Химия минералов. Химический и минералогический состав горных пород

1.Образование и распространение минералов.
2.Химический состав минералов.
3.Структуры минералов и полиморфизм.
4.Классификация минералов.
5.Понятие о горных породах.

1.Образование и распространение минералов.

Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

В последние годы было обнаружено, что проблема совпадения может быть частично решена путем предпочтительного использования дифракционного списка соединений перед использованием небольшого количества выбранных аналитических дифракционных максимумов. Метод представляет собой метод определения кристаллической структуры. Основной принцип метода заключается в том, что каждое событие в записи представляет собой одно. Наблюдения сравниваются с теоретическими значениями.

Используемые методы и методологии представлены в нескольких статьях и в монографии «Современная порошковая дифракция». Метод Ритвельда имеет значительные преимущества по сравнению с другими методами количественного определения содержания в хлопьях полимеров. Это следует из того, что все линии каждого фестиваля явно оцениваются, и большая трудность даже не связана с несколькими перекрывающимися линиями, даже в случае минералов с низкой симметрией.

Минералы образуются в земной коре, входят в состав мантии и более глубоких слоев планеты, рассеяны в гидросфере и атмосфере. Минералы слагают также Луну, многие планеты и их спутники, астероиды, входят в состав метеоритов и мельчайших частиц космической пыли, падающих на поверхность Земли. Они также образуются при столкновении с Землей крупных космических тел.

Среди преимуществ этого метода также заключается тот факт, что кристаллохимия вместе с физическими свойствами может быть установлена ​​и согласована для каждой из существенно представленных фаз в минеральной ассоциации. Если в анализируемом полиморфном образце между нынешними фазами имеется лишь малая контрастность поглощения, то нам не нужны никакие стандарты. В этом случае константами калибровки являются произведение массы и объема стандартной гречихи. В этом случае, когда минеральная фаза характеризуется четким коэффициентом контрастности или непрерывным первичным расширением, калибровка может быть выполнена простой синтетической последовательностью синтеза с использованием подходящего внутреннего стандарта известной кристалличности.

К минералам относят и кристаллические продукты жизнедеятельности различных организмов, например сульфит редуцирующих бактерий, благодаря которым самородная сера и карбонат кальция образуются за счет гипса. Минералы входят в состав тканей животных и растений. Минералы, образуя органоминеральные агрегаты, например, в виде апатита в костях, флюорита в зубах, тридимита в скелете радиолярий и т.д. После отмирания организмов, некоторые из этих минералов образуют скопления ценного минерального сырья, например, фосфоритов, трепека и т.д.

Альтернативным решением является использование поправок, основанных на известных контрастах поглощения и прогнозируемом распределении размера луковицы. Однако этот метод имеет свою собственную слабость. Классификация магматических пород. Как уже было сказано в предыдущем приоритетном тексте, состав голокристаллической породы в классификационную систему представляет собой ее минеральный состав.

Минералы, образующие минеральную ассоциацию определенной породы, сначала делятся на темные и светлые на основе количественного анализа. При отображении изученной породы в этой классификационной схеме необходимо понимать, что магматические породы, согласно минеральному составу, превращаются в две основные группы.

Земная кора сложена в основном полевыми шпатами и кварцем, на их долю приходится 55 и 10 % соответственно (данные А.Е.Феремана), широко распространены также пироксены, амфиболы, хлориты, слюды, глинистые минералы, карбонаты и др.

Сравнительно часто встречаются еще несколько десятков минералов. Остальные очень редки.

2. Химический состав минералов.

В состав минералов входит большинство химических элементов периодической системы. Различают видообразующие элементы √ Si, O, H, Al, Ca, Na, Mg, Cu, Pb, S, и др. Минералы представлены следующими основными типами химических соединений:

Для каждой группы плутонических пород существует согласованная вариация темных минералов. Однако мы всегда должны учитывать соответствующий тип горных пород. В случае гранита «стандартное» содержание темных поровых минералов, отличных от так называемого у габра. Вопрос о классификации вулканических пород деградирован присутствием вулканического стекла по сравнению с плутонием. Поэтому для вулканических пород в дополнение к конструкции, разработанной на основе известного минерального состава, были разработаны предложения по классификации по их химическому составу.

    простыми веществами или самородными элементами √ самородная сера, графит, самородная медь, золото, платина и др.;

    оксидами и гидрооксидами: корунд Al 2 O 3 , рутил TiO 2 , куприт Cu 2 O и др.;

    солями различных кислородсодержащих и бескислородных кислот: галит NaCl, пирит FeS 2 , кальцит CaCO 3 , барит BaSO 4 и др.

Для многих солей характерны комплексные анионы (радикалы): в силикатах 4+ , в карбонатах [СО 3 ] 2- , в фосфатах [РО 4 ] 3- и др.

Необходимо констатировать, что развитие такой классификации наблюдалось во всем временном развитии этого вопроса, который как можно ближе подходит к классификации плутонитов. Прежде чем перейти к нашей собственной классификации анализируемых магматических пород, она должна соответствовать следующим условиям.

С петрографической точки зрения, не рекомендуется разделять вулканы на «неовулканиты» и «палеовулканиты»; он используется в качестве синонима для вулканов вулкана независимо от их возраста. Породы классифицируются по химическому составу. Эта форма классификации более подробно, не только показывает сильную взаимосвязь между плутонием и вулканами, но и фундаментальное различие между предлагаемой и ранней номенклатурой. Таблица строго подлежит рекомендациям, предлагаемым в каждом году Подкомитетом по классификации и систематике магматических скал.

Способность минералов к образованию соединений переменного состава называется изоморфизмом (греч. ╚изоа╩ √ одинаковый; ╚морфо╩ √ форма), который состоит во взаимном замещении атомов и ионов в кристаллических решетках минералов без нарушения их строения. Изоморфизм обусловлен близостью свойств атомов и ионов, а также воздействием температуры, давления, концентрацией компонентов. Пример. Изоморфный ряд группы плагиоклазов (кл. силикаты и п / кл. полевые шпаты), крайние члены которых альбит Na и анортит Ca .

Отличительной чертой исходной таблицы магматических пород являются. Преимущество использования конечных элементов при создании ников. Для соблюдения правильной номенклатуры элементов и соединений, в том числе минералов, на определенном уровне должна быть честь каждого химика.

«Камни» являются предметом научных исследований в основном геологами. Геологическая терминология определяется Международным союзом геологических наук, в которой Чешская Республика представлена ​​Чешской национальной геологической комиссией. Минералы и другие кристаллические вещества.

3. Структуры минералов и полиморфизм.

Все многообразие кристаллических структур минералов можно свести к 5 типам, отличающимся характером расположения атомов.

    Координационные структуры характеризуются одинаковыми расстояниями между атомами. Некоторые минералы представлены огромными массами почти мономинеральных пород или промышленных скоплений √ месторождений полезных ископаемых, такие как магнетит, магнезит, кальцит, гипс, галит 3+ и пр. В тоже время известны минералы, которые находятся в количестве, едва достаточном для их диагностики. В природе 3000 видов. Распространенность и число минеральных видов в земной коре определяются в основном распространенностью и химическими свойствами атомов минералообразующих элементов, способность которых концентрироваться с образованием минералов или рассеиваться, т.е. их химическая активность зависит от физико-химических условий среды. Для них характерна плотнейшая упаковка. Примеры: (золото самородное), анионы кислорода в гематите, или катионов кальция во флюорите.

    Разумеется, нет необходимости объяснять, что такое кристаллический элемент или соединение. Но какие элементы или соединения «обычно» кристаллические могут быть классифицированы как минералы, не имеющие физического свойства, а Международная минералогическая ассоциация. Только кристаллические вещества, возникающие в результате геологических процессов, следует называть минералами. Поэтому минералы не принадлежат большинству сахаров и органических кристаллов вообще, чистых металлов, некоторых компонентов цемента и т.д. каждый минерал определяется не только химическим составом, но и кристаллической структурой.

    Островные структуры характеризуются различными межатомными расстояниями. Анионные радикалы или замкнутые молекулы представляют собой как бы отдельные ╚острова╩. Межатомные расстояния в пределах этих ╚островов╩ меньше, а прочность химических связей существенно больше, чем в остальной части структуры. Примеры: силикаты с изолированным тетраэдрическим анионным радикалом 4 — ; оливин (Mg,Fe) 2 , топаз
    Al 2 (OH,F) 2 и др; карбонаты с изолированным треугольным радикалом 2- ; кальцит Ca, доломит CaMg 2 и др. Есть минералы с более сложным строением ╚островов╩.

    Эта база данных находится на английском языке, но названия минералов дополняются на других языках, включая чешский; имена в других языках, а также недопустимые имена также могут быть введены в поиск. Важную функцию баз данных выполняет химический состав.

    Последнее полное резюме чешских названий - Энциклопедия минералов Дж. Авторы новых минералов и изменения в номенклатуре, сообщается в Национальном музее минералогии и петрологии. В последние десятилетия вновь открытые минералы - без каких-либо исключений - незначительны, но изменения в номенклатуре в изоморфных рядах могут быть значительными, и иногда происходит открытие кристаллического вещества, имеющего важное значение как в синтетических материалах, так и в природе, минералогическое название.

    Цепочечные структуры образованы бесконечными одномерными радикалами, которые состоят из линейно-связанных координационных полиэдров. Расстояние между атомами в пределах цепочек меньше, а прочность химических связей больше, чем между ними. В структурах одних минералов цепочки одинарные (силлиманит Al), других минералов сдвоенные √ ленточные структуры (антофиллит
    Mg 7 2 (OH) 2 .

    Свойства кристаллических веществ, которые не принадлежат к минералам, нигде не столь роскошны, как свойства минералов в базах данных. Наиболее распространенным источником проблем при именовании минерала является неоднозначный состав в изоморфных строках или изоморфных группах. Поскольку магний и двухвалентное железо могут быть представлены бесконечно во многих кристаллических структурах, состав минерала часто не может быть выражен точной структурой. Простая подстановка указана на примере.

    Что означает, что магний и железо могут находиться в любом соотношении, но два атома кремния всегда два. Оливин не является минеральным видом, минеральными видами являются форстерит и фаялит. Раньше выделялись по точному составу 6 видов, в настоящее время они имеют названия временного состава неофициальных сортов.

    Структуры слоистые (листовые) отличаются тем, что межплоскостные расстояния в пределах плоскости (слоя) меньше, чем между плоскостями (слоями), и соответственно атомы прочнее связаны с соседними атомами плоскости (слоя), чем с атомами другой плоскости (другого слоя). Графит С, тальк Mg 3 (OH) 2 , брусит
    Mg(OH) 2 .

    Каркасные структуры характеризуются ажурным объемным соединением координационных полиэдров всеми общими вершинами или ребрами. В крупных пустотах каркаса могут располагаться большие по размерам атомы. Структуры с каркасным мотивом имеют кварц SiO 2 и полевые шпаты (альбит Na).

    Более сложным является выражение двойных подстановок. Однако в некоторых минеральных группах, особенно слюде и амфиболе, одновременно возможны более двойные замены. Тогда общая формула очень неясна и неоднозначна. Поэтому часто бывает полезно использовать более общее название, чем обозначение минеральных видов, но хорошо иметь представление о том, что подразумевает это название. Например, биотит представляет собой термин для общей темной слюды, состав которого может быть выражен как смесь нескольких конечных элементов, а точное название соответствует ближайшему члену.

Явление кристаллизации вещества одного и того же состава в виде кристаллов разных сингоний было установлено в прошлом веке и называется полиморфизмом, а переходы из одной кристаллической формы в другую √ полиморфными превращениями или переходами. Минералы одного и того же состава, но с разной кристаллической структурой называются полиморфными модификациями. Они могут отличаться координационным числом. Например, у полиморфных модификаций состава Al 2 SiO 5 для ионов Al 3+ К.4. = 6 (у дистена), 6 и 5 (у андалузита), 6 и 4 (у силлиманита).

Этот точный состав, однако, без микроанализа практически невозможно обнаружить. Упрощенные названия также оцениваются с помощью зонных кристаллов, щелочного полевого шпата, где удалены полевой шпат натрия и кали. Другим источником путаницы может быть конфликт между техническими и «естественными» именами. Это часто небольшие неудобства, такие как обратная маркировка высокотемпературных и низкотемпературных модификаций с небольшими греческими буквами. В естественных науках низкотемпературная модификация по существу называется α, но в технической литературе она, к сожалению, часто противоположна.

Распространены также полиморфные модификации у которых одинаковые координационные группировки атомов при одном и том же располагаются относительно друг друга под разными углами. Примеры: полиморфные модификации состава SiO 2: a — и b — кварц, b — кристобалит, тридимит и др.

Полиморфные превращения бывают обратимыми (энантотропными) и необратимыми (монотропными). Например, при нагревании до 340 0 арагонит монотропно превращается в кальцит. Обратного превращения при охлаждении не происходит.

Наиболее точным является номенклатура пород, образовавшихся в результате образования магмы. Магма далека от гомогенного расплава, но также содержит газовую фазу, а иногда и очень значительное количество твердой фазы. Богатые кристаллы - это в основном гранитоидная магма, из которой кристаллизуются преимущественно гранулы. Форсунки, жесткие по глубине, где охлаждение было медленным и где давление вскрыши могло быть значительно применено, называются глубокими, согласно одному из названий глубоких тел в виде плутонических пород или плутониевого плутония.

Нередко полиморфные превращения происходят с сохранением внешней формы: параморфозы, например, b — кварца по a — кварцу, кальцита по арагониту, пирита по маркозину.

4. Классификация минералов.

В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов √ химический состав и кристаллическую структуру. В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:

Они состоят из более крупных кристаллов, чем разлив, одноцепочечные вулканические породы, которые могут быть даже стекловидными. Подобно вулканам, венозные всплески также могут быстро охлаждаться, затвердевая в тонких кусках на небольшой глубине. Классификация глубоких горных пород основана на минеральном составе, который должен определяться с определенной долей толерантности в количественном выражении. Большинство других относятся к относительным соотношениям легких минералов, включая кварц, щелочной полевой шпат, плагиоклазы и фои.

1 класс √ самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды.

2 класс — сульфиды и их аналоги √ арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S —)

3 класс √ галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl — , Br — , I — , F —).

Согласно содержанию легких минералов, нормированных на сумму 100%, можно назвать камень, который содержит 89% темных минералов. В качестве «щелочных полевых шпатов» в этой классификации упоминаются калий и альбит, содержащие не более 5% аортального компонента, который обычно не образуется из расплава, а с распадом натриево-калиевого полевого шпата. Пены в основном включают нефелин, лейцит, анальци, содалит.

Существует подробная вулканологическая классификация, в зависимости от состояния, в котором материал покинул вулканический кратер и его дальнейшие судьбы. Скала, образованная из обрушенного обломков вместо лавы, является туфом. Поскольку количественное определение минерального состава очень трудоемок, геологи часто полагаются на более старые данные и опыт, или рассчитывают из нормативного состава химического анализа. Эти тенденции являются предвестником того факта, что номенклатура всплесков - по крайней мере, глубоководных - кажется, подавляет фундаментальные изменения в течение десятилетия.

4 класс √ окислы и гидроокислы (О 2- , ОН —).

5 класс — силикаты, алюмосиликаты и их аналоги √ боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO 4 4 —).

6 класс √ бораты (ВО 2) — , борацит, примеры бура (водный борат).

7 класс √ карбонаты 2- .

8 класс √ нитраты — .

9 класс √ фосфаты и их аналоги √ арсенаты и ванадаты [РО 4 ] 3- .

Термины «гранит» и «базальт», которые обозначают наиболее известные литейные агенты, часто используются в более широком смысле; Таким образом, чешский «гранит» и «базальт» больше соответствует «гранитоиду» и «базалоиду». Дурбахиты обычно представляют собой сиениты или граниты, относительно богатые темными минералами с типичной структурой и многими химическими свойствами; распространены, например, в северо-западной части Табора и в массиве Тршебич и характеризуются, среди прочего, высокой естественной радиоактивностью.

Обсидиан - кислотное вулканическое стекло. Пемза - высокопористые кислотные вулканические стекла. Карбонаты - породы, образованные из карбонатной композиции лавы. Некоторые важные группы венозных пород. Пегматиты - химические и минеральные составы, обычно похожие на граниты, в основном крупные кристаллы, рост которых облегчался флюидной фазой; могут также содержать полости с различными кристаллами.

10 класс √ сульфиты и их аналоги √ техлураты и селенаты.

11 класс √ молибдаты и вольфраматы [МоО 4 ] 2- повелит, 2- вольфрамит.

Классы подразделяются на подклассы, классификационным признаком которых служит структурный тип минералов. В большинстве классов выделяются подклассы минералов с координационной, островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурами.

Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.

5. Понятие о горных породах.

Земная кора сложена различными минеральными агрегатами, называемыми горными породами. Горные породы могут быть мономинеральными (мрамор) или полиминеральными (гранит) . Минеральный состав каждой горной породы более или менее одинаков. Химический состав ее, естественно, зависит от того из каких минералов она состоит. Горная порода образуется в определенных геологических условиях, которые влияют на форму ее залегания, характер и взаимоотношения составляющих ее минералов- структуру и текстуру (смотри рисунок).

Каждая порода отличается от других пород также и по физическим свойствам: окраске, плотности, механической прочности, плавкости и т.д.

Таким образом, горная порода √ это агрегат более или менее количественно и качественно постоянных минеральных зерен, отличающихся определенным строением, физическими свойствами и геологическими условиями образования.

По происхождению горные породы разделяются на 3 группы.

    Магматические √ связанные с процессами магматической деятельности.

    Осадочные √ связанные с экзогенными процессами.

    Метаморфические √ образующиеся в результате преобразования магматических и осадочных пород.

Литосфера на 95% сложена магматическими и металлическими породами и только 5% состоит из осадочных пород. В тоже время, осадочные покрывают 75% земной поверхности и только 25% ее занято магматическими и металлическими породами.

Всесторонним изучением горных пород (минерального и химического состава, их строения, происхождения, условий залегания, взаимоотношений между различными породами, изменение горных пород с течением времени) занимается петрография. Наука, занимающаяся главным образом происхождением магматических и металлических пород называется петрологией, а наука об осадочных породах √ литологией .

В состав минералов входит большинство химических элементов периодической системы. Различают видообразующие элементы – Si, O, H, Al, Ca, Na, Mg, Cu, Pb, S, и др. Минералы представлены следующими основными типами химических соединений:

простыми веществами или самородными элементами – самородная сера, графит, самородная медь, золото, платина и др.;

оксидами и гидрооксидами: корунд Al2O3, рутил TiO2, куприт Cu2O и др.;

солями различных кислородсодержащих и бескислородных кислот: галит NaCl, пирит FeS2, кальцит CaCO3, барит BaSO4 и др.

Для многих солей характерны комплексные анионы (радикалы): в силикатах 4+, в карбонатах [СО3]2-, в фосфатах [РО4]3- и др.

Способность минералов к образованию соединений переменного состава называется изоморфизмом (греч. «изоа» – одинаковый; «морфо» – форма), который состоит во взаимном замещении атомов и ионов в кристаллических решетках минералов без нарушения их строения. Изоморфизм обусловлен близостью свойств атомов и ионов, а также воздействием температуры, давления, концентрацией компонентов. Пример. Изоморфный ряд группы плагиоклазов (кл. силикаты и п / кл. полевые шпаты), крайние члены которых альбит Na и анортит Ca .

11.Физические свойства минералов.

1. Цвет – окраска минералов м. б. нескольких видов:

- идиохроматическая – свойственна минералу (малахит, бирюза);

- аллохроматическая – привнесенная примесями других минералов или газовыми включениями (сердолик, розовый кварц);

-псевдохроматическая – ложная окраска, вызванная интерферен-й световых лучей, (иризация, побежалость);

Иризация – псевдоокраска, к-ая возникает внутри кр-ла. Иризация (от греч. íris - радуга), оптическое явление, заключающееся в появлении радужной игры цветов на гранях и плоскостях спайности некоторых минералов (например, кальцита, лабрадора, опала и др.) при прохождении света.

Побежалость – тонкая радужная пленка на поверхностности минерала, резко отличающаяся от окраски остальной его массы. Причиной П. является наличие на поверхности зёрен минерала тонких плёнок, образовавшихся в результате его изменения (например, под воздействием кислорода) и вызывающих радужный световой эффект (см. Иризация). Характерна для борнита, халькопирита, лимонита и др. На свежей поверхности излома минералов П. не наблюдается.

2. Цвет черты – окраска тонкого порошка минерала, оставляемого им при царапании о не глазурованную фарфоровую пластинку (бисквит). Тв-ть по шкале Маоса (5-6) 6-7. Черта не совпадает: пирит – латунно-желтая окраска, цвет черты черный; гематит – черная окраска, цвет черты красно-коричневый.

3. Прозрачность . Способность минерала пропускать через себя свет. Оценивается на качественном уровне путем просмотра минерала на просвет. По этому признаку:

Прозрачные (кварц, исландский шпат, хрусталь);

Полупрозрачные (гипс);

Просвечивающие в краях (опал);

Не прозрачные (пирит, гематит).

4.Блеск – способность минералов отражать падающий свет, зависит от показателя преломления минерала. Блеск минерала обусловлен отражением от поверхности граней кристалла или излома. Различают Ме и неМе

1. Минералы с металлическим и металловидным блеском (более 3.0). ме-напоминает блеск свежего металла (пирит, галенит), а металловидный(2.6 – 3.0), - потускневшей поверхности металла(графит, сфалерит). Эти блески присущи непрозрачным самородным металлам (золото, серебро, медь и др.), многим сернистым соединениям (галенит, халькопирит и др.) и окислам металлов (магнетит, пиролюзит и др.).

2.немее- блеск. характерен для свелоокрашенных, зачастую прозрачных минералов. Неметаллический блеск различается:

    Алмазный . (1.9 – 2.6)Самый сильный блеск, характерен для минералов - с высоким показателем преломления (алмаз, киноварь).

    Стеклянный . (1.3 – 1.9) Напоминает блеск от поверхности стекла. Неметаллический блеск присущ прозрачным минералам. Характерен для минералов с невысоким показателем преломления (кальцит, кварц).

    Жирный . Блеск, как от поверхности покрытой пленкой жира. Такой блеск обусловлен взаимным гашением отраженных лучей света от неровной поверхности минерала (нефелин, самородная сера).

    Перламутровый . Напоминает радужные переливы перламутровой поверхности морской раковины. Характерен для минералов с весьма совершенной и совершенной спайностью (слюда, гипс).

    Шелковистый. Присущ минералам с волокнистым строением. (асбест).

    Матовый или тусклый . Наблюдается и минералов с очень тонкошероховатой поверхностью излома (кремень, глина).

Блеск зависит от:

Состояния пов-ти мин-ла: если поверхность не гладкая, то наблюд-ся жирный блеск (кварц), восковой блеск;

Формы кристалла: волокнистая форма, то для минерала характерен шелковистый блеск.

У некоторых минералов блеск на гранях кристаллов и на изломе различный. Так, например, у кварца на гранях блеск стеклянный, а на изломе - жирный. Тонкие плёнки на несвежей поверхности и налёты посторонних веществ также резко изменяют блеск минерала.

5. Тв-ть – способ-ть минерала сопротивляться внешним механическим воздействиям, царапанию, шлифованию. является важным диагностическим признаком.

Существует несколько методов определения твердости. В минералогии действует шкала Мооса. Построенная на основе эталонных образцов, расположенных в порядке увеличения твердости:

1 Тальк Mg3(OH)2

2 Гипс Ca*2H2O

3 Кальцит Ca

4 Флюорит CaF2

5 Апатит Ca53(F, Cl)

6 Ортоклаз K

7 Кварц SiO2

8 Топаз Al2(F, OH)2

9 Корунд Al2O3

Значение шкалы Мооса являются относительными и определены условно, методом царапания. Т.е. кварц оставляет царапину на полевых шпатах (ортоклаз), но не может поцарапать топаз. Процесс определения твердости минерала по шкале Мооса происходит так: если, например апатит (тв. = 5) царапает исследуемый минерал, а при этом сам образец может царапать флюорит (тв. = 4), то твердость образца определяем = 4,5.

Эталоны шкалы Мооса могут заменить следующие предметы: лезвие стального ножа - твердость около 5,5, напильник - около 7, простое стекло - 5

6. Спайность – способ-ть мин-лов раскалываться или расщепляться по определенным плоскостям с образованием зеркально-гладкой поверхности.

Спайность связана со структурой кристалла и характером атомных связей. Вдоль плоскостей спайности силы связи оказываются более слабыми, чем вдоль других направлений. Плоскости спайности всегда обладают высокой плотностью атомов и во всех случаях параллельны возможным граням кристалла. Так, спайность пироксенов и амфиболов также непосредственно связана с их структурой, которая содержит цепочки кремнекислородных тетраэдров.

Спайность выявляют, прослеживая регулярные системы трещин в прозрачных минералах, таких как флюорит или кальцит, либо ровные отражающие плоскости, образующиеся при раскалывании кристаллов, что наблюдается у полевых шпатов, пироксенов и слюд. Следы плоскостей спайности играют важную роль определяющих направлений при оптическом изучении ксеноморфных зерен под микроскопом, не имеющих хорошо выраженных граней.

Степень совершенства проявления спайности исследуемого минерала определяется путем ее сопоставления с данными следующей 5-ступенчатой шкалы:

    весьма совершенная – минерал расщепляется легко расщепляется на чешуйки, пластинки, листочки (слюда, молибденит).

    совершенная - при ударе молотком - выколы, представляющих собой уменьшенное подобие разбиваемого кристалла. Так, при разбивании галита получают мелкие правильные кубики, при дроблении кальцита – правильные ромбоэдры (топаз, хромдиопсид, флюорит, барит). Образуются обломки с ровными гладкими гранями

    средняя характеризуется тем, что на обломках кристаллов отчетливо наблюдаются как плоскости спайности, так и неровные изломы по случайным направлениям (полевые шпаты, пироксены)

    несовершенная гладкие поверхности обнаруживается с трудом при тщательном осмотре неровной поверхности скола минерала (апатит, касситерит).

    Весьма несовершенная - нет гладких поверхностей.

При раскалывании минералов, лишенных спайности или обладающих плохой спайностью, возникают незакономерные поверхности излома, который по внешнему облику характеризуется как: раковистый (опал), неровный (пирит), ровный (вюртцит), занозистый (актинолит), крючковатый (самородное серебро), шероховатый (диопсид), землистый (лимонит).

При обработке камня наличие спайности облегчает получение плоских поверхностей вдоль ее плоскостей, но затрудняет шлифовку и полировку других плоскостей, поскольку при обработке могут возникать трещины спайности. Кроме того, спайность может стать причиной сколов минералов в процессе их использования.

12. Морфология монокристаллов и агрегатов .

Облик кристаллов (габитус);

Двойники;

Штрихованность граней.

В зависимости от условий образования одни и те же минералы м/кристаллизоваться в различных формах, но внутренняя (кристаллическая решетка) структура всегда одинакова. В природе минералы кристаллизуются в виде: отдельных монокристаллов, сростков двойников, агрегатов.

Габитус – внешний облик кристаллов, м/б:

    Изометрический – формы одинаково развитые в трех пространственных направлениях: октаэдр, ромбоэдр, куб (октаэдр – алмаз, ромбоэдры – алмаз, кубы – барит, пирит).

    Вытянутый - формы, вытянутые в одном пространственном направлении: призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волокнистые (турмалин – призматические кристаллы, волластанит – игольчатые кристаллы, асбест - волокнистые).

    Плоский - формы, вытянутые в двух пространственных направлениях – таблитчатые, пластинчатые, чешуйчатые (слюда – чешуйчатые кристаллы).

Форма кристаллов м/б скелетная и дендрическая (древовидная разветвленная).

Двойники – закономерные сростки 2-х и более кристаллов часто являющиеся диагностическим признаком минералов.

Двойники: срастания (копьевидные –н-р, ласточкин хвост) и прорастания (ставролит – 2 гексагональные призмы прорастают др. в др.)

Полисинтетическое двойникование – срастание множества кристаллов (н-р, плагиоклазы –K-Na – полевые шпаты, карбонаты)

Агрегаты :

друзы – сростки, хорошо сформированных кристаллов, разных по высоте, различно-ориентированных, объединенных общим основанием;

щетки, корки – агрегаты, различные по высоте;

секреции – минеральные образования, заполняющие пустоты в горных породах. Заполнение происходит от периферии к центру. Если на поверхности пустот возникают щетки, то такие образования называют – жеоды (аметист, кварц);

конкреции – минеральные образования шаровидной формы, в которых заполнение вещества идет от центра к периферии (карбонаты);

оолиты – шаровидные образования, имеющие скорлуповатое строение;

сферолиты – шарообразные минеральные образования, имеющие радиально-лучистое строение (турмалин);

дендриты – кристаллы, имеющие сложное древообразное разветвленное строение (самородное серебро);

натечные агрегаты – когда минералы кристаллизуются из растворов (сталактиты, сталагмиты).

Агрегаты м/б натечные, землистые, древовидные.

Землистые агрегаты, в основном характерны для рыхлых, порошковатых минералов. К таким относятся и часть осадочных горных пород - глины (каолин), бокситы.

Штриховка на гранях - является характерным свойством того или иного минерала. Штриховки бывают:

    Поперечная параллельная (у Кварца).

    Продольная параллельная (турмалин, эпидот).

    Пересекающаяся (магнетит).

13.Генезис горных пород и минералов – общая, классификация процессов .

Процессы минераллообразования:

1)Эндогенные

Магматические

Постмагматические

Пегматитовые

Пневматитовые

Гидротермальные

2)экзогенные

3)метаморфические

Эндогенные процессы происходят внутри Земли и связаны с магматической деят-тью. Для них хар-ны высокие t-ры и давление.

Экзогенные процессы происходят на пов-ти Земли и связаны с переносом, переотложением, выветриванием, механическим разрушением горных пород и минералов.

Метаморфические процессы – процессы глубокого преобразования ранее образовавшихся горных пород и минералов под действием высоких температур и давления.

Магматические процессы – наиболее высокоt-ная стадия эндогенных процессов, связанная с крист-цией мин-лов из магмы в виде агрегатов магматических горных пород (t ≈700˚С).

Магма – многокомпонентная силикатная система, сод-щая 5-10% газовой фазы.

Пегматитовый процесс – процесс крист-ции остаточного магматического расплава обогащенного летучими компонентами, приводящих к образованию специфических горных пород крупнокристаллического строения, которые называют пегматитами. Хар-ны для образования: кварца полевого шпата, образуются пегматитовые жилы.

Пневматитовые процессы образования мин-лов из газовой фазы. На некоторых стадиях крист-ции магмы (возможны выделения P, Cl, F, S). Поднимаясь в верхние слоя → кристаллизация (при резком охлаждении) образуются минералы (сера, нашатырь).

Гидротермальные процессы – горячие горные растворы, выделяющиеся из магмы, проникая по трещинам в более холодные участки Земной коры, пары воды конденсируются вз-ют с боковыми горными породами и образуют гидротермальные жилы. Характерно для образования кварца, кальцита, барита.