Введение (стр. 1 )

ВВЕДЕНИЕ

Все известные минералы сгруппированы в определенные классы. В основу современной классификации минералов кладут два основных признака: химический состав и структуру минералов. С изменением состава и структуры минерала меняются его свойства.

Минералы, известные в природе и искусственно получаемые, можно подразделить на природные и искусственные соединения. Все природные образования, составляющие предмет минералогии, необходимо делить, прежде всего, на две большие самостоятельные группы: 1) неорганические минералы (все природные соединения, за исключением органических) и 2) органические минералы, представленные различными соединениями углерода.

Неорганические минералы подразделяются по химическому составу на следующие основные группы и классы, в пределах которых выделяются подклассы по характеру химической связи, составу и структурным особенностям минералов. Приводимая ниже классификация минералов является упрощенной схемой.

Классификация неорганических минералов.

І Самородные элементы

ІІ Сернистые и близкие к ним соединения (сульфиды, селениды, арсениды, антимониды и др.).

ІІІ Галогениды

ІV. Окислы и гидроокислы

V Соли кислородных кислот: 1) нитраты; 2) карбонаты; 3) сульфаты; 4) хроматы; 5) молибдаты и вольфраматы; 6) фосфаты, арсенаты, ванадаты; 7) бораты; 8) силикаты.

В методических указаниях к лабораторным работам приводиться характеристика каждой из выделенных пяти групп и главнейших классов минералов, с учетом минералов характерных для месторождений Восточно-Казахстанского региона. На каждую лабораторную работу предусмотрено два академических часа.

Цель лабораторных работ: изучение минералов по классам, пользуясь коллекцией образцов выданных преподавателем, студенту необходимо научиться определять минералы, их название, происхождение, основные месторождения, характерные для нашей области, кристаллические структуры и их практическое значение. Особое внимание студентам необходимо уделить поисковым признакам изучаемых минералов на различные месторождения полезных ископаемых.

Задание по лабораторным работам: с помощью определителя минералов, визуального изучения физических свойств дать характеристику изучаемому классу минералов, после изучения заполнить предлагаемую таблицу по описанию выданных контрольных образцов минералов и ответить на контрольные вопросы.

Форма отчета по лабораторным работам.

Лабораторные работы выполняются на белой бумаге формата А4. Текст должен быть набран в текстовом редакторе Word. шрифт, Times New Roman Cyr,№ 14 с одинарным межстрочным интервалом, выровнен по ширине страницы и распечатан на лазерном принтере. Результаты определения минералов заполняются в таблицу, с краткой характеристикой класса перед их описанием.

Таблица 1-Класс «_________»

Минерал и его химическая формула	Сингония и формы выделения	Цвет и цвет черты	Блеск	Тверд ость	Спайность, излом	Плот ность	Диагно стика	Происхождение и парагенезис	Практи ческое значение и месторождения

1 Лаболаторная работа «ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТвА

МИНЕРАЛОВ»

Изучение физических свойств минералов является основой для визуального определения минералов по классам и имеет большое значение для студентов при выполнении всех последующих лабораторных работ.

Физические свойства минералов имеют большое практическое значение (радиоактивность, люминесценция, магнитность, твердость, оптические свойства и др.) и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры. Все минералы обладают определенными физическими свойствами кристаллической решетки. Эти свойства у разных минералов проявляются по-разному.

1.1  Физические свойства минералов

Облик минералов.

1)Изометрические формы, т. е. формы одинаково развитые во всех трех направлениях в пространстве (например: гранат, магнетит в форме октаэдров;

2)Формы, вытянутые в одном направлении: призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волокнистые кристаллы, волокнистые образования (аквамарин, гипс-селенит, турмалин и. др.);

3)Формы, вытянутые в двух направлениях, при сохранении третьего короткого. Это таблитчатые, пластинчатые, листоватые, чешуйчатые кристаллы (гематит, слюды);

4)Габитус кристаллов, т. е. преобладание трех или иных кристаллографических форм в кристаллах данного минерала. Например, кристаллы галенита обычно встречаются в виде кубов, у которых иногда углы притуплены гранями октаэдра, реже кубооктаэдрами. Общая форма для всех из них является изометрической, но габитус кристаллов различен.

Двойники и закономерные сростки. Двойник, это закономерный сросток двух кристаллов одного и того же минерала, в котором индивиды могут быть совмещены друг с другом, либо поворотом вокруг некоторой оси на 1800, либо отражением в плоскости симметрии, либо путем инверсии. Это двойники тройники, четверники и т. д.

Образование двойников может происходить: 1) путем срастания зародившихся кристалликов в растворе при их соприкосновении во время роста; 2) в связи с механическими воздействиями при одностороннем внешнем давлении; 3) при полиморфных превращениях кристаллического вещества (двойники гипса, рутила, флюорита и др.).

Структура граней кристаллов. Это дефекты, неровности поверхностей, шероховатость, фигуры травления, зависят от неравномерной скорости роста кристаллов, их частичным растворением в связи с изменением концентрации компонентов в остаточном растворе, колебаниями температур и др.

Штриховатость. Это важный диагностический признак для многих минералов (пирит). Штриховатость граней может быть различного происхождения: 1) комбинационная, обусловленная многократным повторением узких вицинальных граней (алмаз, турмалин); 2) двойниковая, результат полисинтетического сложения кристаллов (сфалерит, плагиоклазы).

Прозрачность. Это свойства вещества пропускать сквозь себя свет. Хотя абсолютно непрозрачных тел не существует, однако многие минералы, особенно металлы (даже в тонких пленках), видимые лучи пропускают в столь малых количествах, что практически кажутся совершенно непрозрачными.

В зависимости от степени прозрачности все минералы, наблюдающиеся в крупных кристаллах, делят на следующие группы: 1) прозрачные - горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.; 2) полупрозрачные - изумруд, сфалерит, киноварь и др.); 3) непрозрачные - пирит, магнетит, графит и др. Многие минералы, кажущиеся в больших кристаллах или обломках непрозрачными, просвечивают в тонких осколках или тонких шлифах (биотит, рутил и др.).

Цвет (окраска) минералов. Окраска минералов невольно обращает на себя внимание при первом же знакомстве с ним. Многие названия минералов даны именно по этому признаку. Примеры: лазурит, азурит («азур» по-французски – лазурь), хлорит («хлорос» по-гречески – зеленый), рубин («рубер» по-латыни – красный) и т. д.

В целом, проблема окраски минералов очень сложна. В природных химических соединениях различают три рода окрасок по происхождению: 1) идиохроматическую, 2) аллохроматическую и 3)псевдохроматическую.

1. Идиохроматизм (греч. «идиос»-свой, собственный). Окраска обусловлена внутренними свойствами минералов. Это вид окраски зависит от наличия в кристаллической решетке минералов ионов-красителей, или хромофоров. Таковы, например черный магнетит (Fe Fe2O4), латунно-желтый пирит (FeS2), карминно-красная киноварь (HgS), зеленые и синие кислородные соли меди (малахит, азурит, бирюза и др.), густо-синий лазурит и т. д. Эти типичные окраски минералов получили название идиохроматических. В различных минералах они обусловлены разными причинами:

а) окраска минерала зависит от их происхождения, т. е. в состав самих соединений входит какой-либо хромофор, т. е. химический элемент, приносящий окраску. К числу их относятся следующие: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, т. е. элементы семейства железа. Наиболее ярким представителем хромофоров является хром (красная-пироп, рубин), яркозеленая (изумруд, уваровит, фуксит).

б) Окраска некоторых прозрачных минералов может быть связана с изменением однородности строения кристаллических решеток, с изменением электростатического состояния ионов, могущих превращаться под влиянием тех или иных причин в нейтральные атомы или в возбужденные атомы. Так, известны случаи окраски каменной соли (NaCl) в красивый синий цвет.

в) Особую, хотя и очень небольшую, группу окрашенных минералов составляют такие соединения, в которых окраска обусловлена не наличием хромофоров и не нарушением электростатической однородности кристаллических решеток, а присутствием ионов или целых групп внутри пустых промежутков решетки (ярко-синий лазурит).

2. Аллохроматизм-это когда один и тот же минерал бывает, окрашен в различные цвета и оттенки. Так, кварц, обычно встречается в виде бесцветных, часто совершено прозрачных кристаллов (горный хрусталь). В то же время он бывает окрашен в красивый фиолетовый цвет (аметист), розовый, желто-бурый (от окислов железа), золотистый (цитрин), серый или дымчатый (раухтопаз), густой черный (морион), наконец молочно-белый цвет.

В большинстве случаев окраска в таких минералах связана с посторонними тонкорассеянными механическими примесями, окрашенные в тот или иной цвет хромофорами (носителями окраски).

3. Псевдохроматизм. В некоторых прозрачных минералах иногда наблюдается «игра цветов», обусловленная интерференцией падающего света в связи с отражением его от внутренних поверхностей трещин спайности, иногда от поверхности каких либо включений (лабрадорит имеет, особенно на полированных плоскостях, красивые сини и зеленые переливы).

Цвет черты. Под этим термином подразумевается цвет тонкого порошка минерала, т. е. способность минерала в порошке давать черту на неглазурованной фарфоровой пластинке (бисквите). Этот признак минералов является более постоянным, и более надежным диагностическим признаком.