten van mineralen van natuurlijke oorsprong met een constante structuur en samenstelling. Deze term werd voor het eerst gebruikt door de Russische chemicus en mineralogist V. M. Severgin in 1798. Afhankelijk van de sterkte, decorativiteit, dichtheid, porositeit, vorstbestendigheid en andere kenmerken, vinden mineralen verschillende toepassingen. Rotsen worden voornamelijk gebruikt bij bouwwerkzaamheden.
Rock classificatie
Afhankelijk van de wijze van vorming kunnen alle mineralen in drie grote groepen worden verdeeld. Wetenschappers onderscheiden sedimentaire, stollings- en metamorfe gesteenten; het manteltype behoort tot een afzonderlijke klasse. Dit zijn de natuurlijke associaties van verschillende stoffen en mineralen die een aanzienlijk deel van de aardkorst uitmaken.
Eeuwenlang is de vulkanische uitstoot aan het klonteren en opgehoopt, magma koelt en verhardt. Zo worden stollingsgesteenten gevormd die in de bovenmantel en in de aardkorst op verschillende diepten liggen.
Vuil van verschillende oorsprong is een sedimentair type. Dankzij de analyse bepalen specialisten het type medium waarin de materialen zijn afgezet, de kenmerken van hun oorsprong, het type agenten dat ze heeft vervoerd, enz.
Metamorfe gesteenten verschijnen wanneer magmatische en sedimentaire soorten veranderen in de aardkorst. Dergelijke stenen hebben hun eigen unieke chemische samenstelling, maar ze zijn gebaseerd op het moedermineraal waaruit ze zijn gevormd. Alle metamorfe processen vinden voornamelijk plaats in de ingewanden van de aardkorst.
Er zijn mantelstenen die oorspronkelijk van magmatische oorsprong waren, maar daarna aanzienlijke veranderingen in de mantel ondergingen.
Stollingsgesteenten
Onderzoekers onderscheiden twee hoofdtypen magmatisme: uitbundig en opdringerig. Ze verschillen in de plaats van magma-stolling, evenals in de aard van de beweging. Naast deze twee zijn er ook ader- en hypabyssale stollingsgesteenten, die tussenliggende soorten zijn. Ze geven dijken en aderen en vormen zich in de scheuren van andere stenen tijdens het stollen van magma.
Opdringerige of plutonische rotsen ondergaan een lang proces van vorming, dat meer dan een millennium kan duren. Ze kunnen enorme kristallen bevatten, omdat magma heel langzaam op grote diepte afkoelt. Hoewel plutonische rotsen zich aanvankelijk in de ingewanden van de aardkorst bevinden, veranderen ze, wanneer ze worden verweerd en verhoogd, vaak in bergketens. Een opvallend voorbeeld is Mount Spitskoppe in Namibië. De belangrijkste mineralen van dit type zijn graniet, labradoriet, syeniet, gabbro.
De stollingsgesteenten van het effusieve (vulkanische) type worden gevormd tijdens de uitbarsting van een vulkaan, dat wil zeggen wanneer magma naar het aardoppervlak komt. Door versnelde afkoeling vormen ze geen grote kristallen. Een levendig voorbeeld van dit type gesteente is rhyoliet en basalt. Hiervan werden in de oudheid vaak verschillende sculpturen en monumenten gemaakt.
Sedimentaire mineralen
Klastisch, chemogeen en organogeen zijn de belangrijkste sedimentaire gesteentesoorten. Ze variëren afhankelijk van de oorsprongswijze en worden gevormd op het aardoppervlak. Het puintype wordt gevormd door het cementeren en aankoeken van individuele fragmenten van verschillende gesteenten. Een opvallend voorbeeld van dergelijke mineralen kan dienen als zandstenen en conglomeraten. Er is het Montserrat-massief in Barcelona, en het is slechts een conglomeraat, omdat het bestaat uit kasseien gebonden met kalksteencement.
Chemogene gesteentesoorten worden gevormd uit minerale deeltjes die zijn neergeslagen in water. Het is op basis van de minerale samenstelling dat stenen geclassificeerd worden. De meest voorkomende vertegenwoordiger van chemogenen is kalksteen. In Australië is er bijvoorbeeld de Pinnacle-woestijn, net gevormd uit dit ras. Het organogene type lijkt in veel opzichten op steenkool, omdat het ook wordt gevormd door de resten van dieren en planten te bakken. Alle sedimentaire gesteenten worden gekenmerkt door breuk, porositeit en oplosbaarheid in water.
Metamorfe mineralen
Rotsklassen zijn vaak vrij willekeurig. Mineralen van zowel sedimentaire als magmatische oorsprong kunnen tot het metamorfe type behoren. Ze hebben verschillende gradaties van intensiteit van transformatieprocessen. Als het laag is, kunt u met het metamorfisme het moederras bepalen, maar met een hoge mate is dit eenvoudigweg onmogelijk. Dergelijke mineralen veranderen hun samenstelling en textuur. Om deze reden zijn metamorf gesteenten onderverdeeld in schalie en niet-schalie, en afhankelijk van de vormingsomstandigheden zijn er drie grote groepen: regionaal, hydrothermisch en contactmetamorfisme.
Soms komt het voor dat enorme rotsblokken van buitenaf worden blootgesteld, bijvoorbeeld bij lage of hoge temperaturen, druk. Een levendig voorbeeld is gneiss. Deze mineralen kunnen als regionaal worden beschouwd. Hydrothermisch metamorfisme treedt op met deelname van thermische bronnen. Mineralen komen in contact met een ionenrijke hete vloeistof, waden door bergscheuren en er treedt een chemische reactie op die de samenstelling van de rotsen verandert. Een voorbeeld is kwartsiet, vaak gevormd door kalksteen. Er is ook contactmetamorfisme. In dit geval worden rotsen chemisch beïnvloed door een temperatuurstijging door opdringerige stollingsmassa's.
Rock eigenschappen
Er zijn verschillende eigenschappen van mineralen en ze zijn allemaal in een of andere mate belangrijk. Als ze worden gebruikt als bekledingsmateriaal, wordt in de eerste plaats aandacht besteed aan hun esthetische aantrekkingskracht. In sommige gevallen is de decorativiteit van een steen erg belangrijk, het patroon en de kleur zijn geselecteerd. De dichtheid van de steen bepaalt hoeveel de steen weegt. Soorten rotsen zijn licht en zwaar. De eerste hebben een dichtheidsindicator tot 2200 kg / m 3, terwijl de laatste meer dan 2200 kg / m 3 hebben. Als een steen wordt gekozen voor de constructie van een constructie, moet er rekening worden gehouden met het gewicht, hoe dichter het is, hoe zwaarder de constructie zal zijn. Deze parameter is afhankelijk van de samenstelling van het gesteente, poreusheid.
Een van de belangrijkste eigenschappen van steen (vooral als het gaat om constructie) is sterkte. De slijtvastheid van het materiaal hangt ervan af. Hoe sterker het mineraal, hoe langer het zijn oorspronkelijke uiterlijk behoudt. In dit opzicht zijn alle stenen verdeeld in drie groepen: lage, gemiddelde sterkte en duurzaam. Het hangt allemaal af van de samenstelling van de steen, namelijk de hardheid van de mineralen. Gabbro, graniet, kwartsiet kunnen worden toegeschreven aan sterke stenen, kalksteen, marmer, travertijn naar de middelste, tufstenen, losse kalkstenen hebben een lage sterkte.
Verschillende soorten gesteenten hebben een verschillende mate van porositeit. Zuur- en zoutbestendigheid, wateropname van steen hangt af van dit kenmerk. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan poreusheid als een bepaald ras als bekleding wordt geselecteerd. Deze indicator bepaalt de duurzaamheid van het materiaal, de polijstbaarheid, sterkte, decorativiteit, warmtegeleiding, verwerkbaarheid, etc. Hoe hoger de porositeit, hoe lager het gewicht van de steen, hoe beter het wordt verwerkt, maar tegelijkertijd neemt het volume, de sterkte en de polijstbaarheid af.
De snelheid van wateropname van de rots is ook erg belangrijk. De vorst-, zuur- en zoutbestendigheid van het materiaal is ervan afhankelijk. Water dat in de poriën terechtkomt, wanneer het wordt ingevroren, neemt in volume toe, creëert druk, waardoor uiteindelijk scheuren ontstaan. Hetzelfde gebeurt met zoutoplossingen, die bijdragen aan de groei van kristallen, waardoor er extra druk ontstaat. Als de poreusheid van het mineraal laag is, verschijnen er scheuren in, in sommige gevallen kan het zelfs barsten. In poreuze stenen wordt de druk gelijkmatig verdeeld en verschijnen er geen scheuren.
Het proces van het veranderen van gesteenten wordt grotendeels beïnvloed door hun zuurbestendigheid. Zuren kunnen sommige mineralen omzetten en zelfs vernietigen. Daarom moet bij het kiezen van een steen voor de constructie van constructies hiermee rekening worden gehouden. Zo is zoutzuur een ernstige bedreiging voor marmer, dolomiet, travertijn. Maar kalksteen en graniet worden gekenmerkt door een uitstekende zuurbestendigheid, dus veel iconische structuren gemaakt van deze materialen zijn tot op de dag van vandaag bewaard gebleven.
Conversieprocessen
Enorme rotsblokken, majestueuze bergketens wekken de indruk van machtige reuzen gedurende welke tijd en verschillende externe factoren niet overheersend zijn. Ze lijken eeuwen en millennia hun oorspronkelijke uiterlijk te behouden, maar dat is het helemaal niet. In de loop van de tijd ondergaan alle stenen aanzienlijke veranderingen. Door de classificatie van gesteenten kunt u bepalen hoe lang de mineralen hun oorspronkelijke uiterlijk behouden, wat precies de grootste impact op hen heeft.
De samenstelling van de steen verandert over een lange periode. Rotstransformatie kan natuurlijk of door de mens gemaakt zijn. Factoren zoals smeltwater of grondwater, regen, wind, zon, hoge en lage temperaturen beïnvloeden de conditie van stenen. De vernietiging van rotsen op een natuurlijke manier gaat erg langzaam, maar kan niet worden gestopt. Regen en wind wassen en doorstaan zowel de bovenste lagen als het ondergrondse landschap. Geleidelijk veranderen ze niet alleen de vorm, maar ook de samenstelling van de mineralen.
Antropogene processen worden geassocieerd met menselijke activiteiten. Steenvernietiging kan worden uitgevoerd met behulp van technologie. Bouwploegen ontruimden bijvoorbeeld herhaaldelijk het grondgebied voor de constructie van constructies, terwijl een deel van de bergketens werd verwijderd. Natuurlijk vernietigt een dergelijke activiteit het natuurlijke landschap en heeft het een negatieve impact. Beschadigde rotsen geven scheuren, waardoor instorten, aardverschuivingen optreden. Een persoon kan het uiterlijk van minerale afzettingen veel sneller veranderen dan natuurlijke factoren.
Zo verandert absoluut alle bergachtig terrein na verloop van tijd van uiterlijk. De snelheid van hun transformatie hangt grotendeels af van externe omstandigheden, rotssamenstelling, sterkte, mate en blootstellingsduur. Het transformatieproces wordt ook beïnvloed door het klimaat van het gebied waarin de stenen zich bevinden.
Rock cyclus
De geologische processen van de vorming van magmatische, sedimentaire en metamorfe mineralen zijn verbonden met een bepaalde cyclus. Het begint allemaal met het feit dat magma naar buiten komt, geleidelijk afkoelt en stolt, terwijl magmatische rotsen worden gevormd. De soorten gesteenten veranderen zodra ze op het aardoppervlak verschijnen. Wind, water, temperatuurveranderingen vormen een sedimentair type mineralen. De stenen worden verpletterd, verweerd, van plaats naar plaats overgebracht en stoppen in sedimentaire bekkens. Het is daar dat rotsfragmenten hun pad voltooien, samensmelten en veranderen in een sedimentair type mineralen. In de loop van de tijd storten bergketens zich naar grote diepten en worden ze blootgesteld aan tektonische processen. Dit alles leidt tot de vorming van metamorf gesteenten. Bij hoge temperatuur en sterke druk smelten de mineralen en veranderen in magma. Na verloop van tijd stolt het, vormt het een stollingsgesteente en begint het proces van steenvorming opnieuw.
Petrologie en petrografie
Op zowel micro- als macroniveau worden mineralen bestudeerd. In het eerste geval worden alleen kleine deeltjes van bepaalde gesteenten, hun transparante en doorschijnende zaagsnedes, bestudeerd. Hiermee kun je de eigenschappen en eigenschappen van mineralen instellen. In het tweede geval beschouwen wetenschappers alle gesteenten als een geheel, omdat ze een bepaald element van de aardkorst vormen. Onderzoekers slagen erin de geschiedenis, kenmerken en de geschatte datum van hun vorming te bepalen.
De oorsprong van gesteenten wordt bestudeerd door twee disciplines: petrologie en petrografie. De eerste wetenschap onderzoekt de chemische en mineralogische samenstelling van stenen, de omstandigheden waaronder ze voorkomen, textuur en structuur. Petrologie bepaalt ook de geologische formaties die het grootste deel van de aardkorst vormen. Petrografie houdt zich bezig met de classificatie en beschrijving van verschillende rassen; het is meer een beschrijvende wetenschap. Ze bestudeert individuele monsters van stenen, hun structuur en samenstelling. Petrografen werken met transparante en doorschijnende secties, met behulp van een microscoop onderzoeken ze de eigenschappen van hun componenten. Wetenschappers kunnen ook werken met gesteentemonsters van indrukwekkende omvang.
Er zijn verschillende niveaus van mineraalonderzoek. Eerst zijn wetenschappers bezig met het samenstellen van geologische kaarten, daarna worden veld-, petrografische en geochemische onderzoeken uitgevoerd. Ze vullen elkaar allemaal aan en maken het plaatje compleet. Veldstudies maken het mogelijk structurele kenmerken, de positie van mineralen te bepalen en een geschatte tijdsperiode voor hun optreden vast te stellen. Petrografische werken bepalen welke gesteenten van oorsprong zijn, wat is het percentage mineralen daarin.
Een meer complexe wetenschap is petrologie. Door het vergaren van een enorme bagage aan kennis ontstond de behoefte aan speciaal en dieper onderzoek. Rotsen bevatten verschillende soorten mineralen die overeenkomen met sedimentaire, stollings- en metamorfe soorten. En elk van hen is het onderwerp van studie van een bepaalde tak van de genoemde discipline. De wetenschap van sedimentaire mineralen is dus geïnteresseerd in de textuur en samenstelling van zouten, kalkstenen, zandstenen, conglomeraten en andere stenen van sedimentaire oorsprong. Magmatische petrologie beschouwt mineralen die zijn gekristalliseerd uit gesmolten magma. De metamorfe wetenschap bestudeert marmer, leien, gneissen en andere rotsen die tijdens de transformatie zijn gevormd.
Wetenschappers houden zich onder meer ook bezig met geochemisch onderzoek. Ze geven een algemeen beeld van de chemische samenstelling van het gesteente, zijn leeftijd, plaats van herkomst, minerale fasen, temperatuur en druk waarbij het gesteente is ontstaan.
