יותר

7: חומר ומינרלים - מדעי הגיאוגרפיה


מטרות למידה

לאחר השלמת פרק זה, אתה אמור להיות מסוגל:

  • דע את ההגדרה של מינרל.
  • הבן את התכונות הפיזיקליות הרבות השונות של מינרלים וכיצד ליישם אותם לזיהוי מינרלים.
  • להיות מסוגל להבחין בין מחשוף מינרלים לשבר מינרלים.
  • זהה 18 מינרלים.
  • 7.1: מבוא
    האם השתמשת עדיין במינרל היום? בעוד שאנשים רבים אולי אומרים בתחילה לא, ענו על השאלות הבאות: האם צחצחת שיניים? אכלתם משהו שעשוי להכיל מלח? התאפרת הבוקר או שיש לך ציפורניים או ציפורניים רגליים צבועות? אם עשית כל אחד מהדברים האלה, השתמשת במינרל אחד לפחות, ובמקרים רבים השתמשת במספר רב של מינרלים. מינרלים מאוד שימושיים ונפוצים במוצרים יומיומיים, אך רוב האנשים אפילו לא מבינים זאת.
  • 7.2: מאפיינים פיזיים
    זיהוי מינרל הוא קצת כמו לשחק בלש. מינרלים מזוהים על ידי המאפיינים הפיזיים שלהם. לדוגמה, עיין בתרשים 7.2. איך היית מתאר את זה? אתה יכול לומר שהוא מבריק, זהב ובעל צורה מסוימת. כל אחד מהתיאורים הללו הוא למעשה מאפיין פיזי (מבריק = ברק, זהב = צבע, צורה = צורת גביש). המאפיינים הפיזיים יכולים להשתנות בתוך אותם מינרלים, לכן יש לנקוט בזהירות.
  • 7.3: תרגיל מעבדה (חלק א ')
    ערכת מעבדת ה- HOL שלך מכילה 18 דגימות מינרלים ממוספרות, מופרדות לשלוש שקיות (שכותרתה שקית מינרל 1, 2 או 3). השתמש בהוראות אלה כדי לבדוק ולזהות אותן. תוכלו לבדוק מאפיינים שונים לאחר שתלמדו עליהם, ואז תעבדו על זיהוי בסוף המעבדה. ערכת ה- HOL הותאמה במיוחד לשיעור זה - וודא כי אתה משתמש בערכה הנדרשת בכיתה זו, שכן ערכות סלע ומינרלים אחרות לא יעבדו.
  • 7.4: צורת קריסטל
    מאפיין זה מתייחס לצורה הגיאומטרית אליה צומח גביש באופן טבעי, והיא השתקפות של הסדר הפנימי המסודר של אטומים בתוך המינרל. אם למינרלים יש מקום לצמוח כאשר הם מתפתחים, הם יציגו את צורת הגביש שלהם. תנאי צמיחה אידיאליים אלה אינם מתרחשים תמיד, אולם כל כך הרבה מינרלים אינם מציגים את צורת הגביש האידיאלית שלהם עקב תנאים צפופים במהלך הצמיחה.
  • 7.5: מחשוף
    מכיוון שמינרלים נשברים (כמו למשל בפטיש סלע, ​​למשל), חלקם עשויים להיסדק או להישבר לאורך מישורים חלקים ושטוחים המכונים מחשוף. משטחים שטוחים אלה מקבילים לכיווני חולשה בתוך הגביש. כל הקשרים בין האטומים בתוך מינרל עשויים שלא להיות באותו חוזק, כך שכאשר מינרל נשבר, הוא נשבר לאורך אזורי חולשה אלה. התוצאה היא מטוסי מחשוף שטוחים.
  • 7.6: שבר
    כאשר מינרלים אינם נשברים לאורך מישורי המחשוף, אלא נשברים באופן לא סדיר, נאמר שהם נשברים. בדרך כלל משטחי שבר הם לא אחידים או קונכואידיים, משטח מצולע ומעוקל בצורה דומה לזכוכית שבורה.
  • 7.7: תרגיל מעבדה (חלק ב ')
    הוציאו שקית מינרלים 2 והניחו את שש הדגימות המינרליות על דף נייר לבן. תחילה נבדוק מחשוף ושבר, יחד עם קשיות, משש הדגימות הללו, ונענה על שאלות נוספות עליהם בהמשך במעבדה. הסתכל מקרוב על כל אחד מהמינרלים, בעזרת עדשת היד כדי להתבונן בהם. בתיק זה יש לך את המינרלים הבאים (לא מופיעים בסדר): פירוקסן, מיכה מוסקובית, הלייט, אמפיבול, קלציט וביוטיט מיכה. הם ממוספרים 7-12.
  • 7.8: ברק
    ברק מתייחס למראה השתקפות האור מפני השטח של המינרל. בדרך כלל הוא מחולק לשני סוגים עיקריים: מתכתי ולא מתכתי. מינרלים עם ברק מתכתי הם בעלי צבע מתכת, כמו כסף, זהב, נחושת או פליז. בעוד מינרלים עם ברק מתכתי הם לעתים קרובות מבריקים, לא כל המינרלים המבריקים הם מתכתיים. הקפד לחפש את צבע המתכת, ולא רק ברק.
  • 7.9: רצף
    פס הוא מאפיין פיזי הניתן לזיהוי בקלות. הכוונה היא לצבע שנשאר מאחור על פיסת חרסינה לא מזוגגת כאשר משפשפים מינרל על פני השטח שלה. צלחת פס כלולה בערכת הסלע והמינרלים שלך לבדיקת נכס זה. לרוב למינרל יהיה פס בצבע שונה מזה של המינרל (למשל, לפיריט יש פס אפור כהה).
  • 7.10: מאפיינים פיזיים מיוחדים
    לכמה מינרלים תכונות ייחודיות המסייעות בזיהוים. עקשנות מתייחסת לאופן שבו מינרל מתנגד לשבירה. אם מינרל מתנפץ כמו זכוכית, נאמר שהוא שביר (כמו קוורץ), בעוד מינרלים שניתן לפטיש הם ניתנים לגמישות. מינרלים עשויים להיות אלסטיים, בהם הם גמישים ומתכופפים כמו מסרק פלסטיק, אך חוזרים לצורתם המקורית. מינרלים של חיתוך הם רכים כמו שעווה וניתן להפריד אותם בעזרת סכין (כמו גבס).
  • 7.11: תרגיל מעבדה (חלק ג ')
    הוציאו את תיק מינרלים 3 והניחו את שש הדגימות המינרליות על דף נייר לבן. זה צריך להיראות כמו איור 7.21. תחילה נבחן כמה מאפיינים, כולל פס, משש הדגימות הללו ונענה על שאלות נוספות עליהם בהמשך במעבדה. בשקית זו יש לך את המינרלים הבאים (לא מופיעים בסדר): מגנטיט, גרפיט, נחושת, גופרית, המטיט ופיריט. הם ממוספרים 13-18.
  • 7.12: תגובות התלמידים
    להלן סיכום השאלות במעבדה זו כדי להקל על הגשת התשובות באופן מקוון.

תמונה ממוזערת: https://www.pexels.com/photo/mining-...ntain-2892618/


    הייתי מתאר לעצמי שיש תלמידים בכיתה שלא לקחו כימיה בתיכון ולא העבירו אותה ממכללה אחרת. נדרש ידע בסיסי בכימיה וההרצאות והטקסטים אמורים לספק לך רקע מספיק. אל תיבהל אם זה חומר חדש. קרא את הטקסטים, קרא תקציר זה ושאל שאלות! בדרך כלל סיכומים אלה לא יהיו כל כך "טקסטים" כמו זה. הסיבה לכך היא שניסיון העבר מצביע על כך שיש צורך בחומר נוסף בסעיף זה כדי להביא את כולם לאותה רמת הבנה. מטרה אחת היא להכיר לך כמה מחומרי כדור הארץ החשובים, שגבישי האמטיסט המוצגים לעיל זוכים להערכה רבה בזכות איכותם האסתטית.

    בכל פרק אציג מערך נבחר של משאבי אינטרנט המתייחס ישירות לתוכן של כל פרק.

"ניתן לזהות מינרלים באופן מוחלט רק על ידי ניתוח רנטגן ובדיקות כימיות. ניתוח הרנטגן קובע את מבנה המינרל והבדיקות הכימיות קובעות את הרכב המינרל. מבנה והרכב הם הסימנים המגדירים של מינרל. למרבה הצער עבור האספן הממוצע, בדיקות אלה דורשות ציוד יקר, ידע מומחה ולעתים קרובות הורסות את הדגימה. למרבה המזל, הן המבנה והן ההרכב משפיעים על תכונות פיזיקליות מסוימות. באמצעות שימוש נכון בתכונות אלה ניתן לזהות באופן מהימן מינרלים.

משאב זה הוא אחד ממספר הרצאות מקורס סמסטר אחד הנלמד בבית הספר אוניברסיטת ויסקונסין. כדאי להקדיש זמן לבדיקת הפורמט והדרישות לקורס. האם אתה מוכן ללמוד קורס שמוצע רק דרך האינטרנט?

"צבעי WebElements מקודדים את האלמנטים בהתאם לחסימת הטבלה המחזורית בתוך כל אחד מהם. לצערנו, תוכניות דפדפן מסוימות אינן מסוגלות להציג את הצבעים."


7: חומר ומינרלים - מדעי הגיאוגרפיה

מתוקן 10/17 (מונרו 6 מהדורה)

מינרלים - פרק 3

לְרַבּוֹת.

לחץ כאן לתרשימי זיהוי מקוונים של מינרלים וסלעים

מבוא

פלנט התחמם מוקדם - כדור גדול של דברים מאוד חמים

מקורר במשטח שבו נחשף לחלל

מוצקים גבישי נוצרים המורכבים ממינרלים

מינרלים הם שילובים של אלמנטים

אשר עשויים מדברים קטנים יותר

סיכום המציאות הפיזית

עניין: כל דבר שיש בו מסה ותופס מקום

מבנה אטומי: פרוטונים, נויטרונים, אלקטרונים וכו '.

אטומים קטנים מאוד

לחצי קילו עופרת יש 10 24 אטומים

מלח: 4.5 X 10 19 אטומים לדגן

וכולם קוביות קטנות.

לגרעין יש 99.9% ממסה אך נפח 1 X 10-9 (מיליארד)

התחל עם 1,600,000 פאונד פלדה

הסר את כל החלל = גרגיר אורז

נשמע מוכר? (מערכת השמש)

מסה, נפח וצפיפות: תאר ודן ביחסי גומלין

מאוד בסיסי, אבל כל כך חשוב

שים לב!

אלמנטים: דון בטבלה המחזורית (על הקיר) (מונרו איור 3-4, עמ '74)

רק 8 מהווים 98.5% מכדור הארץ (מונרו איור 3-11, עמ '80)

DIGRESS TO: חמצן (47/94) וסיליקון (28 / האם זה משנה?)

בממוצע, 75% ממשקל הכל הם שני היסודות הללו!

ולפי נפח? מעל 95% מינימום

מליטה: שילוב כימי של יסודות

ארבעה סוגים כלליים של מליטה

כולם מתייחסים לאופן שבו גרעינים שונים קשורים לאלקטרונים שלהם

מליטה יונית: החלפת אלקטרונים, משיכה חיובית / שלילית

קטיון (מטען חיובי) ואניון (מטען שלילי) (מונרו איור 3-6, עמ '76)

מלח דוגמא מצוינת

מליטה דו-ערכית: שיתוף אלקטרונים - החזק ביותר

גרפיט ויהלום (מונרו איור 3-7, עמ '76)

מליטה מתכתית: עודף אלקטרונים - אריזה צפופה מאוד

מוביל ישירות למוליכות חשמלית של המתכות

קשירת מימן: נמצאת במים

בדומה למליטה משותפת

לחמצן חסרים 2 אלקטרונים למילוי הקליפה החיצונית

מימן קל ושמח לחלוק

אבל הם יוצרים מולקולה דו צדדית

אסוציאציה חשובה מאוד - מביאה לדיאוטריות של מולקולת המים

עוד על כך במהלך G-102

התגבשות: שינוי פאזה נוזלי למוצק

שינוי שלב תלוי ב:

טמפרטורה - את זה כבר ידענו

לחץ - חשוב מאוד בדור המאגמה

חוזק הקשר

מינרלים: מורכב מאלמנטים בשילובים ספציפיים

סלעים: מורכב ממינרלים בשילובים ספציפיים

לסיכום חומר מוצק:

אדמה - & סלעים GT - & מינרלים GT - & אלמנטים GT - & אטומי GT - & GT p / n / e - & GT חלקיקים תת-אטומיים - & GT מי יודע מה

פני האדמה

לא ניתן להשמיד (או ליצור) חומר (אלמנטים)

במשך 4 מיליארד השנים מאז התגבש קרום הפרוטו הראשון

רצף מתמשך של מינרלים

נוצר על ידי התגבשות ממאגמה

נהרס על ידי התקפה כימית פיזית ומגוברת על פני השטח או בסמוך לו

מינרלים חדשים מתהווים מחדש, נהרסים, מתהווים מחדש, נהרסים, מתהווים מחדש

תגובה לתנאים משתנים

ניסיון לשמור על שיווי משקל

רצף מינרלים זה מהווה את הקשר הטוב ביותר (והיחיד) שלנו לעבר כדור הארץ

קל להתרגש מדגימות מינרלים גדולות

יכול להיות די ראוותני (ויקר!)

מינרלים בדרך כלל מגיעים בגדלים קטנים יותר ומרתקים פחות

יוצרים את הסלעים עליהם אנו חיים

מהווים בסיס לציוויליזציה שלנו - עתיקה ומודרנית כאחד

כלי נשק, כלים, נוחות וקישוטים

DIGRESS TO: שם משהו שאינו תלוי במינרלים

מינרלים לא הובנו היטב במהלך רוב ההיסטוריה המערבית הקלאסית

התרבות האירופית שוב איסרה את המחשבה המדעית

תמיד היית שוק & quotblack & quot לידע על מינרלים ותכונותיהם

בסיס & quoteded לדעת & quot

כמו כן, הכרייה הייתה כיבוש בסיס, והכורים היו אזרחים מהמעמד הנמוך

בעול הכפול של בורות ודעות קדומות - התקדמות מועטה בידע המינרלים

לפחות באירופה - מזרחים היו כנראה מתקדמים יותר, כרגיל

דמוקריטוס: 400 לפני הספירה

אטומים משוערים & amp נתן להם את השם הזה

כולם היו דומים ונצחיים (אי אפשר ליצור או להשמיד?)

כל החומר עלי אדמות המורכב מאש, מים, אוויר או 'כדור הארץ'

גן עדן המורכב מ"המצב "

אלברטוס מגנוס - המאה ה -13

& quot היסטוריה טבעית & quot - 5 ספרים המוקדשים למינרלים!

הייתה העבודה הסמכותית של אותה תקופה

אבנים המתוארות & quot;

אמטיסט - מאמטוסטוס (יוונית עבור & quotnot שיכור & quot)

אחרים העניקו ללבוש כוחות על, פגיעות

& quot דרקונים & quot - מראש דרקון

גאורגיוס אגריקולה (1546) - רופא גרמני

& quot De Re Metallica & quot - תחילת לימודי מינרלים מודרניים

תיאורים מדויקים של כרייה ומינרלים

תצפיות עובדות

התפיסה המרכזית הנוכחית של מינרלוגיה:

צורה חיצונית, תכונות פיזיקליות והתנהגות כימית הם תוצאה של שני דברים:

תרכובת כימית

מבנה פנימי

מינרלים

מוצק

חומר טבעי - לא מעשה ידי אדם

אנאורגני - לא פחם

יסוד כימי או תרכובת עם יחסים ונוסחאות מוגדרים

NaCl הוא תמיד מלח

כימיה ומבנה פנימי חשוב מאוד

תצפיות ומדידות מגברים של אלה מאפשרים לנו לתאר ולסווג מינרלים שונים

מוצקים גבישיים

קל לראות בדגימות הגדולות - הרבה יותר קשוח כשהוא קטן או לא שם

זוהו כמה מינרלים גדולים באמת

מכרה אתא - דקוטה הדרומית

ספודומנים & quotlogs & quot & יותר מ 10 מטר אורך

ברזיל: גבישי קוורץ של כמה מאות קילוגרמים

נורבגיה: 7 'X 12' X 30 '

אוראל: מחצבה נפתחה בגביש יחיד (30 'X 30' X?)

הניסיון שלי ברובע פאלה

סטיוארט ליטה דייק: גביש פרטיט באורך 40 '

מלכה לבנה: גביש קוורץ כתומך בגג

מלכת טורמלין: חווית הכרייה שלי

גביש חיצוני מהווה השתקפות של הסדר הפנימי

DIGRESS TO: סדר פנימי וחיצוני

התא & quotunit & quot הוא החלוקה הקטנה ביותר של מינרל

אבני בניין מיקרוסקופיות של כדור הארץ

דוגמה: הלייט

תא יחידה: 4 אטומים מכל אחד

בגרגר בגודל המשמש לשולחן יש 5.6 X 10 18 תאי יחידה!

שש מערכות גביש אפשריות אפשריות (מונרו איור 3-8 עמ '78)

עם וריאציות רבות עקב הפרעות וזיהומים

קוורץ: מערכת משושה (מונרו איור 3-9, עמ '78)

הלייט: מערכת מעוקבת

צורה חיצונית ניכרת רק אם מותר למינרל להתגבש בשטח פתוח

Euhedral: צורת גביש חיצונית מושלמת (מונרו איור 3-1, עמ '72)

משנה: צורה חיצונית כלשהי

אנדרהל: אין צורת גביש חיצונית גלויה

זכרו: באופן פנימי, זה תמיד שם ועוזר להגדיר מהו המינרל

תכונות כימיות של מינרלים

ממה הם עשויים - ברמה האלמנטרית

נוסחאות כימיות מוגדרות

הלייט (מלח שולחן רגיל): NaCl

מורכב מנתרן (מוצק תגובתי) ואמפיור כלור (גז רעיל)

אם זה לא NaCl, זה לא הלייט

שיעורי מינרלים

ישנם 92 אלמנטים טבעיים

רק 8 אלמנטים מהווים 98% מהקרום (מונרו איור 3-11, עמ '80)

ברור ש -8 אלה מהווים את רוב המינרלים שאנו רואים

ישנם הרבה יותר מ 4000 מינרלים שזוהו עד כה

DIGRESS TO: גושים ומפצלים

למרבה המזל, רק כמה עשרות מהווים את הרוב המכריע של הסלעים

רופא מינרולוג סיווג אותם לקבוצות

רוב קבוצות המינרלים מבוססות על יסודות נפוצים המצויים במינרל (לוח מונרו 3-1, עמ '81)

הרוב המכריע של הקרום הוא סלע דמיוני

רוב המינרלים החשובים היוצרים סלעים הם סיליקטים

סיליקאטים הם סוג המינרלים הנפוץ ביותר בסלעים דלקתיים (95%)

ואולי גם במעטפת

דון ב- SiO4 טטרהדרון (מונרו איור 3-13, עמ '82)

אבן בניין בסיסית של הקרום

חמצן מרכיב 46.6% מהקרום לפי משקל

וכמעט 94% לפי נפח!

הקרום הוא למעשה תיבת חמצן המחוברת יחד על ידי סיליקה ועוד כמה אלמנטים

מספר חלוקות מרכזיות בתוך הסיליקטים

מבוסס על אופן סידור סריג הטטרהדרון (מונרו איור 3-13, עמ '82)

מינרלים פרומגנזיים ולא פרומגנזיים (מונרו איור 3-14, עמ '83)

DIGRESS TO: Mafic לעומת Felsic

חשוב מאוד - שימו לב לזה!

פרומגני (מונרו איור 3-14, עמ '83)

מאפיק: אוליבין, פירוקסן, אמפיבול, נתרן ביוטיט

גם איזה פלספלאד פלגיוקלאז

לא פרומגני (מונרו איור 3-14, עמ '83)

פלסיקה: קוורץ, פלדת ספיר אורטוקלאזה, נציץ מוסקובית

גם איזה פלספלאד פלגיוקלאז

קוורץ & amp; פלדספאר - הרבה הרבה בקרום

סקור את החשיבות של חמצן וסיליקון

Feldspars מהווה כ. 60% מהקרום

מכיר אותם או מת!

אורתוקלאז לעומת פלגיוקלאז

תחמוצות - הנה שוב חמצן

סולפידים (מונרו איור 3-15, עמ '84)

מתכת בשילוב גופרית

פיריט הוא הגופרית המוכרת ביותר (FeS2)

כולל רבים ממינרלי העפרות העיקריים

חשוב מאוד לצבא / תעשייה / כלכלה

לא כולם זמינים באופן מקומי בכמויות מספיקות

אלמנטים מקוריים: זהב, כסף

הלידים: הלייט, פלואוריט (מונרו איור 3-15, עמ '84)

סולפטים: גבס, אנהידריט (מונרו איור 3-15, עמ '84)

ארסנידס

טלורידים

אנו נתרכז במינרלים העיקריים היוצרים סלעים (סיליקטים)

זיהוי מינרלים

לחץ כאן לתרשימי זיהוי מקוונים של מינרלים וסלעים

קשה לתמותה הרגילה להתמודד עם הכימיה והמבנה הפנימי

והצורה החיצונית כל כך נדירה

צריך להסתמך על תצפיות אחרות

תכונות פיזיות של מינרלים

ההחלטה העיקרית הראשונה ברוב תרשימי הזהות המינרליים

כמות ואיכות האור המוחזר מפני השטח

יכול להיות קשה לשימוש

במינרלים רבים יש מגוון ברק

צבע: ברור אך לא תמיד סופי

הגופרית היא (כמעט) תמיד צהובה, ויש עוד כמה כאלה

אבל לא רבים

כמויות קטנות של זיהומים יכולות לשנות באופן דרסטי את צבע המינרל

רצף: יכול להיות סופי (למשל המטיט)

קשיות (לוח מונרו 3-2, עמ '89)

יכול להשתנות בגלל זיהומים אך בדרך כלל סופי

דפוס שבירה: חשוב מאוד, אך לעיתים הכי קשה לקבוע (סליחה)

שבר מול מחשוף

משטח לא סדיר לעומת משטח מראה

נשלט על ידי סדר גבישי פנימי

שבר לא אחיד - ללא הבזק במראה

רובם אינם סדירים אך ישנם מקרים מיוחדים

לדוגמא: שבר קונכואידי (קוורץ וזכוכית)

מחשוף (מונרו איורים 3-17 / 18, עמ '88)

היכולת של מינרל להתפצל לאורך חללים צמודים במקביל

בדרך כלל מקביל למישורי קריסטל (אם קיים)

יכול להיות 1, 2, 3, 4 או 6 מישורי מחשוף

ניתן לטשטש, אך סופי כשהוא נוכח

מושלם, טוב לשני כיוונים, גרוע וכו '.

יכול גם להיות קשה להבחין בין צורה גבישית חיצונית

בושה לשבור טוב & quotcrystal & quot כאשר בודקים מחשוף

מוגדר כ & quot המשקל של נפח ספציפי של מינרל חלקי המשקל של נפח שווה של מים (ב -4 & מעלות צלזיוס) & quot

מכיוון שהמים הם תמיד 1.0, זה המספר זהה לצפיפות

יכול להשתנות בגלל זיהומים אך בדרך כלל סופי

התסיסה: מבחן Fizz

קרבונטים מגיבים בחומצה מלחית מדוללת

חלקם עשויים להזדקק לאבקת אבק לפני שהתגובה יכולה להתקיים

צריך להגדיל את שטח הפנים


בשנים האחרונות המחקר והחקירה של מינרלים תת-ימיים גדלו באופן אקספוננציאלי בגלל הדרישה למתכות נדירות וקריטיות בכל מה שנקרא כלכלה היי-טקית וירוקה חדשה, כולל מכוניות היברידיות, מוביילים, מחשבים ניידים או אנרגיה מתחדשת. האוקיאנוסים מכסים יותר מ -70% מכדור הארץ, ומהווים גבול חדש ומבטיח למחקר וחקר מינרלים. חיפושי מינרלים תת-ימיים ואפיון משקעי עפרות מחייבים שימוש בטכנולוגיה חדישה בתחום הגיאולוגיה הימית.

גיליון מיוחד זה מזמין תרומות העוסקות במחקר של מינרלים תת-ימיים, כולל מיפוי קרקעית ים וטכניקות חקירה אחרות במסגרות טקטוניות מובהקות כגון רכסי אמצע האוקיאנוס, קווי ים, מישורי תהום, שוליים מתכנסים והרי געש צוללתיים. אנו מקדמים בברכה תרומות המתארות טכניקות חקר קרקעית תת קרקעית לאפיון מאגרי מינרלים ברחבי העולם. אנו מזמינים תרומות ברזולוציה גבוהה ובטכניקות חדשות כדי לחקור ולאפיין את המינרולוגיה והגיאוכימיה של מתכות אסטרטגיות וקריטיות כמו REEs, Co, Te, Nb, Cu, Mn ו- Pt מרוכזות על פיקדונות מינרלים ימיים. טכניקות גאולוגיה ימית כוללות מגוון רחב של מתודולוגיות, כגון אמבטיית רב-קרן, כלי רכב המופעלים מרחוק (ROV), כלי רכב תת-ימיים אוטונומיים (AUV), מגנומטרים ואחרים. טכניקות אלה המשמשות בגיאולוגיה ימית מאפשרות לנו גם לאפיין את הפרמטרים הפיזיים והכימיים של היווצרות מינרלים חדשים בקרקעית הים. אנו מקדמים בברכה כל תרומה לבדיקת היבטים של מים רדודים ומינרלים בים עמוק בתוכניות לאומיות או בינלאומיות חדשות, כגון הרשות הבינלאומית לקרקעית הים (ISA).

תרומות למודלים גנטיים / אבולוציוניים של משקעי מינרלים הקשורים לגורמים פליאו-אוקיאנוגרפיים ו / או טקטוניים מתקבלים גם בברכה. לגורמים אוקיאנוגרפיים כמו זרמי תחתית קונטוריטיים גלובליים או זרם תחתון בעל השפעה רבה על היווצרות גושים פולימטאליים, קרום פרומנגן וזרחן בסביבות צוללות כמו מישורי תהום, חוף ים או שוליים יבשתיים. לפתיחת השערים בין האוקיאנוסים, כמו התטיס, יש השפעה רבה גם על היווצרות משקעים מינרליים חשובים של הצוללות.

יתר על כן, ההגדרה הטקטונית היא נקודת מפתח נוספת לאפיון היווצרותם של מינרלים צוללים חדשים. רכסי אמצע האוקיאנוס ורכסי קשת אחורית המכילים אזורים עם פעילות הידרותרמית ומעשנים שחורים הם אתרים חשובים מאוד ליצירת מגוון גדול של מינרלים. שוליים מתכנסים חשובים גם בשל יצירת מחלחל קר על ידי נדידת נוזלים מקרקעית הים העמוקה לקרקעית הים. במסגרת זו, הפעילות המיקרוביאלית הפעילה הקשורה לפחמימנים ממלאת תפקיד חשוב ביצירת משקעים מינרליים כגון קרבונטים או פיריטים, וכן ביצירת הידרטים. באופן זה, תפקידם של מיקרואורגניזמים בהיווצרותם של מינרלים צוללים (חדשים) הוא עוד אחד מנקודות המפתח של נושא מיוחד זה.

מושב מיוחד בנושא & ldquo חומרי גלם קריטיים המבוססים על מינרלים ימיים: גבולות חדשים ואתגרים & rdquo הוקם בכנס גולדשמידט 2019. מאמרים שהוצגו בפגישה זו ייכללו גם בגיליון המיוחד.

אנו מצפים לשמוע ממך.

ד"ר לואיס סומוזה
ד"ר פרנסיסקו ג'יי גונז ואקוטלז
עורכים אורחים

מידע על הגשת כתב היד

יש להגיש כתבי יד באופן מקוון בכתובת www.mdpi.com על ידי הרשמה והתחברות לאתר זה. לאחר שנרשמת, לחץ כאן למעבר לטופס ההגשה. ניתן להגיש כתבי יד עד למועד האחרון. כל המאמרים ייבדקו עמיתים. מאמרים מקובלים יפורסמו ברציפות בכתב העת (ברגע שהתקבלו) ויופיעו יחד באתר המהדורה המיוחדת. מוזמנים מאמרי מחקר, מאמרי ביקורת וכן תקשורת קצרה. עבור עבודות מתוכננות ניתן לשלוח כותרת ותמצית קצרה (כמאה מילים) למשרד העריכה לצורך הכרזה באתר זה.

לא היה צריך לפרסם את כתבי היד שהוגשו בעבר, ולא להיות בבחינת פרסום במקום אחר (למעט ניירות הליכי ועידה). כל כתבי היד מוזמנים באופן יסודי באמצעות תהליך ביקורת עמיתים יחיד. מדריך למחברים ומידע רלוונטי אחר להגשת כתבי יד זמין בדף הוראות למחברים. מינרלים הוא כתב עת חודשי בינלאומי עם גישה עממית שנבדק על ידי MDPI.

אנא בקר בדף 'הוראות מחברים' לפני הגשת כתב יד. חיוב עיבוד המאמרים (APC) לפרסום בעיתון גישה פתוחה זה הוא 1800 פרנק שוויצרי. המאמרים שהוגשו צריכים להיות מעוצבים היטב ולהשתמש באנגלית טובה. מחברים רשאים להשתמש בשירות העריכה באנגלית של MDPI לפני הפרסום או במהלך תיקוני המחברים.


7: חומר ומינרלים - מדעי הגיאוגרפיה

כל המאמרים שפורסמו על ידי MDPI זמינים באופן מיידי ברחבי העולם תחת רישיון גישה פתוחה. אין צורך באישור מיוחד לשימוש חוזר במאמר שפורסם על ידי MDPI או בחלקו, כולל דמויות וטבלאות. עבור מאמרים המתפרסמים ברישיון Creative Common CC BY בעל גישה פתוחה, ניתן לעשות שימוש חוזר בכל חלק במאמר ללא אישור ובלבד שהמאמר המקורי מצוטט בבירור.

מאפייני תכונות מייצגים את המחקר המתקדם ביותר עם פוטנציאל משמעותי להשפעה גבוהה בתחום. מאמרים עלילתיים מוגשים על פי הזמנה או המלצה פרטנית של העורכים המדעיים ועוברים ביקורת עמיתים לפני הפרסום.

נייר התכונה יכול להיות מאמר מחקר מקורי, מחקר חדשני משמעותי הכולל לעתים קרובות כמה טכניקות או גישות, או עבודת סקירה מקיפה עם עדכונים תמציתיים ומדויקים על ההתקדמות האחרונה בתחום הסוקרת באופן שיטתי את ההתקדמות המרתקת ביותר בתחום המדעי. סִפְרוּת. סוג זה של נייר מספק תצפית על כיווני מחקר עתידיים או יישומים אפשריים.

מאמרים של Editor's Choice מבוססים על המלצות העורכים המדעיים של כתבי העת MDPI מרחבי העולם. העורכים בוחרים מספר מועט של מאמרים שפורסמו לאחרונה בכתב העת שלדעתם יהיו מעניינים במיוחד עבור מחברים, או חשובים בתחום זה. המטרה היא לספק תמונת מצב של כמה מהעבודות המרגשות ביותר שפורסמו בתחומי המחקר השונים של כתב העת.


תוכן

כתיבה מוקדמת על מינרלוגיה, במיוחד על אבני חן, מגיעה מבבל העתיקה, מהעולם היווני-רומי העתיק, מסין העתיקה ובימי הביניים, וטקסטים בסנסקריט מהודו העתיקה ומהעולם האסלאמי הקדום. [4] ספרים בנושא כללו את נטורליס היסטוריה של פליניוס הזקן, שלא רק תיאר מינרלים רבים ושונים אלא גם הסביר רבים מתכונותיהם, וכיתב אל ג'וואהיר (ספר האבנים היקרות) מאת המדען הפרסי אל-בירוני. מומחה הרנסנס הגרמני גאורגיוס אגריקולה כתב עבודות כמו De re metallica (על מתכות, 1556) ו De Natura Fossilium (על טבע הסלעים, 1546) שהחל את הגישה המדעית לנושא. מחקרים מדעיים שיטתיים על מינרלים וסלעים התפתחו באירופה שלאחר הרנסנס. [4] המחקר המודרני של מינרלוגיה הושתת על עקרונות הקריסטלוגרפיה (מקורם של הקריסטלוגרפיה הגאומטרית כשלעצמה, ניתן לייחס למינרלוגיה הנהוגה במאות השמונה עשרה והתשע עשרה) ולמחקר המיקרוסקופי של קטעי סלע עם ההמצאה. של המיקרוסקופ במאה ה -17. [4]

ניקולס סטנו ציין לראשונה את חוק הקביעות של זוויות השטח (הידוע גם כחוק הקריסטלוגרפיה) בגבישי קוורץ בשנת 1669. בשנת 1783. [6] רנה ג'וסט האוי, "אבי הקריסטלוגרפיה המודרנית", הראה שקריסטלים הם תקופתיים וקבע כי כיווני פני קריסטל יכולים לבוא לידי ביטוי במונחים של מספרים רציונליים, כפי שקודדו מאוחר יותר במדדי מילר. [5]: 4 בשנת 1814 הציג ג'ונס יעקב ברזליוס סיווג של מינרלים על בסיס הכימיה שלהם ולא על מבנה הגביש שלהם. [7] ויליאם ניקול פיתח את פריזמת ניקול, המקטבת את האור, בשנים 1827-1828 תוך כדי לימוד עץ מאובן הנרי קליפטון סורבי הראה שניתן לזהות קטעים דקים של מינרלים על ידי תכונותיהם האופטיות באמצעות מיקרוסקופ מקוטב. [5]: 4 [7]: 15 ג'יימס ד 'דנה פרסם את המהדורה הראשונה שלו של מערכת מינרלוגיה בשנת 1837, ובמהדורה מאוחרת יותר הציג סיווג כימי שהוא עדיין הסטנדרט. [5]: 4 [7]: 15 עקיפה של רנטגן הודגמה על ידי מקס פון לאו בשנת 1912, והתפתחה לכלי לניתוח מבנה הגבישים של מינרלים על ידי צוות האב / הבן של ויליאם הנרי בראג וויליאם לורנס בראג. [5]: 4

לאחרונה, המונע על ידי התקדמות הטכניקה הניסויית (כגון עקיפת נויטרונים) וכוח חישובי זמין, שהאחרון איפשר סימולציות מדויקות ביותר בקנה מידה אטומי של התנהגות גבישים, המדע הסתעף כדי לשקול בעיות כלליות יותר תחומי כימיה אנאורגנית ופיזיקה במצב מוצק. עם זאת, הוא שומר על התמקדות במבני הקריסטל הנפוצים בדרך כלל במינרלים היוצרים סלעים (כגון פרובסקיטים, מינרלים מחימר וסיליקטים מסגרתיים). בפרט, התחום עשה התקדמות רבה בהבנת הקשר בין המבנה האטומי של המינרלים לבין תפקודם בטבע, דוגמאות בולטות יהיו מדידה מדויקת וניבוי התכונות האלסטיות של מינרלים, מה שהוביל לתובנה חדשה. להתנהגות סיסמולוגית של סלעים והפסקות המשך הקשורות לעומק בסייסוגרמות של מעטפת כדור הארץ. לשם כך, בהתמקדותם בקשר בין תופעות בקנה מידה אטומי לתכונות מקרוסקופיות, ה- מדעי המינרלים (כפי שהם ידועים כיום) מראים אולי חפיפה יותר עם מדע החומרים מכל תחום אחר.

שלב ראשוני בזיהוי מינרל הוא בחינת תכונותיו הפיזיקליות, שרבים מהם ניתנים למדידה על דגימת יד. אלה יכולים להיות מסווגים לצפיפות (ניתנת לעיתים קרובות ככובד ספציפי) למדדי לכידות מכנית (קשיות, עקשנות, מחשוף, שבר, פרידה) מאפיינים חזותיים מקרוסקופיים (ברק, צבע, פס, הארה, דיאפניות) מאפיינים מגנטיים וחשמליים רדיואקטיביות ומסיסות ב מימן כלורי (H Cl). [5]: 97–113 [8]: 39–53

קַשִׁיוּת נקבע על ידי השוואה עם מינרלים אחרים. בסולם המוהים, קבוצה סטנדרטית של מינרלים ממוספרת לפי סדר הגברת הקשיות מ -1 (טלק) ל -10 (יהלום). מינרל קשה יותר יגרד רך יותר, ולכן ניתן להניח מינרל לא ידוע בקנה מידה זה, על ידי מינרלים שהוא מגרד ואילו מגרד אותו. לכמה מינרלים כמו קלציט וקיאניט יש קשיות שתלויה משמעותית בכיוון. [9]: 254-255 ניתן למדוד קשיות גם בסולם מוחלט באמצעות סקלרומטר בהשוואה לסולם המוחלט, סולם המוה הוא לא לינארי. [8]: 52

עַקשָׁנוּת מתייחס לאופן שבו מינרל מתנהג, כאשר הוא נשבר, מרוסק, כפוף או קרוע. מינרל יכול להיות שביר, גמיש, חתך, רקיע, גמיש או אלסטי. השפעה חשובה על העקשנות היא סוג הקשר הכימי (לְמָשָׁל., יונית או מטאלית). [9]: 255–256

משאר מדדי הלכידות המכנית, מַחשׂוֹף היא הנטייה לפרוץ לאורך מישורים גבישיים מסוימים. זה מתואר על ידי האיכות (לְמָשָׁל, מושלם או הוגן) וכיוונו של המישור במינוח הקריסטלוגרפי.

פְּרִידָה היא הנטייה לפרוץ מישורי חולשה עקב לחץ, תאום או שחרור. איפה ששני סוגי ההפסקות האלה לא מתרחשים, שֶׁבֶר היא צורה פחות מסודרת שיכולה להיות קונכואידלי (בעלי עקומות חלקות הדומות לחלק הפנימי של קליפה), סִיבִי, פיצול, בפריצות (משונן עם קצוות חדים), או מְחוּספָּס. [9] : 253–254

אם המינרל יתגבש היטב, יהיה לו גם הרגל גביש מובהק (למשל משושה, עמודיים, בוטריואידים) המשקף את מבנה הגביש או את הסדר הפנימי של האטומים. [8]: 40–41 הוא מושפע גם מפגמי קריסטל ותאומים. גבישים רבים הם פולימורפיים, בעלי יותר ממבנה גביש אחד אפשרי בהתאם לגורמים כגון לחץ וטמפרטורה. [5]: 66–68 [8]: 126

מבנה הגביש הוא סידור האטומים בגביש. הוא מיוצג על ידי סריג של נקודות החוזר על דפוס בסיסי, הנקרא תא יחידה, בתלת מימד. הסריג יכול להיות מאופיין בסימטריות שלו ובמידות תא היחידה. מימדים אלה מיוצגים על ידי שלושה מדדי מילר. [11]: 91–92 הסריג נותר ללא שינוי על ידי פעולות סימטריה מסוימות לגבי כל נקודה נתונה בסריג: השתקפות, סיבוב, היפוך והיפוך סיבובי, שילוב של סיבוב והשתקפות. יחד הם מרכיבים אובייקט מתמטי שנקרא a קבוצת נקודות קריסטלוגרפית אוֹ מעמד קריסטל. ישנם 32 שיעורי גביש אפשריים. בנוסף, יש פעולות העוקפות את כל הנקודות: תרגום, ציר בורג ומישור הגלישה. בשילוב עם הסימטריות הנקודתיות הם יוצרים 230 קבוצות חלל אפשריות. [11]: 125–126

ברוב מחלקות הגיאולוגיה יש ציוד עקיפה של אבקת רנטגן לניתוח מבני הגבישים של מינרלים. [8]: 54–55 צילומי רנטגן הם בעלי אורכי גל בסדר גודל זהה למרחקים בין אטומים. הפרעה, ההפרעה הקונסטרוקטיבית וההרסנית בין גלים המפוזרים באטומים שונים, מובילה לדפוסים ייחודיים בעוצמה גבוהה ונמוכה התלויים בגיאומטריה של הגביש. במדגם שנטחן לאבקה, צילומי הרנטגן מדגימים התפלגות אקראית של כל כיווני הגביש. [12] עקיפת אבקה יכולה להבחין בין מינרלים שעשויים להיראות זהים בדגימת יד, למשל קוורץ והפולימורפים שלו טרידימיט וקריסטובליט. [8]: 54

למינרלים איזומורפיים של קומפוזיציות שונות דפוסי עקירת אבקה דומים, כאשר ההבדל העיקרי הוא בריווח ובעוצמת הקווים. לדוגמא, מבנה הקריסטל Na Cl (הלייט) הוא קבוצת חלל Fm3m מבנה זה משותף לסילוויט (KCl), פריקלאז (Mg O), בונסניט (Ni O), גאלנה (Pb S), אלבנדיט (Mn S), כלוררגריט (Ag Cl) ואוסבורניט (Ti N). [9]: 150–151

כמה מינרלים הם יסודות כימיים, כולל גופרית, נחושת, כסף וזהב, אך הרוב המכריע הם תרכובות. השיטה הקלאסית לזיהוי קומפוזיציה היא ניתוח כימי רטוב, הכוללת המסת מינרל בחומצה כגון חומצה הידרוכלורית (H Cl). לאחר מכן מזהים את האלמנטים בפתרון באמצעות קולורימטריה, ניתוח נפחי או ניתוח גרבימטרי. [9]: 224-225

מאז 1960, רוב ניתוח הכימיה נעשה באמצעות מכשירים. אחת מהן, ספקטרוסקופיית ספיגה אטומית, דומה לכימיה רטובה בכך שעדיין יש להמיס את הדגימה, אך היא מהירה וזולה בהרבה. The solution is vaporized and its absorption spectrum is measured in the visible and ultraviolet range. [9] : 225–226 Other techniques are X-ray fluorescence, electron microprobe analysis atom probe tomography and optical emission spectrography. [9] : 227–232

In addition to macroscopic properties such as colour or lustre, minerals have properties that require a polarizing microscope to observe.

Transmitted light Edit

When light passes from air or a vacuum into a transparent crystal, some of it is reflected at the surface and some refracted. The latter is a bending of the light path that occurs because the speed of light changes as it goes into the crystal Snell's law relates the bending angle to the Refractive index, the ratio of speed in a vacuum to speed in the crystal. Crystals whose point symmetry group falls in the cubic system are isotropic: the index does not depend on direction. All other crystals are anisotropic: light passing through them is broken up into two plane polarized rays that travel at different speeds and refract at different angles. [9] : 289–291

A polarizing microscope is similar to an ordinary microscope, but it has two plane-polarized filters, a (polarizer) below the sample and an analyzer above it, polarized perpendicular to each other. Light passes successively through the polarizer, the sample and the analyzer. If there is no sample, the analyzer blocks all the light from the polarizer. However, an anisotropic sample will generally change the polarization so some of the light can pass through. Thin sections and powders can be used as samples. [9] : 293–294

When an isotropic crystal is viewed, it appears dark because it does not change the polarization of the light. However, when it is immersed in a calibrated liquid with a lower index of refraction and the microscope is thrown out of focus, a bright line called a Becke line appears around the perimeter of the crystal. By observing the presence or absence of such lines in liquids with different indices, the index of the crystal can be estimated, usually to within ± 0.003 . [9] : 294–295

Systematic mineralogy is the identification and classification of minerals by their properties. Historically, mineralogy was heavily concerned with taxonomy of the rock-forming minerals. In 1959, the International Mineralogical Association formed the Commission of New Minerals and Mineral Names to rationalize the nomenclature and regulate the introduction of new names. In July 2006, it was merged with the Commission on Classification of Minerals to form the Commission on New Minerals, Nomenclature, and Classification. [13] There are over 6,000 named and unnamed minerals, and about 100 are discovered each year. [14] The Manual of Mineralogy places minerals in the following classes: native elements, sulfides, sulfosalts, oxides and hydroxides, halides, carbonates, nitrates and borates, sulfates, chromates, molybdates and tungstates, phosphates, arsenates and vanadates, and silicates. [9]

The environments of mineral formation and growth are highly varied, ranging from slow crystallization at the high temperatures and pressures of igneous melts deep within the Earth's crust to the low temperature precipitation from a saline brine at the Earth's surface.

Various possible methods of formation include: [15]

    from volcanic gases
  • deposition from aqueous solutions and hydrothermalbrines
  • crystallization from an igneousmagma or lava
  • recrystallization due to metamorphic processes and metasomatism
  • crystallization during diagenesis of sediments
  • formation by oxidation and weathering of rocks exposed to the atmosphere or within the soil environment.

Biomineralogy is a cross-over field between mineralogy, paleontology and biology. It is the study of how plants and animals stabilize minerals under biological control, and the sequencing of mineral replacement of those minerals after deposition. [16] It uses techniques from chemical mineralogy, especially isotopic studies, to determine such things as growth forms in living plants and animals [17] [18] as well as things like the original mineral content of fossils. [19]

A new approach to mineralogy called mineral evolution explores the co-evolution of the geosphere and biosphere, including the role of minerals in the origin of life and processes as mineral-catalyzed organic synthesis and the selective adsorption of organic molecules on mineral surfaces. [20] [21]

In 2011, several researchers began to develop a Mineral Evolution Database. [22] This database integrates the crowd-sourced site Mindat.org, which has over 690,000 mineral-locality pairs, with the official IMA list of approved minerals and age data from geological publications. [23]

This database makes it possible to apply statistics to answer new questions, an approach that has been called mineral ecology. One such question is how much of mineral evolution is deterministic and how much the result of chance. Some factors are deterministic, such as the chemical nature of a mineral and conditions for its stability but mineralogy can also be affected by the processes that determine a planet's composition. In a 2015 paper, Robert Hazen and others analyzed the number of minerals involving each element as a function of its abundance. They found that Earth, with over 4800 known minerals and 72 elements, has a power law relationship. The Moon, with only 63 minerals and 24 elements (based on a much smaller sample) has essentially the same relationship. This implies that, given the chemical composition of the planet, one could predict the more common minerals. However, the distribution has a long tail, with 34% of the minerals having been found at only one or two locations. The model predicts that thousands more mineral species may await discovery or have formed and then been lost to erosion, burial or other processes. This implies a role of chance in the formation of rare minerals occur. [24] [25] [26] [27]

In another use of big data sets, network theory was applied to a dataset of carbon minerals, revealing new patterns in their diversity and distribution. The analysis can show which minerals tend to coexist and what conditions (geological, physical, chemical and biological) are associated with them. This information can be used to predict where to look for new deposits and even new mineral species. [28] [29] [30]

Minerals are essential to various needs within human society, such as minerals used as ores for essential components of metal products used in various commodities and machinery, essential components to building materials such as limestone, marble, granite, gravel, glass, plaster, cement, etc. [15] Minerals are also used in fertilizers to enrich the growth of agricultural crops.

Collecting Edit

Mineral collecting is also a recreational study and collection hobby, with clubs and societies representing the field. [32] [33] Museums, such as the Smithsonian National Museum of Natural History Hall of Geology, Gems, and Minerals, the Natural History Museum of Los Angeles County, the Natural History Museum, London, and the private Mim Mineral Museum in Beirut, Lebanon, [34] [35] have popular collections of mineral specimens on permanent display. [36]


Composition and mode of occurrence of mineral matter in some Colombian coals

The minerals in a range of Colombian coal samples, selected to represent the principal coal-mining regions, have been investigated using low-temperature ashing and quantitative X-ray diffraction techniques, and the results compared to information from chemical analysis and Mössbauer spectroscopy studies. Kaolinite, illite, interstratified illite–smectite and quartz are the dominant mineral matter components in almost all of the coal samples, with small but significant proportions of pyrite (up to around 15% of the mineral matter) being present in around half of the samples studied. Other minerals present in particular samples include chlorite, muscovite, paragonite, ankerite, dolomite, calcite and siderite, along with phosphate minerals apatite and goyazite. Jarosite and coquimbite are also noted in some of the pyrite-bearing coals, probably representing oxidation products of the pyrite developed with exposure or storage. Bassanite is present in the low-temperature ash of some coals, and in one sample occurs along with significant concentrations of hexahydrite, alunogen, tschermigite and paraluminite, all of which were probably derived from interaction of inorganic elements in the organic matter with organic sulphur during maceral oxidation.

Quantitative analysis of the minerals in the low-temperature ash of the coal samples using Rietveld-based X-ray diffraction techniques provides results that are consistent, at least for the most abundant elements, with the chemical composition of the coal ash as determined by standard analysis procedures. The evaluation of mineral-rich concentrates by Mössbauer spectroscopy also provides results consistent with the XRD data, especially as regards pyrite and some of the sulphate components. Optical microscopy indicates that much of the pyrite, and in some cases also the carbonates, occurs as anhedral crystals, finely disseminated in the maceral components, as aggregates of crystals (including pyrite framboids), as fine-grained crystals replacing liptinite, and as fracture fillings. Some sub-angular to rounded quartz grains are also present, possibly of detrital origin, but most other minerals, including the clay minerals, occur mainly as aggregates of intimately admixed mineral and maceral constituents.


Specific Gravity

Density describes how much matter is in a certain amount of space: density = mass/volume.

Mass is a measure of the amount of matter in an object. The amount of space an object takes up is described by its volume. The density of an object depends on its mass and its volume. For example, the water in a drinking glass has the same density as the water in the same volume of a swimming pool.

Gold has a density of about 19 g/cm 3 pyrite has a density of about 5 g/cm 3 —that’s another way to tell pyrite from gold. Quartz is even less dense than pyrite and has a density of 2.7 g/cm 3 .

The specific gravity of a substance compares its density to that of water. Substances that are more dense have higher specific gravity.


Grade 9-12: Geology

A Brief Introduction to Geomagnetism - Background Information
The USGS uses ground-based observatories to provide continuous records of the Earth's magnetic field variations. This simplified description uses images and a time-laps animation to explain phenomena created by the magnetic field that can be easily monitored and studied.

This Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonics - Background Information
"This Dynamic Earth" is one of the most recommended and referenced primers on plate tectonics. Topics include a history of the theory, scientific developments that spurred its development, the mechanics of plate motions, and the relationship of hotspots to plate tectonic theory. A companion best-selling map, "This Dynamic Planet", is also available online or in print.

This Dynamic Planet - Map
Plate tectonics are fully illustrated on this best-selling world map (a companion to "This Dynamic Earth: the Story of Plate Tectonics") showing the locations of plate boundaries, volcanoes, earthquakes, and impact craters. Detailed ocean floor bathymetry and discussions of fundamental components are also featured. A paper version is available for purchase or the map can be downloaded free in PDF format.

Plate Tectonics Tennis Ball Globe - Activity
Create a mini globe that shows the major plate boundaries of the world (scroll to page 15).

National Geologic Map Database - Background Information
This exhaustive database provides bibliographic access to many thousands of geologic, geophysical, and other kinds of maps available in USGS publication, Web sites, and in popular science journals, etc.

Tapestry of Time and Terrain - Map
Shaded relief and geology are combined on this map of the 48 conterminous states. It's a useful resource for discussing physiographic provinces and rocks deposited during different geologic time periods. Download a free PDF or purchase a paper version through the USGS Store. Both versions include an 18-page pamphlet.

The North America Tapestry of Time and Terrain - Background Information
Reveals the geologic history of North America through the interrelation of rock type, topography, and time. Regional surface processes as well as continent-scale tectonic events are exposed in the three dimensions of space and the fourth dimension, geologic time.

Metal Recycling- Background Information
How much metal does the U.S. recycle each year? Annual statistics and information about specific metals can be found here.

Mineral Commodity Statistics and Information- Background Information
Statistics and information about the worldwide supply of, demand for, and flow of minerals and materials essential to the U.S. economy, the national security, and protection of the environment.

Famous Building Stones of Our Nation's Capital - Background Information
Descriptions and examples of all the kinds of stone used in the buildings and monuments in the Washington DC area.

Mineral Commodity Fact Sheets - Background Information
Two-page, easily-understood fact sheets about important mineral commodities. Learn where each mineral comes from, how it's used, and why it's important

Mineral Resource of the Month- Background Information
How is a specific mineral used in the United States? How much of that mineral is produced? These questions are answered in this series of two-page articles written for over sixty different minerals.

USGS Karst Web site- Background Information
Information about USGS research on karst aquifers, which are a vital ground-water resource in the United States.


Extended Data Fig. 1 Soil sampling locations for this study.

Upper-case letters denote NEON sites and lower-case letters denote other sites as defined in Supplementary Table 1. Map tiles by Stamen Design, under CC BY 3.0. Map data by OpenStreetMap, under ODbL.

Extended Data Fig. 2 Summary boxplots of biogeochemical characteristics of sampled soils or nearby plant material.

Thick lines indicate medians, boxes denote upper and lower quantiles, and whiskers denote samples within 1.5x the interquartile range.

Extended Data Fig. 3 13 C CPMAS NMR spectra of all samples following demineralization.

Colors indicate soil order in the US Department of Agriculture soil taxonomy.

Extended Data Fig. 4 Boxplots of SOC functional group fractional abundance as a function of vegetation type (a) and prescribed fire regime (b).

Lignin was significantly greater in forest than grassland/shrubland vegetation (0.23 vs. 0.16, פ = 0.011), and protein was significantly greater in grassland/shrubland vegetation than in forest (0.23 vs. 0.15, פ = 0.025). Char was significantly greater in sites with prescribed fire than without (0.22 vs. 0.16, פ = 0.046). Thick lines indicate medians, boxes denote upper and lower quantiles, and whiskers denote samples within 1.5x the interquartile range.

Extended Data Fig. 5 Correlation heatmap of SOC molecule relative abundance within samples.

The symbols ** and **** indicate corrected פ < 0.01 and פ < 0.0001, respectively.

Extended Data Fig. 6 Pearson correlations between SOC molecule relative abundance and rotated principal components.

RC1, RC2, and RC3 refer to the rotated principal component axes 1–3.

Extended Data Fig. 7

A description of biogeochemical predictor variables used in this study.

Extended Data Fig. 8 Heatmap of correlations between SOC functional groups and biogeophysical predictors.

The symbols *, **, ***, and **** indicate corrected פ < 0.05, פ < 0.01, פ < 0.001, and פ < 0.0001, respectively.

Extended Data Fig. 9 Optimal linear regression models for each rotated principal component (RC) shown in Fig. 2 fit using backwards elimination.

Models are reported for three different datasets/significance criteria: all samples with α = 0.01, all samples with α = 0.05, and all NEON samples with α = 0.05. Model parameter values were calculated using variables standardized by subtracting the mean and dividing by one standard deviation. Values in parentheses are standard errors. Abbreviations for predictors are described in Extended Data Fig. 7.


צפו בסרטון: גאוגרפיה ופיתוח סביבתי (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).