Голубова Н.В. Диагностика минералов

Подождите немного. Документ загружается.

fOZ9u

7Ц,

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ , _

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное уЧрерденае

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Геолого-географический факультет

Голубова Н.В.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИ!

ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛОВ

для студентов геологических специальностей

геолого-географического факультета

Ростов-на-Дону

2010

Учебно-методическое пособие разработано кандидатом геолого-

мипералогических наук, доцентом кафедры минералогии и петрографии

Н.В.Голубовой

Ответственный редактор доктор геол.-мин.наук, профессор Н.И.Бойко

Печатается в соответствии с решением кафедры минералогии и петрографии

геолого-географического факультета ЮФУ, протокол № 11 от 20 мая 2010 года.

Аннотация

Голубова Н.В. Диагностика минералов. Учебно-методическое посо-

бие.

- Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2010. 48 с.

Учебно-методическое пособие на модульной основе с диапюстико-квали-

мстрическим обеспечением по курсу «Минералогия» содержит учебную ин-

формацию, дополняющую и частично заменяющую учебник. Пособие может

быть использовано при подготовке как к лекционным так и практическим заня-

тиям.

В пособии даны базовые понятия и определения, доступно и кратко опи-

саны основные сведения о диагностических признаках минералов примени-

тельно к учебному гшану подготовки бакалавров геологического профиля по

направлению «Геология». Основное внимание уделено характеристике минера-

лов,

которые необходимо изучить студентам в соответствии с учебной рабочей

программой на лабораторных занятиях. Приведено описание диагностических

признаков 76 минералов.

Содержание

Введение

Модуль 1. Диагностические признаки

Проектные задания

Тесты рубежного контроля

Модуль 2. Минералы -

Проектные задания

Тесты рубежного контроля

Модуль 3. Минералы - кислородные соединения

Проектные задания

Тесты рубежного контроля

Модуль 4. Силикаты и алюмосиликаты

Проектные задания

Тесты рубежного контроля

Литература

35.

Введение

В учебном плане подготовки бакалавров геологического профиля по

направлению «Геология» курс Минералогии стоит вторым в ряду минера-

лого-петрографической группы дисциплин модуля «Геохимия» базовой час-

ти профессионального цикла. Курс «минералогии» изучается студентами по-

сле «кристаллографии» и является логическим продолжением изучения

предмета «петрография».

Целью изучения «минералогии» является получение студентами необ-

ходимых знаний о составе, физических и химических свойствах минералов,

об условиях их образования, закономерностях пространственного размеще-

ния, породообразующем значении и практическом использовании, понятие о

природных минеральных индивидах, видах, разностях, разновидностях, па-

рагенезисе минералов, парагенетических ассоциациях, классификации мине-

ралов; знакомство с лабораторными методами изучения минералов, приоб-

ретение навыков их определения и описания в полевых и лабораторных ус-

ловиях.

Настоящий курс является важнейшим при подготовке студентов гео-

логических специальностей, так как без знания минералогии невозможно

изучение горных пород.

Изучение данного курса основано на знаниях, приобретенных студен-

тами в курсах «общей геологии», «общей химии», «общей физики», «кри-

сталлографии».

При изучении курса «минералогия» кроме лекционного изложения ос-

новных теоретических положений предусмотрены лабораторные занятия с

коллекциями минералов в специализированном кабинете.

В настоящем учебно - методическом пособии изложены основные

представления о диагностических признаках минералов. Большое внимание

уделено характеристике минералов, которые необходимо изучить студентам

в соответствии с учебной рабочей программой на лабораторных занятиях, в

основном, общедоступным способом исследования - макроскопическим ме-

тодом или определение минералов по внешним признакам: морфологиче-

ским особенностям, твердости, плотности, цвету, цвету черты, блеску, спай-

ности, излому, прозрачности и ряду других особых свойств - магнитное™,

штриховки на гранях кристаллов, запаху, по главным линиям на рентгено-

граммах, по поведению у паяльной трубки (1-11). В пособии приведено

описание диагностических признаков 76 минералов.

Модуль 1

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ МИНЕРАЛОВ

К важнейшим диагностическим признакам минералов относятся морфо-

логические особенности, характеризующие форму выделений минералов; оп-

тические

свойства:

прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск; механи-

ческие

свойства:

спайность, излом, твердость, хрупкость; удельный вес и про-

чие

физические

свойства, например: вкус, запах, магнитность, радиоактивность

(3,6,8).

Морфологические особенности

Чаще всего минералы встречаются в природе в виде зерен неправильной

формы. Хорошо образованные кристаллы гораздо более редки, их форма обыч-

но является характерным диагностическим признаком.

Разнообразие существующих форм кристаллов можно подразделить на

три типа.

Изометричные

- имеющие близкие размеры во всех направлениях: кубы

(галенит, пирит), тетраэдрит (сфалерит), октаэдры (магнетит, пирохлор), бипи-

рамиды (циркон, касситерит), ромбододекаэдры (гранат), ромбоэдры (кальцит)

и др., а также различные сочетания этих простых форм,

Вытянутые в одном направлении - столбчатые, шестоватые, игольча-

тые,

волокнистые кристаллы (турмалин, берилл, пироксен, амфибол, рутил).

Вытянутые в двух направлениях (уплощенные) - таблитчатые, пла-

стинчатые, листоватые, чешуйчатые кристаллы (слюды, хлориты, молибденит,

графит).

Штриховка. Помимо формы кристалла характерным свойством минера-

ла, помогающим его диагностике, является штриховка на гранях: поперечная

параллельная - у кварца, продольная параллельная - у турмалина, эпидота, либо

пересекающаяся - у магнетита.

В природе широко распространены не единичные кристаллы минерала, а

различные их срастания, или агрегаты. Для многих минералов характерны

определенным образом ориентированные закономерные двойниковые сростки

двух или более кристаллов. Наиболее широко распространенные специфиче-

ские формы минеральных агрегатов, срастаний и выделений, получившие осо-

бые названия, приводятся ниже.

Зернистые агрегаты. В зависимости от формы слагающих зерен разли-

чают особенно зернистые (состоящие из изометричных зерен), а также пла-

стинчатые, листоватые, чешуйчатые, волокнистые, игольчатые, шестоватые и

другие агрегаты. По величине зерен бывают агрегаты крупнозернистые - от 1

до 5 мм и мелкозернистые - с зернами менее 1 мм. Зернистыми агрегатами

сложено, в частности, громадное большинство изверженных и метаморфиче-

ских горных пород, а также многие осадочные породы, некоторые типы суль-

фидных руд и др.

Друзы - сростки правильных, хорошо образованных кристаллов минера-

лов на стенках пустот различной формы (трещин, каверн, «погребов», «зано-

рышей», «пещер») В морфологическом отношении весьма разнообразны:

«щетки» кристаллов, «кристаллические корки» (мелкие тесно сросшиеся кри-

сталлики, сплошь покрывающие стенки узких трещин), «гребенчатые» сростки.

Друзы кристаллов наиболее типичны для пегматитов, некоторых типов гидро-

термальных жил и жил альпийского типа.

Секреции - выполнение пустот изометричной, часто округлой формы,

отличающейся концентрически-зональным строением. Внешние зоны секреций

часто бывают выполнены аморфными или скрытокристаллическими минерала-

ми,

а во внутренней их части сохраняется полость, на стенках которой нарас-

тают друзы кристаллов или натечные агрегаты минералов. Мелкие секреции,

встречающиеся в излившихся породах и туфах, называются миндалинами;

крупные, особенно характерные для пегматитов и альпийских жил, - жеодами.

Конкреции - шарообразные или неправильной формы стяжения и жел-

ваки, образующиеся в рыхлых осадочных породах (илах, глинах, песках). В от-

личие от секреций, конкреции разрастаются от какого-либо центра (обломочно-

го зерна, органического остатка и т.д.), вокруг которого образуется сгусток-

коллоидального вещества, впоследствии раскристаллизованного.

Конкреции характерны для фосфоритов, сидеритовых, марказитовых и

других типов руд осадочного происхождения.

Оолиты подобно конкрециям имеют сферическую форму, но величина

их гораздо мельче: от десятых долей миллиметров до 1 - 2 миллиметров. Они

образуются путем наслоения коллоидального материала на песчаники и орга-

нические обломки, находящиеся в подвижных водных средах во взвешенном

состоянии. Оолиты весьма характерны для некоторых известняков, осадочных

железных и марганцевых руд, а также бокситов.

Натечные формы выделений минералов образуются на стенках пустот и

полостей при медленном стекании растворов. К ним относятся известковые и

ледяные сталактиты и сталагмиты пещер, по форме сходные с обычными ледя-

ными сосульками, почковидные, гроздевидные выделения минералов в зонах

окисления и выветривания рудных месторождений. Размеры и формы натечных

образований могут быть самыми разнообразными: от долей миллиметра до

громадных столбов (в больших пещерах). Натечные формы выделений харак-

терны для многих гипергенных и низкотемпературных гидротермальных мине-

ралов: кальцита, арагонита, малахита, гематита, гидроокислов железа и марган-

ца, опала, гипса, некоторых сульфидов, смитсонита и др.

Землистые массы - рыхлые, мягкие, мучнистые агрегаты аморфного или

скрытокристаллического строения, сажистые (черного цвета) или охристые

(желтого, бурого и других ярких цветов). Чаще всего образуются при химиче-

ском выветривании горных пород и в зоне окисления руд (например, руды мар-

ганца).

Налеты и примазки - тонкие пленки различных вторичных минералов,

покрывающие поверхность кристаллов или пород. Таковы пленки лимонита на

кристаллах горного хрусталя, примазки медной зелени по трещинам в горных

породах, вмещающих сульфидные месторождения с минералами меди.

Выцветы - периодически появляющиеся (в сухую погоду) и исчезающие

(в дождливые периоды) рыхлые корочки, пленки, налеты, часто пушистые или

моховидные, на поверхности сухих почв, руд и горных пород и по трещинам в

них. Эти образования сложены чаще всего легкорастворимыми водными хло-

ридами, сульфатами разных металлов или же другими воднорастворимыми со-

лями.

Физические свойства

Оптические свойства

Прозрачность - свойство вещества пропускать свет. В зависимости от

степени прозрачности все минералы делят на следующие группы: прозрачные -

горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.; полупрозрачные - сфалерит,

киноварь и др.; непрозрачные - пирит, магнетит, графит и др. Многие минера-

лы,

кажущиеся непрозрачными в крупных кристаллах, просвечивают в тонких

осколках или краях зерен.

Цвет минералов - важнейший диагностический признак. Во многих слу-

чаях обусловлен внутренними свойствами минерала (идиохроматические окра-

ски) и связан с вхождением в его состав элементов-хромофоров (Fe, Cr, Mn, Ni,

Со

др.). Например, присутствие хрома обусловливает зеленую окраску уваро-

вита

изумруда, присутствие марганца

розовую

или

сиреневую окраску

ле-

пидолита, турмалина

или

воробьевита. Природа окрашивания других минера-

лов (дымчатый кварц, аметист, морион

и др.)

кроется

нарушении однородно-

сти строения

их

кристаллических решеток,

возникновении

в них

различных

дефектов.

некоторых случаях окраска минерала может быть вызвана присут-

ствием тончайших рассеянных механических примесей (аллохроматические

окраски)

яшмы, агаты, авантюрин

и др.

Для обозначения окраски

минералогии распространен метод сравнения

с окраской хорошо известных предметов

или

веществ,

что

отражается

назва-

ниях цветов: яблочно-зеленый, лазурно-синий, шоколадно-коричневый

и т.п.

Эталонами можно считать названия цветов следующих минералов: фиолето-

вый

аметист, синий

азурит, зеленый

малахит, желтый

аурипигмент,

красный

киноварь, бурый

лимонит, оловянно-белый

арсенопирит, свинцо-

во-серый

молибденит, железо-черный

магнетит, латунно-желтый

халькопирит, металлически-золотистый —золото.

Цвет черты

цвет тонкого порошка минерала. Черту минерала можно

получить

при

проведении испытуемым минералом

по

матовой неглазурованнои

поверхности фарфоровой пластинки (бисквита)

или

осколку такой

же

поверх-

ности фарфоровой химической посуды.

Это -

признак более постоянный

по

сравнению

окраской.

ряде случаев цвет черты совпадает

цветом самого

минерала,

но

иногда наблюдается резкое различие:

так,

стально-серый гематит

оставляет вишнево-красную черту, латунно-желтый пирит

черную

и т.д.

Блеск зависит

от

показателя преломления минерала,

т.е.

величины,

ха-

рактеризующей разницу

скорости света при переходе

его из

воздушной

кри-

сталлическую среду. Практически установлено,

что

минералы

показателем

преломления

1,3-1,9

имеют стеклянный блеск (кварц, флюорит, кальцит,

ко-

рунд, гранат и др.),

показателем

1,9-2,6 -

алмазный блеск (циркон, касситерит,

сфалерит, алмаз, рутил

др.). Полуметаллический блеск отвечает минералам

показателем преломления 2,6-3,0 (куприт, киноварь, гематит)) и металлический

- свыше 3 (молибденит, антимонит, пирит, галенит, арсенопирит и др.).

Блеск минерала зависит и от характера поверхности. Так, у минералов с

параллельно-волокнистым строением наблюдается типичный шелковистый

блеск (асбест), полупрозрачные «слоистые» и пластинчатые минералы часто

имеют перламутровый отлив (кальцит, альбит), непрозрачные или просвечи-

вающие минералы, аморфные или характеризующиеся нарушенной структурой

кристаллической решетки (метамиктовые минералы) отличаются смолистым

блеском (пирохлор, настуран и др.).

Механические

свойства

Спайность - свойство кристаллов раскалываться в определенных кри-

сталлографических направлениях, обусловленное строением кристаллических

решеток. Так, кристаллы кальцита независимо от их внешней формы раскалы-

ваются всегда по спайности на ромбоэдры, а кубические кристаллы флюорита -

на октаэдры. Степень совершенства спайности различается в соответствии со

следующей принятой шкалой:

Спайность весьма совершенная - кристалл легко расщепляется на тон-

кие листочки (слюда, хлорит, молибденит и др.).

Спайность совершенная - при ударе молотком получаются выколки по

спайности; получить излом по другим направлениям трудно (кальцит, галенит,

флюорит).

Спайность средняя - излом можно получить по всем направлениям, но

на обломках минерала наряду с неровным изломом отчетливо наблюдаются и

гладкие блестящие плоскости спайности (пироксены, скаполит).

Спайность несовершенная или отсутствует. Зерна подобных минера-

лов ограничены неправильными поверхностями, за исключением граней их

кристаллов.