Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Херсонський державний університет

Кафедра екології та географії

Геологія загальна та історична

Методичні рекомендації до лабораторних занять з мінералогії

Для студентів Інституту природознавства

Спеціальності

6.010103. Географія

(для денної та заочної форми навчання)

Давидов О.В.

Херсон - 2011

Геоморфологія

Методичні рекомендації до лабораторних занять

Автор: Давидов О.В. - кандидат географічних наук, завідувач кафедри екології та географії ХДУ

Рецензенти:

Шуйський Ю.Д. - доктор географічних наук, професор, завідувач кафедри фізичної географії та раціонального природокористування ОНУ.

Богадьорова Л.М. - кандидат географічних наук, доцент кафедри соціально-економічної географії.

Теми лабораторних робіт:

№ лабораторної роботи	Тема лабораторної роботи	Кількість годин	Сторінки
Модуль 1. Основи кристалографії та мінералогії
Лабораторна робота № 1.	Морфологія, властивості й елементи симетрії кристалів	2
Лабораторна робота № 2.	Фізичні властивості мінералів, методика їх визначення, форми знаходження	4
	Визначник мінералів
Лабораторна робота № 3.	Головні породоутворюючі мінерали з класів самородних елементів та сульфідів	2
Модуль 2. Головні породоутворюючі мінерали
Лабораторна робота № 4.	Головні породоутворюючі мінерали з класів галоїдних сполук та сульфатів	2
Лабораторна робота № 5.	Головні породоутворюючі мінерали з класу окислів та гідроокисів	2
Лабораторна робота № 6.	Головні породоутворюючі мінерали з класів карбонатів та фосфатів	2
Лабораторна робота № 7.	Головні породоутворюючі мінерали з класу силікати	4

Модуль 1. Основи кристалографії та мінералогії

Лабораторна робота № 1

Тема: Морфологія, властивості й елементи симетрії кристалів

Мета роботи: ознайомитися із особливостями кристалічної будови мінералів, визначити морфологічні особливості та елементи симетрії кристалів, навчитися визначати кристалографічні сингонії.

Лабораторне обладнання: колекція кристалів різних мінералів, колекція моделей кристалів.

Хід роботи

Завдання 1.

Ознайомитись з теоретичними основами кристалографії, вивчити елементи геометричної кристалографії та дослідити кристалографічні сингонії.

Морфологічні особливості кристалів

У кожному кристалі можна розрізнити грані, ребра і вершини. Гранями називаються плоскі обмеження кристалів; лінії, що розділяють грані, утворюють ребра; кутова точка, в якій перетинаються кілька граней, представляє вершину кристалу.

При сприятливих умовах припливу однорідної речовини до зростаючого кристалу він розвивається в правильний багатогранник.

У природі такі умови можуть спостерігатися виключно рідко, тому кристали зазвичай мають неправильні форми. Більшість мінералів утворює мікрокристали і зустрічається у вигляді дрібнокристалічних або зернистих мас.

Завдяки тому, що кути між відповідними гранями у кристалів одного і того ж мінералу постійні, вдається встановити справжню форму кристалу, навіть вивчаючи спотворені форми.

породоутворюючий мінерал кристалографія мінералогія

Існує закон сталості граних кутів у кристалах. Цей закон говорить: кристали одного і того ж мінералу можуть мати різну форму, величину і число граней, але кути між відповідними гранями завжди будуть постійними. Кути між гранями кристалів вимірюються за допомогою гоніометру (кутоміра).

Елементи симетрії

У ідеально утворених кристалів спостерігається симетрія. Симетрією кристалу називається закономірне повторення граней, ребер і вершин.

У кристалах спостерігаються наступні елементи симетрії:

1 - Площина симетрії - це уявна плоскість, яка ділить кристал на дві рівні частини, причому одна з частин є як би дзеркальним відображенням іншої. У кристалі може бути кілька площин симетрії. Площина симетрії позначається літерою Р.

2. Вісь симетрії - лінія, при обертанні навколо якої на 360° кристал кілька разів повторює своє початкове положення в просторі. Вісь симетрії позначається літерою L. У кристалі може бути декілька осей симетрії;

а) вісь симетрії другого порядку (L2), коли при обертанні навколо цієї осі на 360° кристал повторює своє початкове положення в просторі два рази;

б) вісь симетрії третього порядку (L3), коли при обертанні навколо цієї осі кристал повторює своє початкове положення в просторі три рази;

в) вісь симетрії четвертого порядку (L4), коли при обертанні навколо цієї осі кристал повторює своє початкове положення в просторі чотири рази;

г) вісь симетрії шостого порядку (L6), коли при обертанні навколо цієї осі кристал повторює своє початкове положення в просторі шість разів.

Вісь симетрії п'ятого порядку в кристалах не спостерігається, а вісь симетрії першого порядку в кристалографії не враховується.

3. Центр симетрії - уявна точка, розташована всередині кристала, в якій перетинаються і діляться навпіл лінії, що з'єднують відповідні точки на поверхні кристала. Центр симетрії позначається літерою С.

Сингонії

Все різноманіття кристалів, що зустрічаються в природі об'єднується в сім сингоній (систем) за наявними в них елементами симетрії: I) кубічна,

2) гексагональна,

3) тетрагональна,

4) тригональна,

5) ромбічна,

6) моноклінна,

7) триклинна. Наведені вище сингонії об'єднуються в три групи: вищі, середні і нижчі.

Вища сингонія

Характерною особливістю вищої сингонії є наявність більше однієї осі симетрії вищого найменування (осями вищого найменування вважаються L⁶, L⁴, L³). До вищої сингонії відноситься кубічна сингонія - найбагатша на елементи симетрії.

Кристали, які відносяться до кубічної сингонії - ізометричні. Кристали кубічної форми утворює кам'яна сіль, у вигляді октаедрів зустрічається магнітний залізняк, ромбічний додекаедр характерний для гранатів і т.д.

Середня сингонія

Кристали пов'язані з середніми сингоніями, мають лише одну вісь симетрії вищого найменування, інші осі симетрії - виключно другого порядку (L²). До середніх сингоній відносяться: гексагональна, тетрагональна, тригональна.

У кристалах, що відносяться до гексагональної сингонії, єдиною віссю симетрії вищого найменування є вісь шостого порядку (L⁶), в кристалах тетрагональної сингонії цієї єдиної віссю симетрії вищого найменування є вісь четвертого порядку (L⁴), а в кристалах тригональної сингонії - вісь третього порядку (L³).

В гексагональній сингонії кристалізується мінерал апатит, в тригональній сингонії кристалізується кальцит, в тетрагональній сингонії - мідний колчедан.

Нижчі сингонії

У кристалів, що відносяться до нижчих сингоній, немає жодної осі симетрії вищого найменування (можуть бути лише осі симетрії другого порядку). До нижчих сингоній відносяться: ромбічна, моноклінна, триклинна.

Кристали ромбічної сингонії мають більше однієї осі симетрії другого порядку (L²). Кристали моноклінної сингонії мають лише одну вісь симетрії другого порядку (L²). Кристали триклинної сингонії не мають жодної осі симетрії. У ромбічну сингонію кристалізується самородна сірка.

Завдання 2.

Розглянути моделі кристалів та визначити в них кількість морфологічних елементів. До морфологічних елементів відносять: грані, ребра, вершини; підрахуйте їх кількість, результати запишіть у зошит.

Завдання 3.

Розгляньте моделі кристалів. Визначте в них елементи симетрії: центр симетрії, площину симетрії та осі симетрії. Для визначення наявності центра симетрії необхідно покласти кристал на рівну поверхню, якщо хоч одна грань кристалу буде не паралельна цій поверхні, то в такому кристалі центра симетрії не існує.

Щоб визначити кількість площин симетрії необхідно кристал уявно поділити на дві дзеркально рівні частини. Площина може проходити тільки через ребра, або через середини граней, або і через ребро та середину грані.

Щоб визначити кількість та порядок осі симетрії необхідно крутити фігуру кристала навколо уявної осі симетрії, кількість суміщень однакових елементів морфології означає порядок осі. Результати дослідження запишіть у зошит.

Завдання 4.

Напишіть формули кристалів. Спочатку пишуть кількість осей симетрії та їх порядок (ось симетрії позначається літерою L), потім пишуть кількість площин симетрії (площа симетрії позначається літерою Р), наприкінці формули літерою С позначається центр симетрії. Наприклад: 3L⁴ 4L³ 6L² 9PC

Завдання 5.

Розгляньте формули кристалів та на основі цього віднесіть їх до тієї чи іншої сингонії (системи). Системи: кубічна, гексагональна, тетрагональна, тригональна, ромбічна, моноклінна, триклинна.

Питання для самоконтролю:

1. Які існують елементи обмеження кристалів?

2. Що називається симетрією в кристалах?

3. Скільки буває в кристалах площин симетрії?

4. Дайте визначення поняттю сингонія.

5. Які існують сингонії?

Завдання для самостійної роботи:

1. Проаналізуйте матеріали з основ кристалографії та опишіть кристали яких мінералів відносяться до відомих сингоній, до кожної сингонії віднесіть не менше трьох мінералів, замалюйте форму кристалів досліджених мінералів.

2. Напишіть реферат на тему: "Чарльз Лайель - видатний геолог".

Література:

1. Павлинов В.Н. и др. Пособие к лабораторным занятиям по курсу общей геологии. - М.: Недра, 1970. - 192 с.

2. Каденская М.И. Руководство к практическим занятиям по минералогии и петрографии. - М.: Просвещение, 1976, - 240 с.

3. Музафаров В.Г. Определитель минералов, горных пород и окаменелостей. - М.: Недра, 1979. - 327 с.

4. Миловский А.В. Минералогия и петрография. - М.: Недра, 1985. - 432 с.

5. Сивий М.Я., Свинко Й.М. Геологія. Практикум. - К.: Либідь, 2006. - 248 с.

Лабораторна робота № 2

Тема: Фізичні властивості мінералів, методика їх визначення, форми знаходження

Мета роботи: ознайомитися із фізичними властивостями та формами знаходження мінералів, їх загальною характеристикою та різноманіттям, а також методикою їх визначення.

Лабораторне обладнання: колекція мінералів, шкала твердості, препарувальні голки, збільшувальні скельця, соляна кислота.

Хід роботи

Завдання 1.

Ознайомтесь із поняттям фізичні властивості мінералів та їх характеристикою. Розгляньте колекцію мінералів та визначте їх фізичні властивості та різноманіття.

фізичні властивості мінералів

Кожен мінерал характеризується певним хімічним складом і має характерну для нього внутрішню будову. Ці дві важливі особливості обумовлюють досить постійні та індивідуальні фізичні властивості мінералів. У кожного мінералу є свої, властиві лише йому ознаки. Для одних мінералів постійною ознакою є колір, для інших твердість, для третіх щільність, для четвертих форма кристалів і т.д.

При визначенні мінералів за зовнішніми ознаками необхідно звертати увагу в першу чергу на загальні для всіх мінералів ознаки, а потім переходити до розгляду індивідуальних особливостей окремих мінералів. У першу чергу звертається увага на блиск мінералів, після цього на твердість, на колір, на риску і т.д.

Блиск. Мінерали бувають блискучі і матові - коли блиск у мінералів відсутній, наприклад у піролюзиту. Більшість мінералів має здатність відбивати від своєї поверхні світло, що й обумовлює блиск мінералів.

Мінерали по блиску легко діляться на дві групи: ті, що мають металевий блиск і ті, що мають неметалевий блиск.

Блиск металевий.

1. Металевий блиск нагадує блиск поверхні свіжого зламу металів. Його добре видно на не окислених поверхнях зразків. Мінерали, з металевим блиском, непрозорі і більш важкі порівняно з мінералами, що мають неметалевий блиск. Іноді завдяки процесам окислення мінерали, що мають металевий блиск, покриваються матовою кіркою. Всі так звані "блиски" і "колчедани" мають металевий блиск.

Металевий блиск характерний для мінералів, які являються рудами різних металів. Металевий блиск зазвичай спостерігається у самородних елементів, у сірчистих сполук і у деяких окислів. Прикладами мінералів, які мають металевий блиск, можуть служити: золото, сірчаний колчедан, свинцевий блиск.

2. Металовидний блиск - більш тусклий, як у металів, що стали тусклими від часу. Металовидний блиск спостерігається у мінералів, які також є рудами різних металів (залізиста цинкова обманка, бурий залізняк, магнітний залізняк).

Блиск неметалічний

Неметалічний блиск може бути різним.

1. Скляний блиск нагадує блиск поверхні скла. Часто спостерігається у галогенів, оксидів, карбонатів, силікатів. Скляним блиском володіють: кам'яна сіль, гірський кришталь.

2. Алмазний блиск - сильний, іскристий блиск, що нагадує скляний. Приклади: алмаз, сфалерит.

3. Перламутровий блиск, аналогічний блиску перламутру (відливає райдужними квітами). Спостерігається переважно у мінералів з добре вираженою спайністю, на площинах спайності. Цей блиск часто спостерігається на площинах спайності у кальциту, слюди.

4. Шовковистий блиск - мерехтливий. Він виключно характерний для мінералів, що мають волокнисту і голчасту будову. Приклади: азбест, селеніт (голчастий гіпс).

5. Жирний блиск характеризується тим, що поверхня мінералу як би змазана жиром. Особливо типовий для м'яких мінералів, наприклад для тальку.

6. Восковий блиск - подібний до жирного, але більш слабкий. Прикладом може служити халцедон.

Велика частина мінералів має неметалічний (переважно скляний) блиск. Набагато менше мінералів з металевим блиском. Блиск необхідно спостерігати на свіжому зламі мінералу. При визначенні блиску колір мінералу, не приймається до уваги.

Твердість

Твердість - це опір твердого тіла руйнуванню в поверхневому шарі при силовому впливі на нього. Якщо випробуваний мінерал м'якше, ніж той предмет або мінерал, яким ви дряпаєте по його поверхні, то на ньому залишається слід - подряпина.

Твердість мінералів залежить від характеру сил зчеплення між частинками речовини, що визначається формою кристалічної решітки, тобто взаємним розташуванням частинок. Якщо енергетичний зв'язок між частинками сильніший, тоді і твердість вища. Кристалічні речовини, у яких будова відрізняється в різних напрямах, мають і різну твердість у цих напрямках.

По твердості мінерали можна розділити на чотири групи.

1. М'які мінерали - ніготь залишає на них подряпину (тальк, графіт, гіпс). М'які мінерали легко кришаться нігтем, бруднять руки, ними можна писати.

2. Мінерали середньої твердості - ніготь не залишає на них подряпини; мінерал не залишає подряпини на склі (ангідрит, кальцит, мідний колчедан). Мінерал середньої твердості залишає подряпину на нігті.

3. Тверді мінерали - залишають подряпину на склі, але не залишають її на гірському кришталі (кварц, польові шпати, сірчаний колчедан).

4. Дуже тверді мінерали - залишають подряпину не тільки на склі, а й на гірському кришталі (топаз, корунд, алмаз). Дуже тверді мінерали зустрічаються тільки в групі з неметалічним блиском.

Для визначення твердості мінералу необхідно вибрати чисті ділянки (можуть бути присутніми у невеликій кількості інші мінерали). Після випробування треба стерти порошок з поверхні зразка, тобто роздроблені частки, і переконатися, що на зразку справді залишився слід (подряпина), оскільки порошок міг утворитися з того предмета, яким дряпали мінерал.

Колір. Тверді і дуже тверді мінерали в подальшому діляться за кольором. Колір у мінералів буває найрізноманітніший. Для деяких мінералів колір є постійної ознакою. Так, наприклад, у піриту колір світлий латунно-жовтий, у малахіту - зелений, у азуриту - синій, у золота - золотисто-жовтий і т.д.

Для більшості мінералів ця ознака непостійна. Польові шпати бувають білого, жовтого, червоного, зеленого, темно-сірого кольорів. Кальцит зустрічається безкольоровий, білий, жовтий, зелений, блакитний, фіолетовий, бурий, чорний. Тому не слід визначати мінерали тільки за кольором, завжди потрібне додаткове визначення інших ознак.

Колір мінералу залежить від їх хімічного складу, від наявності сторонніх домішок, від стану атомів і іонів всередині кристалу, від розсіювання променів світла всередині мінералу, від інтерференції і дифракції світлових хвиль.

Забарвлення мінералів визначається в першу чергу їх хімічним складом. Кожен хімічний елемент, що входить до складу мінералів, і кожна хімічна сполука надає їм певне забарвлення. Мінерали, що містять вуглекислі сполуки міді - зеленого або синього кольору (малахіт, азурит). Мінерал корунд в чистому вигляді безбарвний і прозорий, а при наявності домішки Сг₂О₃ має зелений колір (смарагд). Мінерали, що містять закис заліза, пофарбовані в зелений, зелено-жовтий або зелено-бурий колір (хризоліт, зелений хлорит). Мінерали, які вміщують окис заліза, набувають червоний, бурий, червоно-бурий, охряно-жовтий кольори (рожевий кварц, червоний залізняк, бурий залізняк).

Наявність навіть мізерної кількості домішок вистачає, щоб мінерал отримав нове забарвлення. Темний колір деяких різновидів цинкової обманки обумовлений домішкою заліза. Силікати, що містять залізо і магній, чорного або темно-зеленого кольору. Червоний і жовтий кольори агату, польового шпату обумовлені наявністю дрібних лусочок гематиту. Іноді спостерігається забарвлення, що виникає від розсіювання білого світла (благородний опал, діамант, лабрадор).

Для визначення кольору мінералів необхідно отримати свіжий злам. За кольором мінерали поділяються на шість груп:

1) колір білий, сіруватий або мінерал безбарвний;

2) колір жовтий, бурий, коричневий, рожевий, червоний;

3) колір зелений;

4) колір блакитний, синій, фіолетовий;

5) колір темно-сірий, чорний;

6) забарвлення мінералу строкате, багатобарвне, зональне.

Риска мінералів. М'які мінерали і мінерали середньої твердості діляться за кольором риски. Колір порошку у деяких мінералів не відрізняється від кольору самого мінералу, але зустрічаються й такі мінерали, колір порошку яких різко відрізняється від кольору мінералу, і в такому випадку це має важливе значення при визначенні. Наприклад, у мінералу піриту колір-світлий латунно-жовтий, порошок - чорний зі слабким зеленуватим відтінком. Кальцит буває безбарвний, білий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий, чорний. Порошок у кальциту білий, незалежно від кольору мінералу.

Для одержання порошку мінералу застосовується матова фарфорова пластинка, так званий "бісквіт". Якщо провести мінералом по поверхні бісквіту, мінерал залишає на її поверхні слід (риску).

Більшість твердих мінералів риски не дає, дуже тверді мінерали (усі без винятку) риски не дають. Ці мінерали можуть дряпати бісквіт і створювати уявлення риски. Можна вважати, що мінерал дає риску, якщо вона стирається пальцем.

Бісквіт можна замінити осколком фарфорового посуду знявши з нього наждачним папером або напилком гладкий шар глазурі. У разі відсутності фарфорового посуду досить подряпати мінерал ножем і отримати тонкий порошок.

Для визначення кольору риски необхідно цей порошок розмазати на білому папері. За кольором риски виділяються п'ять груп:

1) риска біла або риски не дає,

2) риска жовта, помаранчева, бура, коричнева, червона,

3) риска блакитна, синя, фіолетова,

4) риска зелена,

5) риска сіра до чорної.

Побіжалість. Деякі мінерали, особливо ті, які містять мідь, на своїй поверхні мають різнокольорову тонку плівку: рожеву, червонувату, жовтувату, блакитну та ін., обумовлену процесами хімічного вивітрювання. Колір цієї плівки відрізняється від кольору самого мінералу. Це явище отримало назву побіжалості. Вона особливо характерна для халькопіриту. У халькопіриту колір латунно-жовтий. На поверхні халькопіриту нерідко в результаті хімічної реакції утворюється плівка райдужного або синього кольору. Побежалість спостерігається тільки у мінералів з металевим блиском.

Горючість і плавкість мінералів. М'які і середньої твердості мінерали, які мають неметалевий блиск, надалі поділяються на дві групи: на мінерали, які легко плавляться або горять, і на тугоплавкі і негорючі мінерали.

До горючих та легкоплавких мінералів можна віднести сірку самородну. Одні мінерали плавляться і спалахують від сірника, інші - від свічки. При горінні мінералів виділяються гази різного складу, які мають різний запах. Так, наприклад, сірку самородну іноді буває важко відрізнити від бурштину по зовнішнім ознакам. Обидва мінерали характеризуються легкоплавкістю і здатністю горіти. Відрізняються вони за запахом газів, що утворюються при горінні: самородна сірка виділяє запах різкий, задушливий; янтар - приємний, ароматичний.

Якщо з'явиться необхідність досліджувати мінерал на горіння або плавкість, слід відколоти від нього маленький шматочок, затиснути його кінчиком пінцета і ввести в полум'я свічки, спиртівки або газового пальника.

Розчинність мінералів у воді. Мінерали відрізняються різним ступенем розчинності. Деякі з них досить легко розчиняються у воді, такі як кам'яна сіль, сильвін, карналіт, мірабіліт. Більшість мінералів, легко розчиняються у воді, мають смак і за цією ознакою легко відрізняються від інших мінералів. Дещо гірше розчиняються у воді гіпс, ангідрит, кальцит, доломіт, магнезит. Вони не мають смакових якостей. Інші фундаментальні мінерали розчиняються у воді погано або практично не розчиняються у воді. У групі м'яких і середньої твердості мінералів, що володіють неметалевим блиском і мають білу риску, можна виділити мінерали, що відрізняються смаковими якостями (наприклад, кухонна сіль).

Розчинність мінералів в кислотах. Деякі мінерали, що мають у своєму складі вуглекислі солі, під дією соляної кислоти (10 % розчин) виділяють у вигляді бульбашок вуглекислий газ (таку ж дію надає оцтова кислота).

Особливо добре розчиняються в кислотах вуглекислі з'єднання - карбонати: кальцит, доломіт, магнезит, сидерит, малахіт, азурит. За цими ознаками вони легко відрізняються від схожих з ними за зовнішнім виглядом сірчанокислих сполук - сульфатів, які в кислотах розчиняються дуже складно. Деякі мінерали, наприклад кварц, не розчиняються в соляній, азотній, сірчаній кислотах, але розчиняються в плавиковій кислоті. Є мінерали, які взагалі не розчиняються в кислотах. До них відносяться золото, платина та ін.

Після того як проведено поділ на групи по блиску, твердості, по рисці, за кольором і т.д., всередині групи звертається увага на спайність, злам, щільність.

Спайність. Спайність виражається в тому, що в певних напрямках мінерали мають меншу здатність опиратися зовнішньому фізичному впливу - в цьому напрямку вони легше розколюються і дають рівні, гладкі, блискучі поверхні спайності.

Спайність - одна з найцікавіших особливостей кристалічних мінералів: вона обумовлена закономірним розташуванням атомів і іонів всередині кристалів і пояснюється тим, що в просторовій решітці існують плоскі сітки, тяжіння між якими найменше, внаслідок, наприклад, більшої відстані між системами атомів або іонів.

Спайність у різних мінералів виражена в різній степені. Вона може бути:

1) досить досконалою, коли мінерали легко розщеплюються в одному напрямку на рівні пластинки, наприклад, слюда, мар'їно скло;

2) досконалою, коли мінерали розколюються за певними напрямами і дають рівні, блискучі поверхні спайності. Досконала спайність у одних мінералів може бути виражена в одному напрямку, наприклад у топазу, вольфраміту; у інших - у двох напрямках, польові шпати або в трьох напрямках - кам'яна сіль, свинцевий блиск, кальцит. Кут між площинами спайності може бути різний. Всі так звані "шпати" володіють досконалою спайність;

3) спайність відсутня. При ударі мінерал розколюється за невизначеними напрямами і дає нерівні поверхні зламу. Приклади: кварц, пірит.

Необхідно відрізняти від спайності гладку поверхню кристалів. Спайність рекомендується спостерігати на свіжому зламі мінералу. У щільних, землистих, порошковатих і волокнистих мінералів спайність не виявляється. У мінералів зернистої будови спайність спостерігається у кожного зерна окремо.

Злам. При розколі у мінералів виникають поверхні, які визначають так званий злам. Мінерали, які мають спайність, дають рівний злам, наприклад кальцит. Мінерали, позбавлені спайності, мають нерівний злам, наприклад кварц. Злам, схожий на поверхню раковини, отримав назву раковистого. Раковистий злам буває у халцедону. Зернистий злам характерний для піриту та інших мінералів, які мають зернисту будову. У деяких мінералів злам землистий.

Щільність. Щільність у мінералів буває різна і залежить від їх хімічного складу. Мінерали, до складу яких входять такі важкі елементи, як свинець, вольфрам, барій тощо, мають велику щільність (важкі), а мінерали, до складу яких входять легкі елементи, наприклад, алюміній, калій, натрій і т.п., мають невелику щільність (легкі). Найбільш важкими є самородні метали.

При визначенні мінералів за зовнішніми ознаками щільність з великою точністю не визначається. При цьому досить розподілу мінералів на дві групи: легкі і важкі, причому необхідно розрізняти легкі і важкі серед мінералів, які мають металевий блиск і в групі з неметалічним блиском.

Ковкість і крихкість. Ковкі мінерали при ударі молотком сплющуються і закруглюються по краях, в той час як крихкі при ударі розсипаються на дрібні шматки. При дряпанні ножем крихких мінералів утворюється порошок, при дряпанні ковких - порошку не утворюється і на поверхні залишається блискучий слід. Серед мінералів з неметалічним блиском можна виділити крихкі, які легко розсипаються, і в'язкі.

Магнітність. Магнітність мають мінерали, що містять залізо (магнітний залізняк та ін.) Для визначення магнітних мінералів користуються магнітною стрілкою, а в польових умовах роботи - стрілкою компаса. Мінерали, що мають магнітні властивості, при наближені їх до магнітної стрілки притягують останню або відштовхують.

Агрегати. Агрегатами називаються природні скупчення мінералів. Найбільш часто зустрічаються наступні агрегати.

1. Зернисті - зрощені зерна мінералів. Приклади: апатит, пірит.

2. Щільні, коли не можна розрізнити контури окремих зерен навіть у лупу. Приклад: халцедон.

3. Землисті - нагадують зовнішнім виглядом пухкий грунт, легко розтираються між пальцями. Приклад: каолініт.

4. Голчасті, призматичні - кристали мають видовжену форму. Приклади: антимоніт, рогова обманка.

5. Листуваті, пластинчасті, кінчиком ножа легко відокремлюються пластинки. Приклад: слюди.

6. Лускаті - складаються з лусочок, легко відокремлюваних кінчиком ножа. Приклад: слюди.

7. Натічні форми утворюються в результаті виділення мінералів в твердому вигляді з розчину при випаровуванні останнього в порожнинах, печерах. Мають вигляд бурульок (сталактити), бруньок і т.д. Сталактити утворюють часто лимоніт; у вигляді бруньок зустрічаються малахіт, гематит. У деяких натічних форм поверхня блискуча, такі утворення називаються скляними головами.

8. Конкреції характеризуються кулястою, брунькоподібною, лапчастою, витягнутою та іншою формами і мають радіально-променисту будову. Конкреції утворюються в осадових породах. Кристали наростають у вигляді радіально розташованих променів від центру до периферії, що і призводить до утворення конкреції. Конкреції бувають різних розмірів - від кількох міліметрів до 10 м і більше завдовжки, від найдрібнішої до величезних мас - більше 10 кг. У мілководних морських відкладеннях зустрічаються конкреції бокситу, лімоніту, піролюзиту, фосфориту, в озерних відкладеннях - вапняку, у вугленосних товщах - марказиту (за іншими ознаками подібного до піриту).

9. Секреції утворюються в результаті заповнення пустот мінеральною речовиною в гірських породах. Відкладення речовини в цьому випадку йде від периферії до центру. Секреції більших розмірів (більше 10 мм в поперечнику) називаються жеодами. Вони бувають заповненими кристалами гірського кришталю, аметисту, кальциту, халцедону і інших мінералів. Жеоди зазвичай спостерігаються у вивержених магматичних породах, особливо в базальтах, а також в осадових породах.

10. Друзи - великі кристали, прикріплені одним кінцем до загальної основи. Приклад: гірський кришталь. Часто друзи утворюються на стінках пустот гірських порід.

11. Щітка - дрібні кристали, щільно сидять поруч на якій-небудь основі.

12. Ооліти - невеликих розмірів кульки, що мають концентрично-шкорлуповату будову. Вони бувають зцементовані щільною масою або знаходяться в - пухкому стані. Ооліти мають розміри від просяного зерна до горошини. Приклади: бурий залізняк і піролюзит оолітової будови. Ооліти утворюються при осадженні мінералів з розчинів, коли піщинки, скелетні залишки дрібних тварин і т.п. поступово обволікаються мінералами, що виділяються. Оолітові вапняки і доломіти утворюються у прибережній зоні морів. Найчастіше зустрічаються вапнякові та доломітові ооліти, рідше - гіпсові, ангідридні, лімонітові, халцедонові.

13. Дендрити - форми, що виникають при швидкій кристалізації в тонких щілинах або в'язкій речовині (наприклад в глині), нагадують гілочки дерева, внаслідок наростання окремих кристалів один на одного.

Завдання 2.

Проаналізуйте структуру визначника мінералів та ознайомтеся із методикою визначення мінералів.

Питання для самоконтролю:

1. Які існують типи неметалічного блиску?

2. Що називається твердістю мінералів та як вона визначається?

3. Чим зумовлено забарвлення мінералів?

4. Що таке спайність і чим вона зумовлена?

5. Назвіть існуючі форми знаходження мінералів в природі.

Завдання для самостійної роботи:

1. Проаналізуйте форми знаходження мінералів в природі та замалюйте їх зовнішній вигляд.

2. Напишіть реферат на тему: "Авраам Вернер - засновник класичної геології".

Література:

1. Павлинов В.Н. и др. Пособие к лабораторным занятиям по курсу общей геологии. - М.: Недра, 1970. - 192 с.

2. Каденская М.И. Руководство к практическим занятиям по минералогии и петрографии. - М.: Просвещение, 1976, - 240 с.

3. Музафаров В.Г. Определитель минералов, горных пород и окаменелостей. - М.: Недра, 1979. - 327 с.

4. Миловский А.В. Минералогия и петрография. - М.: Недра, 1985. - 432 с.

5. Сивий М.Я., Свинко Й.М. Геологія. Практикум. - К.: Либідь, 2006. - 248 с.

Визначник мінералів.

Блиск металевий.

1. М'який (ніготь залишає подряпину на мінералі).

Графіт. Колір сталево-сірий або залізно-чорний. Розтирається пальцями в чорний пил (відмінність від молібденового блиску).

Молібденовий блиск, або молібденіт. Колір світло-сірий, свинцево-сірий. Розтирається пальцями в світло-сірий, блискучий порошок (відмінність від графіту). Агрегати листуваті, лускаті.

Сурм'яний блиск, або антимоніт. Колір свинцево-сірий або сталево-сірий, іноді спостерігається шлейф синюватого або чорного кольору. Має вигляд суцільної маси голчастої або призматичного будови, також представляє скупчення подовжених кристалів. Тонкий осколок плавиться в полум'ї свічки, легко стирається в порошок. Супутником сурм'яного блиску є кіновар (червоного кольору).

2. Середньої твердості (ніготь не залишає подряпину на мінералі; мінерал не залишає подряпини на склі).

Риска срібно-біла

Платина. Колір срібно-білий, сталево-сірий. Важка. Злам у всіх напрямках нерівний (відмінність від свинцевого блиску).

Риска жовта, бура

Золото самородне. Колір золотисто-жовтий. Порошок золотисто-жовтий, металево блискучий.

Бурий залізняк, або лимоніт. Колір залізно-чорний, місцями іржаво-бурий, охряно-жовтий. Порошок іржаво-бурий, охряно-жовтий.

Риска сіра до чорної

Свинцевий блиск, або галеніт. Колір свинцево-сірий. Важкий. При ударі розпадається на дрібні кубики та утворює ступінчастий злам. Супутник - цинкова обманка (бурого кольору).

Аргеніт, або срібний блиск. Колір свинцево-сірий. Важкий. Спайності немає. Ковкий; строгається і, ріжеться ножем.

Мідний колчедан, або халькопірит. Колір латунно-жовтий, золотистий. Спайність відсутня. Супутник - малахіт (трав'яно-зелений, скипає при дії розбавленої соляної кислоти).

Пентландіт, або залізно-нікелевий колчедан. Колір темно-латунний (томпаково-бурий), світло-бронзово-жовтий. Спайність досконала. Супутник - аннабергіт (нікелеві квіти) - яблучно-зеленого кольору, не реагує з розведеною соляною кислотою.

Вольфраміт. Колір бурувато-чорний. Важкий. При розколюванні дає в одному напрямку рівну поверхню зламу (відмінність від титанистого залізняка).

Титанистий залізняк, або ільменіт. Колір залізно-чорний, місцями темно-бурий. Важкий. Злам у всіх напрямках нерівний (відмінність від вольфраміту). Слабо магнітний.

Магнітний залізняк, або магнетит. Колір: залізно-чорний або темно-сірий. Магнітний.

3. Твердий (залишає подряпину на склі).

Колір жовтий, червоний, бурий

Сірчаний колчедан, залізний колчедан, або пірит. Колір світлий латунно-жовтий (світліше, ніж у мідного колчедану). Порошок чорний.

Олов'яний камінь, або каситерит. Колір бурий. Порошок світло-бурий, білий. Важкий. Злам у всіх напрямках нерівний (відмінність від вольфраміту).

Вольфраміт. Колір бурувато-чорний. Порошок бурий, майже чорний. Важкий. При розколюванні дає в одному напрямку рівну поверхню зламу (відмінність від олов'яного каменя і титанистого залізняка).

Титанистий залізняк або ільменіт. Колір темно-бурий. Порошок бурий, чорний. Важкий. Злам у всіх напрямках нерівний (відмінність від вольфраміту). Слабо магнітний.

Колір темно-сірий, чорний

Бурий залізняк, або лимоніт. Колір залізно-чорний, місцями іржаво-бурий, охряно-жовтий. Порошок іржаво-бурий, охряно-жовтий.

Червоний залізняк, або гематит. Колір залізно-чорний. Порошок вишнево-червоний (як у спілої вишні).

Магнітний залізняк, або магнетит. Колір залізно-чорний або темно-сірий. Порошок чорний. Магнітний.

Хромовий залізняк, або хроміт. Колір залізно-чорний. Порошок бурий (відмінність від магнітного залізняку).

Вольфраміт. Колір бурувато-чорний. Порошок бурий, майже чорний. Важкий. При розколюванні дає в одному напрямку рівну поверхню зламу. (Відмінність від олов'яного каменю).

Олов'яний камінь, або каситерит. Колір - чорний. Порошок світло-бурий, білий. Важкий. Злам у всіх напрямках нерівний (відмінність від вольфраміту).

Блиск неметалічний або зразок матовий

1. М'який (ніготь залишає подряпину на мінералі)

Горить або легко плавиться

Сірка самородна. Колір світло-жовтий, зеленуватий, бурий, сірий, чорний. Загоряється від сірника і горить-блакитним полум'ям, виділяючи різкий, задушливий запах.

Янтар. Колір медово-жовтий, бурий, червоно-бурий, чорний, білий. Запалюється від сірника і горить, виділяючи приємний гвоздичний запах.

Не горить

Риска біла або риску не дає

Має смак

Кам'яна, кухонна сіль або галіт. Смак солоний. Кристали легко розколюються по гранях куба.

Сильвін. Колір молочно-білий. Смак гіркувато-солоний. Кристали легко розколюються по гранях куба.

Глауберова сіль, або мірабіліт. Безбарвний або білого кольору. Смак гірко-солоний, холодить. На повітрі втрачає воду і покривається нальотом білого порошку, легко розсипається.

Селітра натрієва, або чилійська, та калієва. Біла, безбарвна, жовтувата. Смак солонуватий, холодить. При накалюванні в суміші з вугіллям дає спалах (калієва - сильну, натрієва - слабшу).

Карналіт. Колір червоний, жовтий. Смак гіркий. Злам у всіх напрямках нерівний.

Смаку не має

Листуватий, лускатий (кінчиком ножа легко відділяються тонкі пластинки).

Біла слюда, або мусковіт. Безбарвна, біла. Листочки гнучкі та пружні.

Мар'їне скло, або гіпс. Безбарвне, прозоре, в суцільному шматку біле. Товстолистуваті маси. Листочки гнучкі, але не пружні.

Бура слюда, або флогопіт. Колір бурий. Листочки гнучкі і пружні.

Чорна слюда, або біотит. Колір чорний. Листочки гнучкі і пружні.

Тальк, або мильний камінь. Жирний на дотик. Колір зеленувато-білий, світло-зелений, зеленувато-сірий, жовтувато-білий, білий. Порошок білий. Листочки гнучкі, але не пружні.

Хлорит. Колір зелений.

Іншого виду

Жировик, або стеатит. Жирний на дотик. Колір зеленувато-білий, світло-зелений, зеленувато-сірий, жовтувато-білий. Суцільний зернистий, щільний.

Гіпс. Безбарвний, білий, сірий, жовтуватий, рожевий, червоний, сірий, майже чорний. Безбарвний гіпс прозорий, інші види гіпсу просвічують або непрозорі. Зустрічається у вигляді суцільної зернистої, щільної або товстолистуватої маси (мар'їне скло). Іноді гіпс представляє скупчення тонких голчастих, розташованих паралельно один одному кристаликів (селеніт), а також у вигляді окремих кристалів або їх скупчень.

Риска жовта, помаранчева, червона, бура

Ауріпігмент. Колір лимонно-жовтий. Порошок світлий лимонно-жовтий. Супутник - реальгар (оранжево-червоного кольору).

Реальгар. Колір оранжево-червоний. Порошок оранжево-червоний (відмінність від кіноварі). Супутник - ауріпігмент (лимонно-жовтого кольору).

Кіновар. Колір яскраво-червоний, темно-червоний. Порошок кров'яно-червоний (відмінність від реальгар). Супутник - сурм'яний блиск (свинцево-сірого, сталево-сірого кольору).

Залізна охра. Колір охряно-жовтий (бурий залізняк, або лимони), вишнево-червоний (червоний залізняк, або гематит). Бруднить руки. Порошкувата.

Боксит. Колір цегляно-червоний, темно-буро-красний, рожевий. Складається з дрібних сипучих або зцементованих кульок або глиноподібний. З водою не утворює пластичної маси.

Риска зелена

Мідна зелень, або малахіт. Колір зелений. Скипає при дії розбавленої соляної кислоти. Порошкуваті, землисті маси. Бруднить руки. Супутник - мідна синь (блакитного кольору).

Риска блакитна, синя

Мідна синь, або азуріт. Колір блакитний, синій. Скипає при дії розбавленої соляної кислоти. Порошкуваті, землисті маси. Бруднить руки. Супутник - мідна зелень (зеленого кольору).

Риска сіра до чорної

Графіт. Жирний на дотик. Колір залізно-чорний, темний сталево-сірий. Суцільний лускатий, щільний.

Піролюзит. Матовий. Колір чорний. Зцементовані або не з'єднані дрібні кульки, суцільні землисті маси.

2. Середньої твердості (ніготь не залишає подряпини на мінералі; мінерал не залишає подряпини на - склі).

Горить або легко плавиться

Сірка самородна. Колір світло-жовтий, зеленуватий, бурий, сірий, чорний. Запалюється від сірника і горить блакитним полум'ям, виділяючи різкий, задушливий запах.

Янтар. Колір медово-жовтий, бурий, червоно-бурий, чорний, білий. Запалюється від сірника і горить, виділяючи приємний гвоздичний запах.

Не горить

Риска біла або риски не дає. Має смак

Кам'яна кухонна сіль, або галіт. Безбарвна, колір сіруватий. Смак солоний. Кристали легко розколюються по гранях куба.

Сильвін. Колір молочно-білий. Смак гіркувато-солоний. Кристали легко розколюються по гранях куба.

Глауберова сіль, або мірабіліт. Безбарвний або білого кольору. Смак гірко-солоний, холодить. На повітрі втрачає воду і покривається нальотом білого порошку, легко розсипається.

Карналіт. Колір червоний, жовтий. Смак гіркий. Злам у всіх напрямках нерівний.

Смаку не має

Листуватий, лускатий (кінчиком ножа відокремлюються тонкі пластинки)

Біла слюда, або мусковіт. Безбарвна, біла. Листочки гнучкі і пружні.

Бура слюда, або флогопіт. Колір бурий. Листочки гнучкі і пружні.

Чорна слюда, або біотит. Колір чорний. Листочки гнучкі і пружні.

Хлорит. Колір зелений.

Іншого виду

Скипає під дією холодної або нагрітої соляної кислоти

Кальцит, або вапняний шпат. Безбарвний (ісландський шпат), білий, жовтий, зелений, блакитний, фіолетовий, бурий, чорний. Бурхливо скипає при дії розбавленої соляної кислоти.

Доломіт. Колір білий, сірий, зелений, чорний. Потовчений в порошок, скипає при дії розбавленої соляної кислоти. Оцтова кислота на доломіт не діє (відмінність від кальциту).

Магнезит. Мармуроподібні маси, складені з зерен подовженої форми, що мають білий і сірий колір, або фарфороподібні щільні утворення білого, кремового, жовтуватого, бурого, сірого кольору, рідко кристали. Порошок скипає при дії нагрітої соляної кислоти.

Сидерит, або залізний шпат. Блиск скляний. Колір жовтувато-сірий, жовтувато-бурий. Сидерит при дії холодної соляної кислоти скипає слабо, а нагрітої соляної кислоти - сильно.

З соляною кислотою не реагує

Ангідрит. Колір білий, блакитно-синюватий. Суцільно зерниста, мармуроподібна маса.

Апатит. Колір блідо-зелений, блакитно-зелений, синювато-зелений, іноді світло-зелений з сірими плямами (нефелін). Суцільні зернисті маси або шестигранні призматичні, таблитчасті кристали.

Змійовик, або серпентин. Колір жовтувато-зелений, темно-зелений до чорного; часто спостерігається зміна забарвлення в різних частинах зразка. Суцільно щільна маса, нерідко з прожилками азбесту.

Гірський льон, або азбест. Колір зеленувато-жовтий із золотистим відтінком, майже білий. Складається з найтонших волокон, розташованих перпендикулярно до стінок тріщин, і легко розщеплюється у вату.

Риска жовта, бура, коричнева, червона

Бурий залізняк, або лимоніт. Колір іржаво-бурий, залізно-чорний; часто спостерігаються плями охряно-жовтого кольору. Порошок іржаво-бурий або охряно-жовтий. Має вигляд натічних утворень (сталактити та інші форми), щільних мас або скупчень, що нагадують шлаки.

Цинкова обманка, або сфалерит. Блиск алмазний. Колір жовтий, бурий, червонуватий, буро-чорний. Порошок світло-жовтий, світло-бурий. Легка. При розколі дає рівні поверхні в декількох напрямках (відмінність від вольфраміту). Супутник - свинцевий блиск (свинцево-сірого кольору).

Вольфраміт. Колір бурувато-чорний. Порошок бурий, майже чорний. Важкий. При розколі дає в одному напрямку рівну поверхню (відмінність від цинкової обманки).

Кіновар. Колір яскраво-червоний, темно-червоний. Порошок кров'яно-червоний. Супутник - сурм'яний блиск (свинцево-сірого кольору).

Червоний залізняк, або гематит. Колір вишнево-червоний, темно-червоний. Порошок вишнево-красний (як у стиглої вишні).

Риска зелена

Малахіт. Колір яскраво-зелений, трав'яно-зелений. Скипає при дії розбавленої соляної кислоти.

Рогова обманка і авгіт. Колір темно-зелений. Суцільна маса, що складається із зерен призматичної або голчастої форми. Крім того, зустрічається у вигляді вкраплень в породі. Рогова обманка характерна для світло-кольорових порід, авгіт - для темно-кольорових. Кут між площинами призматичної спайності у рогової обманки - 124°, у авгіта - 87-88°.

Риска блакитна, синя

Азуріт, або мідна лазур. Колір синій. Скипає при дії розбавленої соляної кислоти.

Риска сіра до чорної

...