Мақсатқа жету үшін мыналарды білу қажет:
- Тау жыныстары дегеніміз не?
- Литосфераның құрылысы қандай?
- Литосфера қандай заттардан тұрады?
- Литосфераны құрайтын заттар қалай пайда болған?
- Литосфера құрамындағы заттар қандай түрлерге бөлінген?
Жер қыртысының заттық құрамы. Алдыңғы параграфтан белгілі болғандай, жер қыртысы (жердің ішкі құрылымы) — литосфераның бөлігі. Бұл параграфта біз литосфера құрамына кіретін мантияның жоғарғы бөлігін қарастырмаймыз. Ол жер қыртысының литосфераның ең көп зерттелген нақты бөлігі екендігімен және оның заттық құрамы туралы нақты деректердің анағұрлым анық болуымен байланысты. 15-16 шақырым тереңдікке дейінгі Жер қыртысын құрайтын тау жыныстарының құрылымы мен химиялық құрамы шамамен бізге белгілі бір дәрежеде мәлім. Ал тереңірек жатқан қабаттардың құрылымы және құрамы туралы біз тек болжам жасай аламыз. Жер қыртысы минералдар мен тау жыныстарынан құралған.
Минералдар мен тау жыныстары. Минералдар — қатаң түрдегі нақты, өздеріне ғана тән ішкі құрылымы бар жеткілікті дәрежеде тұрақты химиялық қосындылар және таза элементтер. Минералдар эндогенді және экзогенді үдерістердің нәтижесінде пайда болады. Сонымен қатар зертхана, зауыт (бағалы тастар) және теңіз фермаларында (інжу) өсірілуі мүмкін.
Жер беті көптеген күштердің үздіксіз ықпалына ұшырайды. Оларды ішкі немесе эндогенді (грек тілінде «эндон» — «ішінде», «генос» — «туу») және сыртқы немесе экзогенді (грек тілінде «экзо» — «тысында») деп бөледі. Эндогенді күштерге тектоникалық қозғалыстар, магматизм мен вулканизм жатады. Эндогенді үдерістер — «жасампаз», олар Жер бетінде тау, қырат, ұңғыма және шұңқырларды қалыптастырады, тау жыныстары, минералдар мен пайдалы қазбаларды түзеді. Экзогенді күштерге сырттан әрекет жасайтын күштер: жел, су, температураның, тіпті жануарлар мен адамның да өзгеруі жатады. Экзогенді үдерістер — эндогенді үдерістер қалыптастыратын нәрселерді «бұзушылар». Алайда олар бұза отырып, өзінің жер бедерін, жаңа тау жыныстары мен минералдарды түзейді.
Табиғатта қатты (алмаз, кварц), сұйық (су, мұнай, сынап) және газ тектес (барлық газдар) минералдар бар. Қатты минералдар кристалл (галит, кварц) және аморфты (опал (жылтыр тас), барлық шайырлар) болуы мүмкін.
Аморфты денелерде тұрақты пішін болмайды. Бөлме температурасында олар өздерін қатты заттар ретінде танытады, ал температура жоғарылаған кезде сұйықтықтар секілді ағады.
2500-ден астам минерал, ал олардың түрлерін есепке алатын болсақ, шамамен 4000 минерал белгілі.
Кристалл және аморфты минералдар
Тау жыныстары — жер қыртысын құрайтын минералдардың табиғи жиынтығы. Бір жыныстың құрамына бірнеше минерал кіруі мүмкін. Мысалы: гранит дала шпаты, слюда, кварц минералдарынан тұрады. Генезисіне (шығу тегі) қарай тау жыныстары магмалық, метаморфтық және шөгінді болып бөлінеді. Метаморфтың және шөгінді жыныстар магмалық жыныстардың өзгеруі және бүзылуы есебінен қалыптасңан.
Магмалық тау жыныстары. Магмалық тау жыныстары магма Жер қойнауы (интрузивті) мен бетінде (эффузивті) қатқан кезде түзіледі. Магмалық тау жыныстары: габбро, базальт, гранит және т.б.
Метаморфтық тау жыныстары. Метаморфтық тау жыныстары жоғары қысым, жоғары температура және магманың химиялық ықпалымен, Жер қойнауынан келетін ыстық термалды сулар мен газдардың әсерінен шөгінді және магмалық жыныстардың өзгеруі арқылы қалыптасқан. Метаморфизм әрдайым да жер қыртысындағы магмалық не тектоникалық іс-әрекетпен байланысты болады. Метаморфты тау жыныстарының негізін дала шпаты, кварц, слюда, гранит, мәрмәр, топаз, турмалин т.б. құрайды.
Шөгінді тау жыныстары. Шөгінді тау жыныстары магмалық, метаморфтың, сондай-ақ шөгінді тау жыныстарының мүжілуі нәтижесіндегі алуан түрлі өнімдердің бұзылуы және кейінгі түзілуі барысында қалыптасады. Бұл үдерістер Жер бетінде және өзендер, көлдер, теңіздер мен мұхит суларында орын алады. Мүжілу барысында тау жыныстары химиялық ыдырауға да ұшырауы мүмкін. Мүжілу өнімдерінің негізгі бөлігі сумен, желмен көшеді және кей жағдайларда теңізде немесе құрлықта шөгінділер түрінде қайта шөгеді. Мұндай шөгінділер тығыздалу және цементтелуден кейін тау жыныстарына айналады. Шөгінді жыныстарды үш үлкен топқа бөлуге болады: сынған, химиялық және органогенді. Шөгінді жыныстарды үш үлкен топқа бөлуге болады: сынған, химиялық және органогенді.
Сынған тау жыныстары — физикалық мүжілу өнімдері қатты бөлшектерден қалыптасады. Сынған тау жыныстары борпылдақ (малта тас, қиыршық тас, ірі құм, құм, балшық) және цементтелген (конгломерат, жентек тас, құмдақ, саз тас) болуы мүмкін. Бұл тау жыныстары құрлық бетінде қатты жыныстардың механикалық бұзылуының ықпалынан пайда болады, яғни жыныстар ағын сулар, мұздың не желдің ықпалынан сынады, ұсақталады, тегістеледі.
Химиялық тау жыныстары, көбінесе теңіз ортасында, лагуналарда түзіледі. Тұздылығы қалыпты теңіз суында боксит, темір және марганец кендері, фосфорит, әктас шөгеді. 1 л судағы су тұздылығы 15 грамнан асқан жағдайда, көлдер мен лагуналарда гипс, әртүрлі галоидті тұздар — галит, сильвин шөгеді. Химиялық шөгінділердің түзілуіне тірі организмдер де жиі қатысады.
Органогенді тау жыныстары тірі организмдер — өсімдіктер мен жануарлардың қатысуының арқасында пайда болады. Олар — қазынды көмір мен жанғыш таңтатас, маржан және мшанк әктасы, ұлутас-әктас, шымтезек, тасқа айналған ағаш т.б.
Минералдар мен тау жыныстарының бір бөлігі — пайдалы қазбалар. Олар біздің өміріміз үшін аса маңызды. Пайдалы қазбаларды өндіру ежелден маңызды өнеркәсіп салаларының біріне айналды. Заманауи тау-кен өнеркәсібі пайдалы қазбаларды карьер, терең шахталарда көп шақырымдық бұрғылау мұнараларының көмегімен пайдалы қазбаларды өндіретін қуатты техника мен жақсы жасақталған әдістерге ие болды. Жер шарында миллиондаған адам пайдалы қазбаларды өндіру және өңдеумен айналысады. Жер қойнауында немесе оның бетінде түрлі пайдалы қазбалардың шоғырланған орындарын немесе олардың кеніштерін көрсететін геологтер болмаса, осы техниканың бәрі пайдасыз, ал кеншілер жұмыссыз болар еді.
Кенді минералдардың Жер қойнауындағы кез келген жиынтығы пайдалы қазбалардың кен орны бола алмайды. Жиынтық құнды минералдың пайдаланылуын, сондай-ақ кеніштерді, өңдеу фабрикалары мен зауыттарын салуға кететін мол шығындарды қажет ететін қазбаларды өңдеу және қайта өңдеуді ақтау үшін ауқымды және айтарлықтай мөлшерде минерал қоры болуы тиіс.
Минералды шикізаттың Жер ңойнауындағы мөлшері оның қорлары деп аталады. Пайдалы ңазбаның өнеркәсіптік пайдалануға жеткілікті ең аз қоры мен ондағы құнды компоненттің ең төмен құрамы өнеркәсіптік кондициялар деп аталады. Олар пайдалы қазбалардың әртүрлі топтары үшін біршама өзгеше болады. Темір кенінің кеніші кендегі темір құрамы 20%-дан жоғары, ондаған-жүздеген миллион тонна қорға ие болуы қажет. Ал алтынды өндіру оның кендегі құрамы 0,0005% болатын бірнеше жүздеген килограмм қоры бар кен орнында экономикалық тұрғыдан мүмкін болады.