Программа дисциплины «Основы минералогии и кристаллохимии» для специальности 540101.М.-«Химия» (стр. 3 )

Методические указания.

Определение минералов по внешним признакам (изучение физических свойств минералов)

Для диагностики минералов используются различные методы, многие из кото­рых предусматривают применение различной аппаратуры и приборов. К их числу относят микроскопический (использование специальных поляризационных микро­скопов и особых препаратов — шлифов и аншлифов), электронно-микроскопический (исследование тонкодисперсных веществ - глинистых минералов и коллоидных систем с помощью электронного микроскопа),- рентгеноструктурный анализ (иссле­дование структуры минерала в рентгеновских лучах), термический анализ (изучение кривых нагревания минералов), спектральный (исследование с помощью спектро­графа) и др.

Наиболее простым и доступным способом исследования минералов является микроскопический метод, или определение минералов по внешним признакам. Дру­гими словами, изучают физические свойства минералов с помощью визуального ос­мотра и определяют их, применяя простейшие и общедоступные способы исследо­вания.

К числу легко определяемых признаков минералов относятся морфологические особенности, твердость, удельный вес (плотность), цвет, цвет черты, блеск, спай­ность, излом, прозрачность, а также ряд особых свойств - двойное лучепреломле­ние, магнитность, штриховка на гранях кристаллов, растворимость, вкус, запах и др.

Морфологические особенности минералов. Значительная часть минералов в природе встречается в виде минеральных агрегатов различного вида. Они могут быть кристаллического, скрытокристаллического и аморфного строения. При диаг­ностике минералов их внешний облик (габитус) нередко является одним из харак­терных признаков.

Содержание занятия

1.  Работа с набором природных одиночных кристаллов кварца, галита, пирита, флюорита, гипса, кальцита.

2.  Зарисовка минералов в тетради, их обозначение и формулы.

3.  Работа с набором минералов, состоящим из сросшихся агрегатов кристаллов:
кварца, кальцита, флюорита, пирита, самородной меди и других минералов. В
наборе должны быть представлены друзы, щетки, секреции, конкреции, дендриты, сталактиты, сталактиты, оолитовые образования (боксит, бурый желез­няк и др.).

4.  Зарисовка образцов и соответствующие их обозначения.

5.  Работа с набором различных псевдоморфоз: опала или по дереву, кремня по дереву, пирита по дереву и др.

6.  Зарисовка псевдоморфоз и их обозначение.

Твердость - важнейшее диагностическое свойство минералов. Твердость боль­шинства минералов является постоянной величиной. Для определения твердости используют шкалу Мооса - набор стандартных минералов. В шкале минералы рас­положены в порядке возрастания твердости.

Шкала твердости

Тальк -1 Ортоклаз - 6

Гипс - 2 Кварц - 7

Кальцит - 3 Топаз - 8

Флюорит - 4 Корунд - 9

Апатит - 5 Алмаз - 10

Цифра, стоящая справа от названия минерала, обозначает относительную твер­дость минералов. В шкале твердости каждый последующий минерал царапает своим острым концом все предыдущие. Для примерного определения твердости минералов можно использовать следующие заменители. Твердость мягкого карандаша - 1, ног­тя - 2,5, медной монеты - 3-4, стекла - 5, лезвия бритвы, ножа - 6, напильника - 7.

Содержание занятия

1.  Работа с набором минералов: каолинит, гипс, кальцит, слюда (мусковит или биотит), ангидрит, халькопирит, пирит.

2.  Определение твердости минералов с помощью шкалы твердости или замени­телей ее с точностью до 0,5 балла.

Удельный вес (плотность) земных минералов колеблется от значений, менее единицы (природные газы) до 23 (минералы группы осмистого иридия).

Примерное определение удельного веса минерала производят взвешиванием на ладони. Выделяют минералы легкие (уд. вес до 2,5 - сера, графит, галит), средние (уд. вес от 2,5 до 4 - сюда относится большинство минералов) и тяжелые (удельный вес более 4 - рудные и многие самородные минералы).

Содержание занятия.

1.  Работа с набором минералов: гипс, галит, кварц, кальцит, флюорит, галенит,
пирит, киноварь, халькопирит.

2.  Определение, к какой группе относятся данные минералы по удельному весу, и запись в тетрадь в виде таблицы (табл. 1).

Распределение минералов по удельному весу .Таблица 1

Группы по удельному весу	Минералы
Легкие (< 2,5) Средние (2,5-4) Тяжелые (> 4)

Цвет минералов и цвет черты. Цвет минералов является важнейшим диагно­стическим свойством. Названия многих минералов связаны с их цветом: хлорит — зеленый, родонит — розовый, рубин - красный, аурипигмент — золотисто-желтый, азурит и лазурит - голубые, синие, альбит - белый и т. д. Для перечисленных мине­ралов цвет всегда постоянен. Однако есть минералы, у которых окраска непостоянна и может меняться в зависимости от условий образования, примесей и т. д. Так, кварц может быть бесцветным, прозрачным (горный хрусталь), дымчатым (дымчатый кварц, называемый раухтопазом), черным (морион) и т. д.

Ряд минералов оставляет на фарфоровой пластинке (бисквите) черту характер­ной окраски. Цвет черты минерала - это его цвет в тонком порошке. Например, халькопирит дает на фарфоровой пластинке черную черту с зеленоватым оттейком, хотя в куске он - латунно-желтый, аурипигмент дает желтую черту и т. д.

В некоторых случаях цвет черты минерала - четкий диагностический признак.
Например, отдельные разновидности магнетита, гематита и гидрогетита часто по­хожи друг на друга. Но цвет черты у них всегда различный: магнетит дает черную
черту, гематит - вишнево-красну, гидрогетит - бурую или желтую. .
Содержание занятия

1.  Работа с набором минералов с постоянной окраской: пирит, халькопирит, азу­рит, малахит, киноварь - и непостоянной: кварц молочный, раухтопаз, мори­он, розовый кварц, горный хрусталь, флюорит (зеленый, бесцветный, фиоле­товый, желтый и др.),

2.  Группировка минералов по их разновидностям и запись в тетрадь в виде таб­лицы (табл. 2).

Окраска минералов. Таблица 2

Постоянная окраска	Непостоянная	Разновидности	Цвет
	окраска	минералов
Азурит - голубой		Горный хрусталь	Прозрачный
Малахит - зеленый		Аметист	Фиолетовый
Пирит - светло-желтый	Кварц	Дымчатый кварц	Дымчатый
Халькопирит - латунно-		Морион	Черный
желтый
Киноварь - карминно-	Флюорит	Зеленый	Зеленый
красная		Фиолетовый	Фиолетовый
		Бесцветный	Бесцветный

Определение цвета черты минерала. Таблица 3

Цвет черты	Примеры минералов
Красная	Киноварь
Желтая	Аурипигмент, гидрогетит
Коричневая	Сф'алерит, гидрогетит
Вишнево-красная '	Гематит
Черная	Магнетит, галенит
Голубая	Азурит
Белая	Гипс
Бесцветная	Галит, кальцит
Зеленовато-черная	Халькопирит •

3. Определение цвета черты минералов на фарфоровой пластинке. В набор вхо­дят пирит, халькопирит, киноварь, аурипигмент, магнетит, гематит, гидрогетит, кальцит, гипс, галит, азурит, сфалерит, галенит.

4. Определение цвета черты минералов и запись в тетрадь в виде таблицы

(табл.3).

Блеск минералов. Интенсивность отраженного света от поверхности минера лов известна под названием блеска. Минералы подразделяют по блеску на три груп­пы: с металлическим, полуметаллическим, и неметаллическим блеском. Среди ми­нералов с неметаллическим блеском выделяют несколько видов б лесков: алмазный, перламутровый, стеклянный, шелковистый, жирный, восковый, матовый и др. Содержание занятия

1.  Определение блеска минералов: пирита, галенита, графита, кварца, мусковита, опала, гипса волокнистого (или асбеста), сфалерита, серы, нефелита, каолини­та.

2.  Определение видов блеска минералов и составление таблицы по следующей форме (табл.4).

Разновидности блеска минералов. Таблица 4

Блеск	Примеры минералов
Металлический	Пирит, халькопирит, галенит
Полуметаллический	Графит
Неметаллический
Алмазный	Сфалерит, сера (на гранях)
Перламутровый	Мусковит
Стеклянный	Кварц (на гранях)
Жирный	Кварц и сера (на изломе), нефелин
Шелковистый	Гипс волокнистый, асбест
Восковый	Опал
Матовый	Каолинит

Спайность и излом. Спайность - способность минералов кристаллического строения раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных блестящих поверхностей.

Выделяют пять типов спайности по степени совершенства:

1.  Весьма совершенная - минерал легко расщепляется на тонкие зеркальные пла­стинки.

2.  Совершенная - минерал раскалывается на равные поверхности при легком уда­ре.

3.  Несовершенная - ровные поверхности обнаруживаются с трудом.

4.  Весьма несовершенная - минералы при расколе образуют неровные, ракови­стые поверхности, плоскости спайности наблюдаются очень редко.

Излом — поверхность, получающаяся при расколе или разломе минерала. У ми­нералов с совершенной и весьма совершенной спайностью ровный или ступенчатый излом, у волокнистых минералов - занозистый излом. У минералов с плохо выра­женной спайностью и аморфных иные виды изломов: раковистый, неровный, земли­стый, зернистый и др.

Содержание занятия

1.  Определение степени совершенства и количества направлений спайности ми­нералов: слюды, гипса, полевого шпата, галенита (крупнокристаллического), кварца, галита, пирита.

2.  Определение видов изломов минералов, спайности и оформление данных в таблицу (табл. 5).

Определение вида спайности и излома минералов. Таблица 5

Минералы	Спайность и количество	Излом
	направлений спайности
Слюда	Весьма совершенная в одном направ-	Ровный
	лении
Полевой шпат	Совершенная в двух направлениях	Ступенчатый, неровный
Кальцит	Совершенная в трех направлениях по ромбоэдру Несовершенная	Ступенчатый
Кварц	Раковистый, неровный
Пирит	Весьма несовершенная	Раковистый, неровный

Особые свойства минералов. Некоторые минералы хорошо распознаются по особым свойствам: двойному лучепреломлению (исландский шпат), магнитности (магнетит, пирротин), растворимости (галит растворяется в воде, кальцит - в раз­бавленной соляной кислоте), запаху (при трении кусочков фосфорита ощущается запах жженой кости, а кусочков арсенопирита - запах чеснока), упругости и гибко­сти (у слюды листочки гибкие, упругие, а листочки гипса ломаются) и т. д.

Содержание занятия

2.  Определение особых свойств минералов: исландского шпата, слюды, листово­го гипса, магнетита, галита, кальцита (все — по одному кусочку), арсенопири­та, фосфорита (по два кусочка в наборе)..

3.  Запись полученных данных в тетрадь: зарисовка кристалла исландского шпата и удвоенной надписи, запись реакции взаимодействия с соляной кислотой и т. д.

Раздел 1. Минералы Земли и небесных светил.

Тема: Минералы Земли и небесных светил.

Задание:

1. Подготовить доклад по теме: «Процессы минералообразования в природе».

Методические указания.

При подготовке доклада на тему: «Процессы минералообразования в природе» обратить внимание на эндогенные процессы минералообразования (Среди эндогенных процессов минералообразования главными являются магматические, пегматитовые и пневматолитово-гидротермальные) и магматические процессы (прежде, чем рассматривать собственно магматические процессы минералообразования, необходимо дать определения что такое магма и лава).

Раздел 2. Камни. Технические и драгоценные камни, самоцветы. Руды.

Тема: Камни. Технические камни, полудрагоценные и драгоценные камни.

Задание:

1. Подготовить сообщение «Целебные и магические свойства камней».

Методические указания.

При подготовке сообщения на темy: «Целебные и магические свойства камней» необходимо обратить внимание студентов, на существование науки - литотерапии (лечение камнями).

2. Подготовить сообщение «Основные камни знаков зодиака».

Методические указания.

При подготовке сообщения на тему: «Основные камни знаков зодиака» обратить внимание на характер человека родившегося под определенным знаком зодиака, его традиционный талисман, амулет.

3. Подготовить сообщение «Украшения из самоцветов».

При подготовке сообщения на тему: «Украшения из самоцветов» обратить внимание на влияние различных самоцветов на здоровье человека.

4. Подготовить сообщение «Минералы, образующиеся за счет внутренней энергии Земли».

Методические указания.

При подготовке сообщения на тему: «Минералы, образующиеся за счет внутренней энергии Земли» обратить внимание на пневматолитовое происхождение минералов. Пневматолитовые минералы – это халькопирит, турмалины и т. д.

5. Решить задачи по данной теме.

Выполнение заданий проверяется в виде собеседования.

Литература: , , В мире минералов. Учебно-методическое пособие для студентов. Тобольск, ТГПИ им. , 2006.