Основные породообразующие минералы и их диагностические признаки и свойства

Понятие минералов и их состояния в природных условиях. Отличия минералов с кристаллическим и аморфным строением. Физические свойства минералов и методы для определения их твердости. Спайность и ее причины. Шкалы твердости Мооса. Излом и окраска минералов.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 22.04.2018
Размер файла 67,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

8

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ОСНОВНЫЕ ПОРОДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ И ИХ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И СВОЙСТВА

Минерал - физически и химически индивидуализированное тело, однородное по составу и свойствам, возникшее как продукт природных физико-химических процессов, протекающих как на поверхности, так и в глубинах Земли и др. планет и представляющее собой составную часть горных пород, руд и метеоритов. В настоящее время известно более двух тысяч минералов, но только немногие из них широко распространены и составляют основную массу горных пород. Эти минералы называются породообразующими.

Называют минералы по месту первой находки, в честь выдающихся минералогов, геологов и ученых др. специальностей (физиков, химиков и т.п.), известных коллекционеров, путешественников, космонавтов, общественных и политических деятелей прошлого и настоящего, по каким-либо характерным физическим свойствам или химическому составу. Состав минерала выражается его химической формулой.

Формы нахождения минералов в природе

минерал кристаллический излом аморфный

В природных условиях минералы встречаются в трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Большинство минералов - твердые вещества. Твердые минералы могут иметь кристаллическое и аморфное (например опал) строение. Минералы с кристаллическим строением характеризуются однородностью состава в любой точке, анизотропией свойств и способностью ограничиваться, т.е. образовывать кристаллы. Аморфные минералы - изотропные вещества, они обладают одинаковыми физическими свойствами по всем направлениям. Жидких минералов в природе мало. Типичный представитель - это самородная ртуть. За редким исключением (твердые углеводороды, ископаемые смолы, соли органических кислот) минералы - неорганические соединения. Воду не считают минералом, но все полиморфные модификации льда по своей сути - это минералы.

Среди минералов различают минеральные виды и разновидности. Минеральные виды - это природные химические вещества, резко различающиеся по составу или структуре. Разновидности - это цветовые, морфологические и химические вариации одного минерального вида.

Морфология (формы нахождения в природе) минералов зависит от их внутреннего строения и условий образования. Минералы встречаются как в виде отдельных кристаллов, так и в виде их различных срастаний - минеральных агрегатов.

Кристаллы - это природные или искусственно созданные тела, имеющие форму многогранников с кристаллическим строением. Плоскости, ограничивающие кристаллы, называются гранями, линии пересечения граней - ребрами, точки пересечения ребер - вершинами. Различают несколько типов облика (общего вида) кристаллов минералов:

изометрический - кристаллы одинаково развиты во всех трех измерениях (например куб). Такой формой обладают кристаллы галита, магнетита и др. минералов;

удлиненный - кристаллы вытянуты в одном направлении (например призма). Призматические кристаллы характерны для кварца, роговой обманки, гипса и т.д.

уплощенный - кристаллы развиты в двух направлениях при сохранении третьего короткого. К этому типу относят таблитчатые, листоватые, чешуйчатые и пластинчатые кристаллы, которые характерны для слюды, каолинита, хлорита.

Минеральными агрегатами называют сростки кристаллов или скопления минеральных зерен, не имеющих кристаллических граней, но обладающих внутренним кристаллическим строением.

Друзы - сростки хорошо образованных кристаллов различной величины, по разному ориентированных, но прикрепленных одним концом к общему основанию. Характерны для кварца, гипса, кальцита.

Секреции - это минеральные агрегаты, заполняющие пустоты в горных породах. Рост их идет от стенок пустоты к ее центру по мере отложения минеральных веществ.

Крупные секреции, в центре которых сохранилась полость, называются жеодами. Секреции, размер которых не превышает 10 мм, называются миндалинами.

Конкреции - агрегаты округлой формы, образующиеся при отложении минерального вещества вокруг какого-либо центра кристаллизации в процессе диагенеза или эпигенеза. Строение их чаще всего радиально-лучистое. В природе в виде конкреций встречаются кремень, фосфорит и другие минеральные образования, образующиеся в осадочных толщах.

Оолиты - небольшого размера (до 10 мм) округлые образования концентрически-скорлуповатого строения. Образуются в водной среде при химической осадке минералов. Оолиты могут быть сцементированы, но могут быть и в рыхлом состоянии. Оолитовое сложение имеют руды железа, алюминия, марганца, а также известняки.

Натечные формы (сталактиты, сталагмиты, натеки) возникают при медленной кристаллизации веществ из растворов в результате испарения последнего. Сосулькообразные формы, свисающие со сводов пещер, называются сталактитами, поднимающиеся со дна пещер - сталагмитами. Размеры этих образований могут достигать многометровых столбов в крупных пещерах. В натечных формах встречаются самые разнообразные минералы: опал, лимонит, кальцит, гематит и др.

Минеральные агрегаты, сложенные изометрическими зернами минералов, называются зернистыми. Зернистые агрегаты образуют каменная соль, кварц, гематит, корунд и т.д.

Если зерна минерала имеют удлиненный облик, агрегаты называются по форме кристаллов - игольчатые (роговая обманка), шестоватые (гипс), волокнистые (асбест).

Агрегаты, состоящие из зерен минерала уплощенного облика, называются в зависимости от толщины зерен: пластинчатыми (слюды, гипс), листоватыми (слюды), чешуйчатыми (каолинит, хлорит, слюды). Рыхлые тонкозернистые агрегаты называются землистыми (графит, гематит, лимонит).

Физические свойства минералов

Физические свойства минералов обусловлены их внутренним строением и химическим составом. К физическим свойствам относят плотность, механические, оптические, магнитные, электрические и термические характеристики, радиоактивность и люминесценцию.

Под плотностью минерала понимается вес единицы его объема. Плотность зависит от атомного веса атомов или ионов, слагающих кристаллическое вещество, и от плотности их упаковки в кристаллической решетке минерала. У природных веществ она варьирует в широких пределах: от значений менее 1 г/см3 до 23 г/см3. По плотности минералы подразделяют на легкие (до 2, 5 г/см3), средние (2, 5-4, 0 г/см3), тяжелые

(4, 0-8, 0 г/см3) и весьма тяжелые (более 8, 0 г/см3). Легкими являются нефти, угли, гипс, галит; к средним относят кварц, кальцит, полевые шпаты, к тяжелым - рудные минералы.

Для отнесения минерала к одной из этих групп достаточно определить его плотность приблизительно - путем взвешивания на ладони.

Механические свойства включают твердость, спайность, излом, хрупкость, ковкость, гибкость.

Твердость минерала - это степень его сопротивления внешнему механическому воздействию (царапанью и т.д.). Она оценивается по десятибалльной шкале относительной твердости, предложенной немецким ученым Ф. Моосом в 1811 г. Относительная твердость определяется путем царапанья исследуемого минерала острыми краями эталонных минералов (пассивная твердость) или эталонных минералов исследуемым (активная твердость). Минералы-эталоны, твердость которых (в условных единицах) соответствует их номерам, располагается в шкале Мооса следующим образом: 1 - тальк, 2 - гипс, 3 - кальцит, 4 - флюорит, 5 - апатит,

6 - ортоклаз, 7 - кварц, 8 - топаз, 9 - корунд, 10 - алмаз.

Если, например, гипс не оставляет царапины на поверхности исследуемого минерала, а кальцит оставляет, значит его твердость равна 2, 5.

В практике полевых работ при отсутствии шкалы Мооса твердость минералов определяется при помощи распространенных предметов с известной твердостью. Например, у карандаша она равна 1, у ногтя - 2-2, 5, желтой монеты - 3-3, 5, стекла - 5, стального стержня (гвоздя) - 6. Большинство природных соединений обладает твердостью от 2 до 6.

На лабораторных занятиях определение твердости минерала следует начинать с проверки, царапает ли он стекло, а не наоборот, чтобы не портить образцы. Затем уточнить значение твердости (если в этом есть необходимость) при помощи минералов шкалы Мооса.

Спайность - способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных блестящих поверхностей, называемых плоскостями спайности. Различают спайности:

весьма совершенную - минералы (слюды, хлорит) легко расщепляются по плоскостям напластования на тончайшие листочки, образуя зеркально-блестящие плоскости спайности;

совершенную - минералы (кальцит, галит, полевые шпаты) при ударе раскалываются по спайности, а образующиеся выколки по форме повторяют кристалл;

среднюю - на сколах минералов (полевые шпаты, пироксены) наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы в произвольных направлениях;

несовершенную - зерна минералов ограничены неправильными поверхностями, за исключением отдельных граней кристаллов (сера, оливин);

весьма несовершенную (или спайность отсутствует) - минерал всегда раскалывается по произвольным неровным поверхностям, иногда образуя характерный излом (кварц, корунд, магнетит).

Минералы, у которых спайность отсутствует, обладают отдельстью.

Отдельность - это способность минерала раскалываться лишь в определенных участках, а не по определенным плоскостям. Трещины отдельности более грубые, не вполне плоские, ориентировка их зависит от характера распределения включений, двойникования и т.д.

Излом - форма поверхности, образующаяся при раскалывании минералов. Характер излома зависит от спайности. Различают ровный и неровный, ступенчатый, раковистый и мелко раковистый, занозистый, зернистый и шероховатый, крючковатый и др. разновидности изломов.

Ровный излом проходит по плоскостям спайности. Ступенчатый излом наблюдается у минералов с совершенной спайностью; неровный и раковистый (похожий на поверхность раковин) - у минералов с несовершенной и весьма несовершенной спайностью. Занозистым считается излом, поверхность которого покрыта ориентированными занозами, представляющими собой зерна кристаллов удлиненного облика (роговая обманка, гипс). Зернистый излом встречается у минералов с изометрическим (или близким) обликом кристаллов (галит). Землистым изломом обладают тонкодисперсные агрегаты с матовой поверхностью (лимонит, каолинит), крючковатым - самородные металлы.

Хрупкость, ковкость, гибкость минералов определяются визуально, по их реакции на механические напряжения.

Оптические свойства включают цвет минералов, цвет черты, степень прозрачности, блеск.

Цвет (окраска) минерала является важным диагностическим признаком. Названия многим минералам даны по их цвету (например, хлорит в переводе с греческого означает «зеленый», альбит - с латинского «белый», рубин - «красный»). В природных соединениях окраска минерала обусловлена следующими причинами:

наличием в составе минерала элемента-красителя (хромофора). Наиболее важные хромофоры - Cu, Ni, Co, Ca, Mn, Fe;

наличием тонко распыленных механических окрашенных примесей, которые могут быть как органического, так и неорганического происхождения (бурые окислы железа, черные окислы марганца и т.п.);

наличием субмикроскопических ориентированных включений и внутренних поверхностей трещин спайности. В некоторых минералах кроме основной окраски иногда на плоскостях спайности или полированных поверхностях при некоторых углах поворота вспыхивают яркие синие, голубые или зеленоватые переливы. Подобные явления получили название иризация. Наблюдается это явление чаще всего в плагиоклазах (лабрадор);

наличием пестрых поверхностных образований, т.н. побежалости, например, золотистые пленки наблюдаются на поверхности бурых железняков, темно-желтые или пестрые - на поверхности халькопирита.

На лабораторных занятиях цвет минералов определяется на глаз, путем сравнения с известными цветами.

Цвет черты - это цвет минерала в тонком порошке. Этот признак в сравнении с окраской минералов является более постоянным, а следовательно, и более надежным их диагностическим признаком.

Цвет черты не всегда совпадает с цветом самого минерала. Например, у магнетита и цвет, и цвет черты черные, а у гематита, который в плотных агрегатах имеет стально-серый или черный цвет, черта вишнево-красная. Большинство светлоокрашенных и прозрачных минералов имеют бесцветную черту.

Практически черта определяется с помощью неглазурованной фарфоровой пластинки - бисквита. Порошок получается в виде следа на пластинке, если прочертить по ней минералом. Черту на бисквите оставляют минералы с твердостью до 6 (6 - твердость бисквита). Более твердые минералы черты не оставляют, а царапают бисквит. Для них черта не определяется.

Прозрачностью называется свойство минералов пропускать сквозь себя свет. По степени прозрачности минералы делятся на 3 группы:

прозрачные - минералы, пропускающие свет в пластинах любой толщины (горный хрусталь, исландский шпат);

полупрозрачные - минералы, просвечивающие только в тонких пластинах (опал, халцедон);

непрозрачные - не пропускают свет даже в тончайших пластинках (рудные минералы).

Блеск - способность минерала отражать падающий на него световой поток. Гладкие поверхности (грани, плоскости спайности) всегда лучше отражают свет, чем неровные. Различают следующие виды блеска:

металлический - самый сильный блеск минералов. Наблюдается у темноокрашенных непрозрачных минералов. Визуально аналогичен блеску неокисленной поверхности металлов. Таким блеском обладают самородные металлы.

полуметаллический (металловидный) - блеск, напоминающий блеск потускневшей поверхности металлов. Наблюдается у гематита, графита.

алмазный - самый сильный блеск светлоокрашенных минералов. В качестве примера может служить блеск алмазов, серы на гранях кристаллов.

стеклянный - самый распространенный блеск светлоокрашенных и бесцветных минералов. Такой блеск у кварца (на гранях), галита, карбонатов и сульфатов.

Если минерал в изломе имеет скрытобугорчатую или ямчатую поверхность, свет при отражении рассеивается беспорядочно, создается жирный блеск. Для скрытокристаллических масс (халцедон) и твердых светлоокрашенных гелей (опал), поверхности которых обладают более выраженной неровностью, характерен восковой блеск. Тонкодисперсные массы, обладающие тонкой пористостью, имеют матовый блеск. В данном случае падающий свет очень сильно рассеивается при отражении и поверхность минерала кажется матовой (каолинит, гидроокислы железа).

Для минералов, обладающих явно выраженной ориентировкой элементов строения, характерны шелковистый и перламутровый блески. Шелковистый блеск встречается у минералов с параллельно-волокнистым строением (асбест, гипс-селенит), перламутровый - у прозрачных минералов со слоистой структурой (слюды, тальк).

Магнитные свойства - это совокупность свойств, характеризующих способность минералов намагничиваться во внешнем магнитном поле. На практике испытание магнитности минералов производится с помощью горного компаса. Магнитные минералы (магнетит) отклоняют стрелку от естественного направления (на север).

Электрические свойства - это совокупность свойств, характеризующих способность минералов проводить электрический ток.

Классификация минералов

Попытки систематизации минералов на различной основе предпринимались еще в античном мире. Первоначально (от Аристотеля до Ибн Сины и Бируни) минералы систематизировались по внешним признакам. Со 2-ой половины XIX в. исключительное распространение получили химические классификации, а в ХХ в. - кристаллохимические. В настоящее время наиболее распространена классификация минералов, в основу которой положен химический принцип (химический состав, тип химических соединений, характер химической связи). Более мелкие таксоны внутри классов выделяют с учетом структурных особенностей минералов (таблица 1.1).

Краткая характеристика классов минералов

Самородные элементы. В самородном состоянии в природе известно около 40 химических элементов, но большинство из них встречаются очень редко. Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки. Химически инертные в природных условиях элементы называются благородными.

В виде самородных металлов встречаются Au, Pt, Ag, Cu, Fe, Pb, Sn, Hg, Zn, Al, типичны в природном состоянии и сплавы нескольких металлов, например (Pt+Fe), (Pt+Fe+Ni), (Au+Ag) и др. Из самородных полуметаллов наиболее распространены As, Sb, Se, Te, из неметаллов - различные модификации С (графит, алмаз) и S. Графит и сера часто образуют крупные месторождения.

Халькогениды (сернистые соединения) представляют собой соединения катионов с серой (сульфиды). В природе известно около 200 сернистых соединений, но только 20 из них встречаются в значительных количествах. Наиболее распространены соединения с Fe, Cu, Pb, Zn, Sb, Hg.

Цвет сульфидов разнообразный (свинцово-серый, черный, латунно-желтый, медно-желтый, оранжевый, желтый, красный). Твердость варьирует от 1 до 6-6, 5, плотность меняется от средней до высокой.

Основная масса сульфидов образуется гидротермальным путем, известны также сульфиды магматического и метаморфического генезиса, некоторые являются результатом экзогенных процессов.

Сульфиды - важные рудные минералы, сырье для получения цветных, тяжелых и некоторых редких и рассеянных металлов, их сплавов.

Таблица 1.1. Классификация минералов

Основные типы минералов

Классы

Подклассы

Группы

I.Простые

вещества

1.Самородные элементы

1.Самородные металлы

2.Самородные неметаллы

3.Самородные полуметаллы

Гр. платины, гр. меди

Гр. серы, гр. графита

Гр. мышьяка

II.Халькогениды сернистые соединения)

1.Сульфиды

1.Простые сульфиды

2.Сложные сульфиды

Гр. пирита

Гр. халькопирита

III.Кислород-ные соединения

1.Оксиды и гидрооксиды

1.Сульфаты

2.Фосфаты

3.Карбонаты

4.Силикаты

1.Простые ок-сиды и гидрооксиды

2.Сложные оксиды

1.Островные

2.Цепочечные

3.Ленточные

4.Листовые

5.Каркасные

Гр. гематита, гр. корунда, гр. кварца

Гр. магнетита

Гр. гипса, гр. ангидрита, гр. барита

Гр. апатита

Гр. кальцита, гр. доломита

Гр. оливина

Гр. пироксенов

Гр. амфиболов

Гр. слюд, гр. талька, гр. глин, гр. хлорита, гр. серпентина

Гр. полевых шпатов, гр. фельдшпатоидов

IV.Галогениды (галоидные соединения)

1.Хлориды

2.Фториды

Гр. галита

Гр. флюорита

Кислородные соединения. Оксиды и гидрооксиды - соединения элементов с кислородом, в гидрооксидах присутствует также вода. В земной коре на долю этих минералов приходится около 17%, из них на долю кремнезема (SiO2) - 12, 6%, на долю оксидов и гидрооксидов Fe - 3, 9%. К числу распространенных минералов относятся также окислы и гидроокислы алюминия, марганца и окислы титана.

Физические свойства этих минералов различны, для большинства из них характерна высокая твердость. Происхождение магматическое, пегматитовое, гидротермальное, но большинство окислов образуется в результате экзогенных процессов в верхних частях литосферы. Многие эндогенные минералы при выветривании разрушаются и переходят в окислы и гидроокислы, как более устойчивые соединения в условиях поверхности. Будучи физически и химически устойчивыми, многие окислы накапливаются в россыпях.

Сульфаты - природные соли серной кислоты. В природе известно около 190 минеральных видов, которые представляют собой простые безводные соли или сложные соли с конституционной и кристаллизационной водой. Основная структурная единица - анионный радикал [SO4]2, среди катионов видообразующими являются Ca2+, Ba2+, Mg2+ и др.

Цвет сульфатов обусловлен примесями ионов-хромофоров и наличием структурных дефектов. Характерны низкая твердость (2-3, 5), хорошая растворимость в воде.

Сульфаты формируются в окислительных условиях на участках распространения сульфидных месторождений, в корах выветривания, а также как хемогенные отложения содовых, сульфатных, соляных озер и крупных водных бассейнов. Эндогенные сульфаты типичны для средне- и низкотемпературных гидротермальных жил, реже отмечаются как продукты вулканической деятельности.

Фосфаты - соли ортофосфорной кислоты. В природе известно свыше 230 простых и сложных, водных и безводных соединений. Основная структурная единица - анионный радикал [PO4]3-; среди катионов видообразующими являются Ca2+, Fe2+, Fe3+, Mg2+, TR3+ и др. Встречаются фосфаты в виде листовато-уплощенных и таблитчатых кристаллов или в виде чешуйчатых агрегатов. Характерные свойства: бесцветны или интенсивно окрашены в синий цвет различных оттенков; люминесценция; твердость - 3-5, плотность - 1, 6-7, 0 г/см3. Происхождение: магматическое, гидротермальное, экзогенное.

Карбонаты - соли угольной кислоты. Ведущие катионы Ca2+, Fe2+, Na+, Mg2+, Ba2+, Cu2+, Zn2+ и др. Это многочисленная группа (около 120 минеральных видов), из которых многие имеют значительное распространение. Встречаются карбонаты в виде хорошо ограненных кристаллов значительных размеров; плотных, зернистых масс, слагающих мощные мономинеральные толщи; радиально-лучистых, игольчатых, натечных, почковидных агрегатов и тонких смесей с другими минералами.

Большая часть карбонатов белые или бесцветные; окраску карбонатам придают хромофорные ионы типа Fe2+, Mn2+, TR3+, Cu2+ и тонкодисперсные механические примеси (гематит, битум и т.д.). Твердость около 3-4, 5, плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb, Ba.

Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl, HNO3), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.

По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки), осадочно-метаморфические; поверхностные, характерные для зоны окисления; низко- и среднетемпературные гидротермальные; метасоматические. Иногда они кристаллизуются из кальцитовых и содовых вулканических лав магматического происхождения.

Карбонаты - важнейшие неметаллические полезные ископаемые, а также ценные руды на Zn, Pb, Fe, Cu и др. металлы. Известняки, доломиты, мраморы - почти мономинеральные горные породы, сложенные карбонатами.

Силикаты - соли кремниевой кислоты. На долю силикатов приходится до 75% массы земной коры и около 25% минеральных видов. В природе известно свыше 700 природных силикатов, включая важнейшие породообразующие минералы (полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды и др.).

Основная структурная единица - одиночные изолированные тетраэдрические радикалы [SiO4]4-. Ведущие катионы Na+, Mg2+, Al3+, Ca2+, Fe2, 3+, К+, Мn2+.

Структурное разнообразие силикатов определяется строением кремнекислородных радикалов. Различают силикаты с островными, цепочечными, ленточными, листовыми, каркасными радикалами.

Островные силикаты, т.е. силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4- и изолированными группами тетраэдров. В силикатах с изолированными тетраэдрами [SiO4]4- каждый из четырех кислородов имеет одну свободную валентность. Между собой тетраэдры непосредственно не связаны, связь происходит через катионы Mg, Fe, Al, Zr и др. Силикаты с островной структурой имеют изометрический облик и характеризуются повышенной твердостью и плотностью (оливин).

Цепочечные силикаты характеризуются структурой, в которой тетраэдры сочленяются в виде непрерывных обособленных цепочек. Радикалы [Si2O6]4-, [Si3O9]6-, катионы Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Na+ (пироксены).

Ленточные силикаты имеют тетраэдры в виде сдвоенных цепочек, лент, поясов. Радикал [Si4O12]6-, катионы Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Na+, (амфиболы). Часто содержат ионы (OH)?2.

Силикаты цепочечной и ленточной структур обычно вытянуты, для них характерны призматические и столбчатые кристаллы, игольчатые и волокнистые агрегаты.

Листовые силикаты - силикаты с непрерывными слоями кремнекислородных тетраэдров. Радикал такой структуры [Si2O5]2-. Слои тетраэдров обособлены друг от друга и связаны катионами Mg2+, Fe3+, Al3+, Ni+ и др. Содержат ионы (OH)2, (OH, F)2 (тальк, серпентин, глинистые минералы, слюды, хлориты).

Листовые силикаты характеризуются весьма совершенной спайностью и листоватым обликом минералов. Это объясняется тем, что сами слои кремнекислородных тетраэдров являются очень прочными, а связь между ними, осуществляемая через катионы, менее прочная.

Каркасные силикаты - силикаты с непрерывными трехмерными каркасами из алюмо- и кремнекислородных тетраэдров. В этом случае все кислороды у тетраэдров являются общими, их валентности использованы на связь с катионами, каркас нейтрален. Радикал такого каркаса [SiO2]0. Именно такой каркас отвечает структуре кварца (кварц по этой причине можно относить к силикатам с каркасной структурой).

Алюмокислородные радикалы [AlmSinO2m+n]m- образуются в результате замещения четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием, что вызывает появление одной свободной валентности и влечет за собой необходимость вхождения других катионов. Видообразующими катионами силикатов являются Na+, K+, Ca2+ (полевые шпаты, фельдшпатиды).

Большинство силикатов бесцветные или белые. Силикаты Fe, Mn, Ni, Zr и др. элементов окрашены в различные цвета. Блеск стеклянный до алмазного. Спайность совершенная по двум-трем направлениям, весьма совершенная, плотность от 2, 0 до 6, 5 г/см3, твердость 1-8.

Силикаты - полигенные минералы. Они кристаллизуются из магмы, образуются в процессе метаморфизма, типичны для зон окисления рудных месторождений.

Галогениды (галоидные соединения). Хлориды - соли соляной кислоты. Известно порядка 100 минеральных видов. Собственная окраска хлоридов белая; чистые кристаллы бесцветны и прозрачны. Желтые, бурые, серые, красные и др. цвета галоидным соединениям придают механические примеси: гидроокислы железа, органические вещества и др. Хлориды имеют невысокую твердость - 1, 0-3, 5; плотность варьирует от 1, 5-2, 5 до 6, 5-8, 3 г/см3, хорошо растворяются в воде, гигроскопичны.

Образуются хлориды преимущественно хемогенно-осадочным путем - при испарении воды соляных и содовых озер или морских бассейнов и лагун.

Фториды - природные соединения элементов Na, K, Ca, Mg и др. элементов с фтором. Известно до 59 минеральных видов, большая часть из которых распространена ограничено. Наиболее ценным минералом является флюорит, встречающийся в месторождениях гидротермального, пневматолитового и грейзенового типов.

В таблице 1.2 приведена характеристика основных породообразующих минералов и минералов, наиболее широко распространенных в природе и имеющих практическую ценность.

ЗАДАНИЕ

1) Используя табл. 1.2, бисквиты, стекла, реактивы и пр. определить образцы из коллекции, предоставленной преподавателем.

Таблица 1.2. Диагностическая таблица минералов

Класс

Название минерала,

формула

Формы нахождения в природе

Цвет минерала, черта

Блеск

Спайность,

излом

Твердость

Плотность

Диагностические признаки

Генезис

Применение

Самородные элементы

Сера S

Кристаллы, друзы, сплошные массы, натечные формы, налеты, корки

Серо-желтый, желто-бурый до черного.

Бесцветная

Смолистый до жирного

Несовершенная; раковистый до неровного

1-2

2, 05-2, 08

Жирная на ощупь; при T=112, 8є плавится; электризуется при трении; резкий запах при горении

В зоне окисления сульфидов; при извержении вулканов; при разложении гипса.

При производстве H2SO4; резины; красок; взрывчатых веществ; для борьбы с вредителями в сельс-ком хозяйстве

Графит С

Мелкие чешуйки, таблички, агрегаты, плотные или землистые массы

Серебристо-серый до железо-черного.

Свинцово-серая

Сильный металлический, у скрыто-кристаллических разностей матовый

Совершенная; излом: у плотных -

ровный, реже - занозистый

1-2

2, 21+2, 26

Жирный на ощупь; хороший проводник электричества; анизотропия магнитных свойств

Магматическое, метаморфическое

В металлургии
(тигли, литейные формы);
в качестве коллектора для динамомашин;

в производстве электродов, проводящих порошков, смазочных материалов, красок, карандашей

Оксиды (простые окислы ), гидрооксиды

Кварц

SiO2

Кристаллы, друзы, зернистые и скрытокристаллические агрегаты, рыхлые пески

Бесцветный белый, серый до черного, фиолетовый, розовый, желтый.

Бесцветная

Стеклянный, в изломе - жирный

Отсутствует; раковистый

6, 5-7

2, 53-2, 65

Высокая твердость;
отсутствие спайности

Магматическое, метаморфическое, гидротермальное

В оптике; радиотехнике; фарфоровой и стекольной промышленности; в ювелирном деле

Халцедон

SiO2

Почки, сталактиты, конкреции, сплошные массы

Белый, серый, желтоватый, голубоватый

Бесцветная

Восковой слабый

Отсутствует; раковистый

6, 5-7

2, 55-2, 64

Формы выделения

Гидротерма-льное или гипергенное

Поделочный камень

Опал
SiO2.

nH2O

Натеки, псевдоморфозы, почки, конкреции

Белый, красный, зеленый, синий, полосчатый

Белая

Матовый;

жирный или перламут-ровый

Отсутствует;

раковистый

5-6, 5

1, 9-2, 3

Формы выделения, цвет;

не проводит электричества

Гидротермальное, часто - осадочное

Полудрагоцен-ный или поделочный камень

Корунд

Al2O3

Кристаллы,

мелкозер-нистые скопления (наждак)

Синевато-и желтовато-серый, красный, синий,
розовый.

Не дает

Алмаз-ный или сильный стеклян-ный

Отсутствует,

неровный, раковистый

9

3, 95-4, 4

Высокая твердость;

Способность изменять окраску при смене освещения и температуры

Магматичес-кое, метаморфическое осадочное

Как абразив-ный и огне-упорный мате-риал;

кристаллы - в приборостроении и ювелирном деле

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Оксиды (простые окислы),

гидрооксиды

Гематит

Fe2O3

Кристаллы, друзы, натечные формы, агрегаты

Вишнево-красный; стально-серый; железо-черный.

Вишневая

Полуме-талличес-кий, матовый

Грубая отдель-ность;

раковистый

5-6

5-5, 2

Цвет черты;

высокая твердость

Метаморфи-ческое, гидротермаль-ное, гипер-генное

Железная руда;

для изготовления красок и карандашей (красная охра)

Магне-тит

Fe, Fe2O4

Кристаллы,

зернистые, коломорф-ные массы, вкрапления

Железо-черный.

Черная

Металли-ческий, полуме-талличес-кий

Отдельность;

неровный

5-6, 5

4, 5-5, 3

Сильно магнитен

Магматичес-кое, метасоматическое (главные скопления)

Важная железная руда

Лимонит

FeO(OH)nH2O

Сплошные, скрытокристалличес-

кие и зем-листые агрегаты, натечные формы

Желто-бур-ый, бурый до черного.

Коричневая

Матовый или стек-лянный

Отсутствует;

неровный

1-5

2, 7-4, 4

Растворяется в HCl; различная твердость и плотность в зависимости от форм выделения

Гипергенное

Руда на железо

Карбонаты

Кальцит

CaCo3

Кристаллы,
зернистые, скрытокристалличес-кие агрега-ты; натеч-ные формы
Бесцветный
желтый, розовый, голубой.

Бесцветная

Стеклян-ный, перламут-ровый

Совершенная по

ромбоэдру; неровный

3

2, 6-2, 8

Бурно реагирует с HCl;
спайность
Магматичес-кое,
осадочное,
гидротер-

мальное

В оптической и химической про-мышленности;
в строительстве;
в металлургии;

поделочный камень

Карбонаты

Доломит

CaMg(Co3)2

Кристаллы, зернистые, скрытокристалличес-кие агре-гаты

Белый, желтоватый, зеленоватый, бурый до черного.

Бесцветная

Стеклян-ный, перламут-ровый

Совершенная;
неровный,

занозистый

3, 5-4

2, 8-2, 9

С HCl реагирует в порошке
Осадочное,
гидротер-

мальное

В металлургии в качестве флюса и огнеупора;

в строительстве

Сульфаты

Гипс
Ca(SO4).

2H2O

Кристаллы; друзы; рых-лые массы, волокнис-тые агрега-ты
Бесцветный, желтый, бу-рый, крас-ный, керный

Белый

Стеклян-ный, перламут-ровый

Весьма совершен-ная, ясная;

раковистый

1, 5-2

2, 32

Растворяется в HCl; в H2O при - 37о С;

формы выделения

Экзогенное, гидротер-

мальное

В медицине; в строительстве;

селенит - поде-лочный камень

Ангид-рит

Ca(SO4)

Кристаллы, сплошные и зернис-тые массы
Белый, го-лубоватый, серый.

Бесцветная

Стеклян-ный, перламут-ровый

Совершенная,
ясная;

неровный

3-3, 5

2, 8-3

Растворяется в кислотах без вскипания

Осадочное - хемогенное

В строительстве (цемент); поделочный камень

Барит Вa(SO4)

Кристаллы, друзы; землистые, плотные, зернистые агрегаты
Белый, се-рый, крас-ный, бурый голубой, зеленый.

Бесцветная

Стеклян-ный, перламут-ровый
Совершенная, средняя;

неровный

3-3, 5

4, 3-4, 5

Высокая плотность

Гидротер-мальное, реже - осадочное

В химической промышленнос-ти

Галогениды

Галит NaCl

Кристаллы, зернистые, сплошные массы

Бесцветный белый, серый, розовый, красный, синий.

Бесцветная

Стеклянный, жирный

Совершенная; раковистый

2

1, 97-2, 21

Соленый на вкус; гигроскопичен; спайность

Осадочное - хемогенное

В пищевой промышленности; руда на натрий

Сильвин

KCl

Кристаллы, зернистые, сплошные массы

Бесцветный молочно-белый, красный, желто-красный.

Бесцветная

Стеклянный, жирный

Совершенная;

неровный

2

1, 99

Горький, жгуче соленый на вкус; растворяется в воде

Осадочное; реже - вулканичекое

В сельском хозяйстве - калийное удобрение;
в оптике;

руда на калий

Силикаты

Островные

Оливин

(Mg, Fe)2{SiO4}

Кристаллы, зернистые агрегаты

Бутылочно-зеленый, оливковый, серый

Зеленовато-серая

Стеклянный

Отчетливая;

раковистый

6, 5-7

3, 81

Цвет, форма кристаллов

Магматичес-кое

Сырье для силикатного стекла;

в ювелирном деле

Ленточные

Роговая обманка
{Si4O11}(OH)

Na, Ca, Mg, Fe, Al

Столбчатые кристаллы, зернистые и игольчатые агрегаты
Зеленый до черно-зеленого.

Зеленоватая

Стеклянный, шелковистый

Совершенная; ровный,

занозистый

5-6

3, 2-3, 45

Излом; спайность, цвет

Магматичес-кое, метаморфическое

Силикаты

Цепочечные

Эгирин

NaFe{Si2O6}

Призматические и столбчатые кристаллы, шестоватые агрегаты

Темно-зеленый до черного.

Желто-серая

Стеклянный

Совершенная;

неровный

6-6, 52

3, 55-3, 6

Спайность, излом

Магматичес-кое

Авгит
Са(Mg, Fe, Ai Ti)

{(Si, Al)2О6}

Короткостолбчатые кристаллы, зернистые агрегаты

Черно-бурый, зелено-бурый.

Светло-серая

Стеклянный, на гранях - полужирный

Отчетливая, часто - отдельность; неровный

5, 5-6

3, 23-3, 52

Цвет, форма кристаллов; полужирный блеск

Магматичес-кое

Слоистые

Биотит
К(Mg, Fe)3 AlSi3O10
(F, OH)2

Таблитчатые кристаллы, чешуйчатые массы

Темно-бурый, зеленый до черного

Бурая (светлее минерала)

Стеклянный, перламутровый

Весьма совершенная;

занозистый

3

2, 7 3, 3

Спайность,

форма кристаллов, взаимодействует с H2SO4 и HCl

Магматическое, метаморфическое

Как изоляционная прокладка в бытовых приборах

Мусковит
КАl2{AlSi3O10
(OH)2

Таблитчатые кристаллы, листоватые и чешуйчатые агрегаты

Бесцветный зелено-желтый.
Белая

Стеклянный, перламутровый

Весьма совершенная;

занозистый

2-4

2, 7-3, 1

Спайность,

цвет, на кислоты не реагирует

Магматическое, метаморфическое гидротермальное

Как высококачественный изолятор в электронной и радиотехнической промышленности, в авиации

Силикаты

Слоистые

Флогопит
КMg3{AlSi3O10}

(F, OH)2

Таблитчатые кристаллы, листоватые и чешуйчатые массы
Бурый, зеленоватый.

Белая

Перламутровый, матовый

Весьма совершенная;

занозистый

2-3

2, 7-2, 9

Спайность, взаимодействие с концентрированной H2SO4

Гидротермальное, метаморфическое

Как изолятор в электронной и радиотехническо й промышленности

Серпентин (MgFe)3{Si2O5}

(OH)4

Шелковистые волокна (асбест), плотные скрытокристаллические массы

Зеленый различных оттенков.

Жирная блестящая

Жирный, перламутровый

Средняя;

неровный, занозистый

2, 5-3

2, 5-2, 65

Жирный на ощупь, разлагается кислотами

Гидротермальное, метасоматическое

Облицовочный материал, поделочный камень

Тальк

Mg3{Si4О10}(ОН)2

Чешуйки, листочки; чешуйчатые и листоватые агрегаты, плотные массы

Светло-зеленый до белого.

Белая

Стеклянный, на гранях - полужирный
Совершенная;

занозистый

1-1, 5

2, 6-2, 83

Твердость (режется ножом), жирный на ощупь

Метаморфическое, гидротермальное

В медицине, в парфюмерии, в керамической и бумажной промышленности; в пр-ве огнеупоров; в сельском хозяйстве

Хлориты
(Mg, Аl, Fe)12{(SiAl)6O20}(OH)16

Листочки, чешуйки, чешуйчатые и сплошные массы

Зеленый до черного.

Зеленовато-серая

Стеклянный, перламутровый

Весьма совершенная;

занозистый

1, 5-3

2, 6-3, 3

Цвет, формы выделения;

легко разлагается сильными кислотами

Гидротермальное, метаморфическое

В бумажной промышленности

Силикаты

Слоистые

Каолинит

Al4{Si4O10}(OH)6

Микроскопические пластинки; глинистые массы

Белый; от примесей - любой.

Белая

Матовый

Совершенная (под микроскопом); неровный

1-3

2, 4-2, 63

Жирный на ощупь; взаимодействует с подогретыми кислотами

Экзогенное

В керамической и бумажной промышленности

Каркасные

Альбит
(плагиоклаз)
Na{AlSi3O8}

Таблитчтые и призматические кристаллы; плотные, зернистые агрегаты

Белый, бесцветный, зеленоватый, розовый.

Белая

Стеклянный, перламутровый

Совершенная;

неровный

6-6, 5

2, 65-2, 66

Спайность, блеск на плос-костях спай-ности, твердость;

иризация; взаимодейсвует с НF

Магматичес-кое

Сырье для изготовления фарфора, глазури; облицовочный материал, поделочный камень

Микроклин
(полевой шпат)

К{AlSi3O8}

Изометрические кристаллы, зернистые агрегаты

Белый, кремово-розовый, зеленый.

Бесцветная

Стеклянный, перламутровый

Совершенная; неровный

6-6, 5

2, 5-2, 6

Спайность, блеск, твердость

Магматичес-кое

В фарфоровой промышленности; амазонит - поделочный камень

Ортоклаз
(полевой шпат)

К{AlSi3O8}

Изометрические кристаллы, зернистые агрегаты

Серый, розовый, светло-зеленый.

бесцветная

Стеклянный, перламутровый

Совершенная;

неровный

6-6, 5

2, 55-2, 63

Спайность, блеск на плоскостях спайности, твердость; голубая

иризация;

Магматичес-кое

Сырье для изготовления фарфора, эмали; розовые и зеленые разновидности - облицовочные и поделочные камни

Размещено на Allbest.ru
...

Подобные документы

  • Характеристика природных химических соединений, представляющих собой обособления с кристаллической структурой. Исследование механических, оптических, физических и химических свойств минералов. Изучение шкалы твердости Мооса, групп силикатных минералов.

    презентация [1,7 M], добавлен 27.12.2011

  • Изучение физических и химических свойств минералов сфалерита и кварца. Определение твердости по Моопсу; спайность, цвет, магнитность кристаллов; характеристика излома, цвет черты. Диагностика в полевых условиях на растворимость в воде; реакция с HCl.

    лабораторная работа [317,7 K], добавлен 09.10.2013

  • Происхождение, химические свойства минералов. Особенности формирования эвапоритовых залежей. Плотность, спайность, излом минералов. Пылеватые и глинистые сцементированные и сильноуплотненные породы. Физико-механические свойства алевролитов и аргиллитов.

    реферат [25,4 K], добавлен 13.12.2012

  • Морфология минералов, их свойства, зависимость состава и структуры. Развитие минералогии, связь с другими науками о Земле. Формы минералов в природе. Габитус природных и искусственных минералов, их удельная плотность и хрупкость. Шкала твёрдости Мооса.

    презентация [2,0 M], добавлен 25.01.2015

  • Кристаллическая структура и химический состав как важнейшие характеристики минералов. Осадочное происхождение минералов. Классификация диагностических свойств минералов. Характеристика природных сульфатов. Особенности и причины образования пегматитов.

    контрольная работа [2,2 M], добавлен 07.10.2013

  • Физические свойства минералов и их использование в качестве диагностических признаков. Понятие о горных породах и основные принципы их классификации. Охрана природы при разработке месторождений полезных ископаемых. Составление геологических разрезов.

    контрольная работа [843,1 K], добавлен 16.12.2015

  • Понятие и место в природе минералов, их строение и значение в организме человека, определение необходимых для здоровья доз. История исследования минералов от древних времен до современности. Классификация минералов, их физические и химические свойства.

    реферат [36,2 K], добавлен 22.04.2010

  • Морфология минералов как кристаллических и аморфных тел, шкала Мооса. Свойства минералов, используемые в макроскопической диагностике. Выветривание горных пород. Источник энергии, факторы, виды выветривания, геологический результат: кора выветривания.

    контрольная работа [764,1 K], добавлен 29.01.2011

  • Понятие и особенности минеральных видов, их признаки. Полиморфные модификации веществ, свойства минеральных индивидов. Нахождение минералов в природе. Характеристика физических, оптических, механических свойств минералов. Наука минералогия, ее задачи.

    реферат [161,3 K], добавлен 09.12.2011

  • Процесс образования изумрудов. Физические, химические и оптические свойства минералов. Дихроизм, дисперсия света, плотность, твердость, спайность и блеск. Определение синтетических изумрудов. Главные месторождения минералов. Самые уникальные изумруды.

    реферат [570,6 K], добавлен 19.03.2012

  • Основные определения при изучении магнитных свойств минералов: интенсивность намагничивания, магнитная восприимчивость. Магнитные свойства минералов: диамагнитные, парамагнитные, антиферромагнитные. Ядерный магнитный резонанс. Магнитная сепарация.

    контрольная работа [19,3 K], добавлен 24.06.2011

  • Классификация, химический состав и кристаллическая структура минералов, изоморфизм и полиморфизм. Физические процессы, определяющие рост кристаллов. Эволюционные закономерности построения минералов, их значение для познания биологической эволюции.

    реферат [2,2 M], добавлен 30.08.2009

  • Оптические и электрические свойства минералов, направления использования минералов в науке и технике. Характеристика минералов класса "фосфаты". Обломочные осадочные породы, месторождения графита, характеристика генетических типов месторождений.

    контрольная работа [32,4 K], добавлен 20.12.2010

  • Метод классификации минералов по химическому принципу (типы соединений и характер связи) с обязательным учётом их структурных особенностей. Кристаллохимические и морфологические особенности основных групп минералов. Понятие изоморфизма и полиморфизма.

    курсовая работа [379,3 K], добавлен 28.04.2011

  • Свойства кристаллического вещества. Природа окраски минералов и твердость минералов. Характеристика алмаза. Островные силикаты, их свойства. Основные типы неметаллических полезных ископаемых. Главные представители драгоценных и поделочных камней.

    реферат [3,0 M], добавлен 12.01.2011

  • Геологическая характеристика и анализ состава минералов Верхнекамского месторождения калийных солей. Определение соотношения чисел минералов разных химических элементов. Описание минералов-микропримесей нерастворимого остатка соляных пород месторождения.

    курсовая работа [5,2 M], добавлен 27.06.2015

  • Классификация и характеристика минералов группы полевых шпатов, их разновидности, территории распространения, особенности. Отличительные признаки калиевых полевых шпатов от плагиоклазов. Практическое значение минералов данной группы полевых шпатов.

    контрольная работа [150,5 K], добавлен 02.12.2010

  • Минеральные комплексы как диагностические признаки особых свойств гидротерм. Реальные температурные и химические измерения в активных гидротермальных системах. Главные группы минералов в виде вторичных фаз в эпитермальных/мезотермальных месторождениях.

    реферат [515,0 K], добавлен 06.08.2009

  • Понятие и распространенность монтмориллонита, его общая характеристика и отличительные особенности, а также отрасли практического применения. Описание и основные сферы использования доломита, опала, мирабилита, флюорита, апатита, алмаза, серы и кварца.

    презентация [1,8 M], добавлен 16.12.2014

  • Генерация минералов, относительный возраст. Примеры разновозрастных генераций минералов и последовательности минералообразования. Методика построения генетических моделей. Кристаллы кварца, барита. Составление графических моделей минеральных агрегатов.

    контрольная работа [5,1 M], добавлен 20.03.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.