проект "Загадки минералов"
проект по географии (7 класс)

 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 9»

Исследовательский проект на тему:

 «Загадки минералов»

Автор проекта: Ярославцева Екатерина, обучающаяся 7 Б класса

МБОУ «СОШ № 9» г. Троицк

Наставник проекта: Шафигуллина Наталья Рамильевна,

учитель географии

                                                  г.Троицк, 2021г.

Содержание

Введение

Глава 1. Общая характеристика минералов

1.1 История возникновения минералов

1.2. Полезные камни

1.3 Самоцветы

Глава 2. Тайны минералов

2.1.Один из самых загадочных минералов – янтарь.

2.2 Изумруд - сказочный камень!

Глава 3.Минералы Урала

Глава 4. Практическая  часть

Заключение

Список использованной литературы

Введение.

Я выбрала эту тему потому, что я коллекционирую камни уже 3 года, мне очень интересно открывать свойства камней и минералов. Путешествие в мир камня очень увлекательное занятие. Когда я рассматриваю камни, как будто отправляюсь в далекое прошлое нашей планеты и той местности, где я живу.

На Земле бесчисленное множество разнообразных камней: красивых и не очень, разных цветов и форм. Красота! Любуюсь камнями и думаю: ведь в каждом из них есть какая-то тайна и сто загадок. И не все они, наверное, раскрыты и разгаданы. А сколько повидали эти камни на своем веку!

Вот мне и захотелось узнать, какие же секреты они таят в себе. Сколько их, чем отличаются друг от друга, бывают ли съедобные камни, история их появления на Земле, и какую пользу приносят камни людям?

Цель исследования – изучение загадок минералов.

Задачи исследования:

1. изучить историю возникновения минералов;

2.охарактеризовать полезные камни;

3.рассмотреть самоцветы;

4.расскрыть тайну загадочных минералов- янтаря и изумруда;

5.провести эксперимент и анкетирование учащихся нашего класса.

Объектом исследования – являются камни и минералы.

Предметом – свойства камней и минералов.

Проблема: Почему камни разные?

Гипотезы: 

Предположение 1: Допустим, что форма кристалла напрямую зависит от внутреннего строения. 

Предположение 2: Если кристаллы существуют в природе, то о них есть упоминание литературе.

Методы исследования:

1.Сбор информации.

2.Анализ информации.

3.Анкетирование.

4.Систематизация информации.

Глава 1. Общая характеристика минералов

1.1    История возникновения минералов

Минералы появились на самой ранней стадии развития Земли как планеты. Они самые первые свидетели геологической истории Земли.

Земная кора, горные породы, руды и метеориты состоят в основном из веществ, называемых минералами.

Минерал – это природное тело, которое состоит из химических элементов и имеет кристаллическую структуру. Все части минералов однородны, т.е. одинаковы, этим они и отличаются от горных пород, которые состоят из нескольких минералов. Образуются минералы в результате природных физико-химических процессов. В настоящее время установлено более 3900 минеральных видов.

Главный источник образования минералов скрыт от наших наблюдений в недрах земного шара. Здесь, в результате процессов, связанных с внутренним жаром Земли и громадным давлением, так образуется основная масса минералов.

Процессы образования минералов

Большинство минералов являются твердыми (кварц, полевой шпат др.), но есть жидкие минералы (ртуть, вода, нефть) и газообразные (углекислота, сероводород и др.). По условиям происхождения все минералы подразделяют на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.

МАГМАТОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ.

Магматические породы и минералы образуются в результате застывания магмы, которая внедряется в толщу земной коры и изливается на земную поверхность при вулканических извержениях. Полевой шпат, кварц и пириты встречаются в пустотах породы. (Рис. 1)

(Рисунок 1)

ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ.

Минералы образуются в результате взаимодействия факторов атмосферы, гидросферы и биосферы на верхнюю пленку земной коры, а также на уже имеющиеся минералы. (Рис. 2)

(Рисунок 2)

3.МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

Образование минералов происходит в результате изменения горных пород в глубинах земного шара под влиянием господствующих в недрах высоких температур и давлений. (Рис. 3)

(Рисунок 3)

До начала XVI столетия все еще не знали разницы между минералами как таковыми и горными породами, окаменелостями, рудами, а также искусственными продуктами.

Сам термин «минерал», насколько известно, впервые употребил ученый монах XIII в. Альбертус Магнус (Альберт Великий). На средневековой латыни он означал «то, что из рудника», «ископаемое».

Минералы сыграли важнейшую роль в развитии человека и создании цивилизации. В каменном веке люди пользовались кремниевым орудием труда. Около 10000 лет назад человек освоил способ получения меди из руды, а с изобретением бронзы начался новый век – бронзовый. (Рис. 4)

Кремниевые орудия труда          и изделия из бронзы

(Рисунок 4)

Минералы находят широкое применение в повседневной жизни человека. Их используют в пищу, как источник сырья, как предмет искусства и роскоши, и как компоненты высоких технологий. Например, человек ежедневно потребляет в пищу поваренную соль (натрия хлорид), из полевого шпата делают фарфор и зубные пасты. Некоторые минералы служат источниками металлов, из которых делают гвозди и часовые механизмы, провода, компьютеры и множество других вещей. (Рис. 5)

Одним из направлений медицины является литотерапия – лечение камнями. Гипотеза данного лечения гласит, что минералы обладают свойствами излучения и поглощения энергии, которые способны восстанавливать энергетический баланс организма. (Рис.6)

ЛИТОТЕРАПИЯ

(Рисунок 6)

Таким образом, минералы появились на самой ранней стадии развития Земли как планеты. Ежегодно открывается 40-60 новых минералов. Современная жизнь немыслима без камня. 

1.2. Полезные камни

Галит – природный минерал класса галоидов, подкласса хлорид натрия. Для обычного человека – это каменная поваренная соль, которая ежедневно употребляется им в пищу. История минерала уходит в эпоху зарождения жизни на планете, когда вода в мировых океанах уже была соленой. Именно поэтому Древние греки назвали его «галитом», что означает «море», «соль» (Рисунок 1).

Рисунок 1- Галит

Химическая формула галита – NaCl, включает 60,6% хлора и 39,4% натрия. Чистый минерал прозрачный, непрозрачный или просвечивающий, бесцветный или белый со стеклянным блеском. В зависимости от дополнительных примесей может иметь оттенки: при окиси железа – желтые и красные тона, органических включениях – цвета от бурого до черного, примесях глины – серые оттенки. Интересный синий и сиреневый цвет придает галиту примесь сильвина (хлорида калия).

Крупные залежи галита были сформированы сотни миллионов лет назад в Северной Америке и Евразии в Пермский период, когда этим территориям был свойственен жаркий и сухой климат. В современности каменная соль в больших количествах добывается в России – в Соликамском и Соль-Илецком месторождении Урала, Усолье-Сибирском бассейне, расположенном в окрестностях Иркутска, районах Илецка Оренбургской области, Сольвычегодском месторождении Архангельской области, а также Верхнекамском районе, расположенном в окрестностях Перми. Самосадочный галит разрабатывают в Нижнем Поволжье и прибрежных районах озера Баскунчак Астраханской области [1].

Каменный уголь. Каменный уголь – это осадочная порода, которая образуется в результате разложения остатков растительности (папоротников, хвощей, семенных растений). Основными видами угля по классификации являются: уголь антрацит, бурый уголь, каменный уголь. Добыча угля ведётся открытым (карьерным) и закрытым (шахтным) способом. Уголь применяется для отопительных, энергетических, сельскохозяйственных (в виде удобрений) и других отраслях промышленности. Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией (Рисунок 2).

Рисунок 2- Каменный уголь

Гранит. Гранит является распространенной горной кристаллической породой, залежи которой расположены по всей планете. В переводе с латинского «гранит» обозначает «зерно», что характеризует структуру камня. Это застывшая интрузивная магма, которая не успела подняться на земную поверхность, и образовала крупнозернистые кристаллы гранита [5].

Основную долю минерального состава гранита в количестве 60-65% занимают полевые шпаты. 25-30% включений приходится на кварц, и малый процент отводится темноцветным минералам – роговой обманке и биориту. Гранит имеет высокие показатели твердости, прочности и плотности. Камень в 2 раза прочнее мрамора, а его плотность достигает 2600 кг/м³. Он устойчив к низким температурам, влаге и загрязнениям. Камень подвержен плавлению при температуре от +700°С.(Рисунок 3)

Рисунок 3-Гранит.

По химическому составу гранит является кислой породой, состав кислотности которой можно определить по количеству двуокиси кремния. Чем выше процент двуокиси кремния в граните, тем светлее окраска минерала. Месторождения гранита имеют мировые масштабы, и расположены по всей планете. Более 50-ти месторождений гранита разных видов находится в России. Залежами минерала богаты Хабаровский край и Забайкалье, Воронежская, Свердловская и Челябинская области, Карельский перешеек и Урал. 

Мел. Кто из нас не знает мела? Чьи карманы и пальцы не пачкал кусочек легкого камня цвета снега? Кому не известно счастье художественного творчества «мелового» периода? Кто, будучи подростком, не исследовал свойства мела в «пузырящихся» опытах, не рассматривал меловой мазок под микроскопом? 

Минеральный мел – свидетель эпох, миновавших десятки миллионов лет назад. Осознание этого факта меняет восприятие привычного материала. Имея биологическое происхождение, камень мел свойства свои почерпнул у организмов, живших в незапамятные времена. 

Меловым периодом именуется промежуток времени, охватывающий около 80 млн. лет во времена господства динозавров. Теплые и мелкие (30-500 метров глубины) моря той поры давали приют мириадам мельчайших моллюсков, строивших свои скелеты и раковины из добываемого из воды кальция. 

Останки этих существ, скопившиеся в донных отложениях многометровыми пластами, и превратились, в хорошо нам знакомый, мел. В процентном отношении минерал мел разделяется на следующие части: 
обломки скелетов – около 10%. Речь идет не только о простейших существах, но и о многоклеточных животных, наделенных способностью извлечения и концентрации солей кальция в тканях[4].

Таким образом, можно сделать вывод, что есть полезные камни, такие как: галит – природный минерал; каменная поваренная соль, которая ежедневно употребляется им в пищу; каменный уголь был первым, из используемых человеком, видов ископаемого топлива; гранит имеет высокие показатели твердости, прочности и плотности; хорошо нам знакомый, мел. 

1.3 Самоцветы

Камни-самоцветы олицетворяют красоту, которую преподносит нам природа. День ото дня, год за годом, она растит в своих недрах сказочное великолепие, что предстает перед нами в виде дивных линий и причудливых цветов, и оттенков камней-самоцветов. (Рисунок 4)

Рисунок 4-Камни-самоцветы

Природа насчитывает огромное количество цветных, полудрагоценных и драгоценных камней, приблизительно около 160 видов, но особенно ценных среди них всего около тридцати видов – алмаз и сапфир, рубин и изумруд, турмалин, топаз, александрит, опал, аметист, бирюза, жемчуг – эти камни особо ценятся.

Первые упоминания о самоцветах найдены на глиняных табличках Вавилона, которые были созданы около шести тысячелетий назад, и рассказывали о священных амулетах- талисманах из сердолика, нефрита и лазурита. В Древнем Египте любовь к драгоценным камням было просто огромной – их использовали для украшения одежды, зданий, мебели и даже кухонной утвари. Египтянам были известны практически все драгоценные камни.

Во времена Средневековья очень многие ученые увлеклись изучением магических свойств камней, описывались минералы и их целебные и магические свойства.

Но привлекали к себе людей гораздо больше не магические свойства, а красота камней – кольца, серьги, ожерелья, изготовленные ювелирами, украшали королей, царей, а об украшениях калифов и раджей, ходят легенды, им до сих пор нет аналогов

Современная фармакология использует для приготовления различных лекарств более 50 различных минералов. Считается, что минералы координируют циркуляторную систему сосудов и деятельность мозга.

∙                     Авантюрин – уравновешивает эмоции, сохраняет радостное настроение, ясность ума.

∙                     Аквамарин – снимает стрессовое состояние, устраняет фобии.

∙                     Александрит – успокаивает, способствует открытости, общению.

∙                     Алмаз – улучшает функции мозга, усиливает энергетику абстрактного мышления, увеличивает контактность.

∙                     Аметист – снимает головную боль, бессонницу, укрепляет эндокринную систему, увеличивает активность правого полушария мозга.

∙                     Бирюза – уравновешивает эмоции, укрепляет чувство взаимопонимания.

∙                     Жемчуг – укрепляет память, приносит покой и умиротворение.

∙                     Изумруд – устраняет аффекты.

∙                     Кораллы – укрепляют память, избавляют от тиков, контролируют эмоции.

∙                     Лазурит – улучшает остроту зрения, уменьшает боли.

∙                     Малахит – стимулирует работу сердца, кровеносных сосудов, легких.

∙                     Нефрит – стимулирует работу почек.

∙                     Опал – усиливает чувство интуиции.

∙                     Сапфир – помогает при лечении диабета, нарушений костной системы, избавляет от бессонницы.

∙                     Сердолик – укрепляет зубы, стимулирует речь.

∙                     Топаз – влияет на щитовидную железу.

∙                     Хрусталь – улучшает кровь, стимулирует гипофиз и эпифиз.

∙                     Янтарь – стимулирует нервную систему, улучшает дыхательную систему, повышает гемоглобин в крови [7].

Вывод. Природа насчитывает огромное количество цветных, полудрагоценных и драгоценных камней, приблизительно около 160 видов, которые привлекали к себе людей магическими свойствами, лечебными воздействиями и красотой камней. 

Глава 2. Тайны минералов

2.1.Один из самых загадочных минералов – янтарь.

  Тема слез присутствует почти во всех легендах о янтаре. Нередко повествуется в них о трагедиях космического масштаба. Во всех легендах янтарь - это вес точка из прошлого, хранящая в себе некий тайный смысл. Прочесть «послание» пытаются многие - и каждый народ делает это по-своему.

  На Руси янтарь назывался «Алатырь» или «латырь-камень». Есть у русского народа и сказка-притча про певучий камень, услышать который способен только человек с чистым сердцем (Рисунок 5).

Рисунок 5-Янтарь

Люди верили, что янтарь «вытягивает» из организма болезнь и «притягивает» удачу – так же, как притягивает мелкие предметы, если его слегка потереть.  Считалось, что украшения из янтаря отводят беду, ограждают от дурного глаза, приносят успех в любовных делах, делают человека сильнее и умнее...

  Безусловно, янтарь благотворно влияет на нервную систему, его «солнечный» цвет приятен для глаз, а прикосновение к теплой гладкой поверхности не только доставляет удовольствие, но и помогает сосредоточиться, придает уверенность в себе [8].

  Кроме того, говорят, что постоянное ношение украшений из янтаря улучшает самочувствие при заболеваниях щитовидной железы, снимает боль при воспалении суставов, отложениях солей.

2.2 Изумруд - сказочный камень!

  Ярко-зеленый берилл - изумруд без изъянов вошел в пословицу как не достижимое совершенство. Бездефектные (вернее, мало дефектные) прозрачные ярко-зеленые изумруды дороже алмазов.

Оправленный в золото изумруд – это идеальный антидемонический амулет и один из самых могущественных талисманов, стимулирующий все лучшее в чело веке. По европейским поверьям, он символизирует любовь и успех, верность и чистоту, по восточным - веру, мужество и предвидение; в России - это самоцвет надежды, мудрости и хладнокровия, индикатор женского постоянства. Этот камень радости и веселья призван вдохновлять на творчество художников, поэтов и музыкантов (Рисунок 6).

Рисунок 6- Изумруд

Согласно легендам, он при должном прилежании и старании своего владельца и при наличии у него определенных способностей ведет к славе. В средние века в Европе им награждали победителей в соревнованиях бардов. Легенды гласят, что этот самоцвет покровительствовал Петрарке, Данте и Байрону. Он обостряет ум и память, оживляет изобретательность и сообразительность, отгоняет душевную тоску и меланхолию, дарует всем веселье и радость [9].

Даже видеть изумруд во сне считалось - к веселью, тем более что сны у человека, носящего этот самоцвет, сбывались особенно часто. Устраняет горести и защищает от весьма назойливых посетителей, дарит проницательность и интуицию, душевную гармонию и надежду, развивает талант и изящество, поощряет чувство собственного достоинства, стимулирует речь и красноречие, хранит любовь и супружескую верность.

Изумруд дает силу предвидения и символизирует надежду. Если поглядеть на него с утра, то весь день будет легким, и этому человеку будет сопутствовать удача.

 Глава 3.Минералы Урала 

 3.1. Минералы Урала

Я узнала из сети Интернета, что Урал - район с которого началась минералогическая слава России. Сегодня в этом район находят множество интересных минералов для коллекций. На Урале находят практически все известные минералы, золото, платина, топаз, гематит, изумруд, пирит, хризолит и другие. Пожалуй, ни одна страна, ни один уголок нашей планеты не может сравниться с нашим седым Уралом по богатству и разнообразию минеральных ресурсов.

Особенно много различных минералов встречается в Ильменских горах, на территории Челябинской области, недалеко от города Чебаркуль. Там находится знаменитый Ильменский заповедник. Я побывала в этом заповеднике. В музее представлены образцы горных пород и минералов Ильменских гор. Там, представлены 764 минеральных вида и их разновидностей. Также я был на выставке минералов в Краеведческом музее города Челябинска. Мне очень понравилось на этих выставках. Там я увидел множество камней, различных минералов, очень красивых и разнообразных. Я узнал, что некоторые камни, найденные мной, являются минералами, например, горный хрусталь.
Горный хрусталь встречается на Урале почти повсеместно. Цветные разновидности горного хрусталя имеют свои названия. Горный хрусталь, кристаллический кварц, относится к наиболее распространенным минералам на земле.

Я узнал из Интернета, что искать минералы для коллекции можно везде! В первую очередь, конечно, на различных рудниках и карьерах, а также в скалах, осыпях, речных каньонах, речной гальке. Камни для коллекций находят даже на склонах железных и автомобильных дорог, в строительных котлованах, различных канавах.

 В гальке горного хрусталя одной из Уральских речек живет яркая радуга

Отдельные кристаллы и включения пирита в жильном кварце, золото гор. Встречается в горах Урала почти повсеместно.

 Асбест

 Графит используется в ядерной физике

 Глава 4. Практическая часть

     Узнав, что минерал можно вырастить в домашних условиях, я решилась на этот эксперимент. В природе минералы зачастую формируются в водных минерализованных растворах. Этот же принцип я использовала и дома. Все, что нужно - выбрать, какой именно минерал вы бы хотели. Я решила вырастить дома восхитительный синий минерал халькантит. Мне понадобилось:

100 грамм медного купороса, банка, 100-150 мл воды, нитка, карандаш. 

Наливаем в банку 150 мл горячей воды. Из пакетика с медным купоросом выбираем самые крупные зерна, привязываем к нитке, а нитку к карандашу. Таким образом, карандаш будет лежать на горлышке банки, и держать зерно в воде. Остальное содержимое пакетиков высыпаем в банку. Вода должна быть горячей. Хорошенько размешиваем, чтобы добиться перенасыщенного раствора. Раствор должен быть темно-синего цвета. В дальнейшем на дне банки будет образовываться осадок, раствор избавится от перенасыщения, цвет изменится на голубой. Когда температура достигнет комнатных значений, опустите в раствор ранее заготовленные зерна на нитке. Как только начнется выпадение осадка, зернышко начнет расти. Минерал растет около 4 дней. Один раз в день кристалл необходимо вытаскивать и нагревать раствор, размешивать осадок, снова остужать раствор и опускать зерно купороса. Для ровных краев будущего кристалла наросты с нитки можно счищать или растворять. Спустя несколько дней достаем минерал, сушим, обрезаем нитку. (Рисунок 7)

Рисунок 7- Результаты моего эксперимента

     Познакомившись ближе с минералами, я решил узнать, что знают о них мои одноклассники. В ходе исследования было опрошено 26 человек, мной была составлена и проведена анкета, в которой были следующие вопросы:

1. Знаете ли вы, что такое минерал?

2.  Знаете ли вы, как образуются минералы?

3. Хотели бы вы узнать об интересных фактах о минералах? 

4. Хотели бы вы попробовать вырастить минерал в домашних условиях?

5. Знаете ли вы, почему янтарь считается одним из самых загадочных минералов?

   Таким образом, большинство опрошенных знают, что такое минерал. Из 26 человек, половина знает, как образуются минералы.

Ответ на следующий вопрос меня поразил: 23% опрошенных знают самые интересные факты о минералах. Многих опрошенных этот вопрос заинтересовал, и они хотели бы узнать подробнее об этих фактах. На следующий вопрос все ребята ответили положительно.

На вопрос «Знаете ли вы, почему янтарь считается одним из самых загадочных минералов?» правильно ответили 45%, остальные были рядом, но ответили не верно.

Заключение

Проведя свое исследование, я установила, что:

• из камней, как из кирпичиков, состоит окружающий нас мир неживой природы;
• известно около 3900 видов минералов;
• процесс образования минералов происходит глубоко в недрах Земли;
• единственный минерал, который можно употреблять в пищу – галит, или поваренная соль;
• минералы широко применяются в строительстве и промышленности;

На основе полученных мной данных можно сделать вывод, что наша жизнь без минералов была бы значительно сложнее, мир минералов не исследован до конца и таит в себе много загадок, прямо под ногами можно найти как известные науке минералы, так и открыть новые. В процессе исследования я много узнала нового и многому научилась:

Я научилась искать нужную информацию в Интернете, оформлять текстовый документ, работать с фотографиями и иллюстрациями.

Я составила анкету и на ее основе провела социологическое исследование среди моих друзей и знакомых.

В результате исследования я подтвердила гипотезы, что форма кристалла напрямую зависит от внутреннего строения и если кристаллы существуют в природе, то о них есть упоминание литературе.

Список использованной литературы

1. Большая серия знаний. Планета Земля. – М.: ООО «Мир книги», 2016.

2. Кэрол Варли, Лайза Майлз. Всемирная география. Энциклопедия. – М.:    РОСМЕН, 2017.

3.Минералы. Сокровища Земли. – ООО «Де Агостини», 2019.

4.Кантор Б.З. «Мир минералов, книга для взрослых и детей» Москва, Ассоциация «Экост», 2016 год

5.CD-диск, Большая Детская Энциклопедия «Камни и минералы, незаменимое пособие для любознательных школьников» ООО «Издательство», Россия, 2020 год.

6.Минералы и их разновидности. https://catalogmineralov.ru/mineral/(дата обращения 25.01.2021)

7.Что такое минералы и какие камни к ним относятся?

https://vseprokamni.ru/vidy/drugie/chto-otnositsya-k-mineralam.html 

(дата обращения 25.01.2021)

8. Вся правда о янтаре https://zen.yandex.ru/media/id/5b61ddc6e9151400a9f49413/ vsia-pravda-o-iantare-proishojdenie-chto-lechit-komu-podhodit-5d73509106cc4600acc0c2cc

(дата обращения 25.01.2021)

9.Древний изумруд https://pulskamnya.ru/dragotsennie/izumrudy/istoriya (дата обращения 25.01.2021)

10.Камни самоцветы https://moikamni.info/drugoe/samocvety (дата          обращения 25.01.2021)