Кристаллография и минералогия

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Д. Серикбаев атындағы ШҚМТУ

Министерство образования и науки Республики Казахстан ВКГТУ им. Д. Серикбаева

УТВЕРЖДАЮ                

Декан факультета ГМФ                                        __________

«_____»____________2008

ПАЙДАЛЫ ҚАЗБАЛАР КЕН ОРЫНДАРЫН ІЗДЕУ ЖӘНЕ БАРЛАУ

050706 – Геология және пайдалы қазба кен орындарын барлау мамандықтары бойынша бақылау жұмыстарын студенттерге орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар, жұмыс бағдарламалар

КРИСТАЛЛОГРАФИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ

Рабочая программа, задания и методические указания по выполнению контрольной работы для студентов специальности 050706 – Геология и разведка месторождений полезных ископаемых

Өскемен

Усть-Каменогорск, 2008

Рабочая программа, задания и методические указания по выполнению контрольной работы для студентов геологических специальностей разработаны на кафедре «Геология и горное дело» на основании Государственного образовательного стандарта для специальности 050706 – Геология и разведка месторождений полезных ископаемых.

Обсуждены на заседании кафедры

Зав. кафедрой                                                        

Протокол № _10_ от «__23_»__12__2008

Одобрены Методическим Советом Горно-металлургического факультета

Председатель                                                                

Протокол №______ от ____ ___________2008

Разработал                                                                        

Нормоконтролер                                                                

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. Серикбаева

КРИСТАЛЛОГРАФИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ

Рабочая программа, задания и методические указания по выполнения контрольной работы для студентов специальности 050706 «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых

Усть-Каменогорск, 2008

УДК 548/549

Черненко и минералогия. Рабочая программа, задания и методические указания по выполнению контрольной работы для студентов заочной формы обучения специальности 050706 «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» / ВКГТУ, Усть-Каменогорск, 2008 – 13с.

Рабочая программа и методические указания содержат необходимый теоретический материал для выполнения задания по контрольной работе и варианты заданий для каждого студента.

Предназначены для студентов факультета безотрывной формы обучения и для других пользователей, желающих расширить свои знания.

Утверждены на заседании методической комиссии горно-металлургического факультета

Протокол № «_____» от «______.2008

©Издательство ВКГТУ, 2008

Содержание

Введение                                                                                        4

1 Цели и задачи дисциплины                                                        5

1.1 Цель курса                                                                                        5

1.2 Задачи изучения курса                                                                        5

1.3 Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для

изучения данного курса                                                                        5

2 Содержание дисциплины                                                                6

2.1 Наименование тем для самостоятельного изучения                                6

2.2 Тематика аудиторных занятий                                                                7

3 Методические указания по изучению разделов

дисциплины «КРИСТАЛЛОГРАФИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ»                8

4 Методические указания к выполнению контрольной

работы                                                                                                9

4.1 Требования к выполнению контрольной работы                                        9

4.2 Контрольная работа и варианты к ней                10

Список литературы        11

Перечень наглядных средств и иллюстрированного материала        11

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Кристаллография и минералогия» является одной из основных дисциплин, предусмотренных в учебном плане специальности 050706 «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых». Изучаемая дисциплина состоит из двух самостоятельных дисциплин: «Кристаллография»,  и «Минералогия».

Для студентов геологов минералы и горные породы представляют чрезвычайно большой интерес для промышленности. Среди промышленно ценных минералов выделяют самородные элементы, сульфиды и другие минералы с высоким содержанием металлов – меди, серебра, железа и др. горные породы являются вместилищем разнообразных металлических, неметаллических и горючих полезных ископаемых.

Такой широкий спектр использования минералов обусловил необходимость изучения курса «Кристаллография и минералогия» студентами геологами.

Учебный процесс по дисциплине «Кристаллография и минералогия» складывается из лекций, лабораторных занятий, консультаций, выполнения одной контрольной работы, самостоятельного изучения определенных тем дисциплины. После выполнения лабораторного практикума, контрольных работ студент сдает экзамен.

Цели и задачи дисциплины
Цель преподавания

Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов-геологов с основными минералами земной коры, слагающими горные породы и руды, законами их формирования и разрушения, возможности концентрации минералов (т. е. образования месторождений) в той или иной геологической обстановке. Знание состава, свойств и изменений основных рудных минералов и горных пород позволит будущим специалистам более грамотно подходить к решению вопросов по поискам и разведке месторождений полезных ископаемых.

Задачи изучения курса

В процессе обучения курса «Кристаллография и минералогия» студенты должны приобрести следующие навыки и умения:

1 По кристаллохимии и физике минералов;

2 Оперативно на основе приобретенных теоретических знаний определять физические свойства минералов;

3 По изученным физическим свойствам уметь визуально определять минералы по классам;

4 Уметь визуально определять горные породы (магматические, осадочные и метаморфические) и знать их минеральный состав;

5 Знать промышленные типы месторождений и практическое применение изученных минералов и горных пород в промышленности. Уметь оперировать необходимым минимумом геологической терминологии.

1.3Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо

для изучения курса

По учебному плану изучение дисциплины следует за курсами физической химии, общей геологии и др.. Особо студентам следует обратить внимание на следующие разделы:

1 Химия. Знание основ химии, таблицы Менделеева и ее законов, типов химических связей, иметь понятие о коллоидных и истинных растворах и т. д.

2 Физика. Разделы: «Оптика», «Электричество», «Магнетизм» и т. д.

3 Геометрия. Разделы: «Симметрия», «Стереометрия».

4 Общая геология: «Классификация горных пород и их минеральный состав»

Содержание дисциплины
Наименование тем для самостоятельного изучения

2.1.1 Кристаллография и минералогия как науки. Место кристаллографии и минералогии и связь ее с другими науками о Земле. Краткая история развития минералогии. Понятие минерал, руда, порода, парагенезис и генезис. Использование минералов в народном хозяйстве. Использование минералов в народном хозяйстве.

. 3-12, 69-72.

Кристаллическая структура и химический состав минералов. Идеальные кристаллы минералов.

56-68, 20-74.

2.1.2 Изоморфизм в минералах. Полиморфизм, полиморфные модификации.

Химический состав и формулы минералов. Типы химических связей в минералах. Свойства кристаллов.

Физические свойства минералов. Плотность, спайность, твердость, цвет, побежалость и др. морфология минералов и их агрегатов.

А, В, Миловский. 73-77, 15-22, 77-95.

2.1.3 Процессы минералообразования. Источник вещества и природные физико-химические среды. Геологические процессы минералообразования. Классификация процессов минералообразования. Собственно магматический процесс минералообразования.

. 94-95, 255-260.

Пегматитовый процесс. Особый минеральный состав пегматитов. Зональность пегматитов. Значение в народном хозяйстве. Краткая характеристика постмагматического пневматолитового процесса минералообразования (альбитизация, грейзенизация).

. 96-98.

Гидротермальный процесс минералообразования. Стадии и парагенезис гидротермального процесса. Классификация гидротермальных месторождений по (плутогенные, вулканогенные и стратиформные).

. 98-101.

Экзогенные процессы минералообразования. Процессы выветривания. Физическое и химическое выветривание. Агенты и факторы выветривания, pH среды. Коры выветривания над ультраосновными и кислыми магматическими породами. Парагенезисы кор выветривания.

. 101-102, 304-313.

Осадочные процессы минералообразования. Механическая и химическая дифференциация вещества. Осаждение минералов из коллоидных и истинных растворов. Роль организмов в формировании осадочных пород.

. 104-105, 304-310.

Метаморфический процесс минералообразования. Типичные минералы контактного и регионального метаморфического процесса.

. 105-107, 351-355.

2.1.4 Описательная минералогия.

Класс «Самородные элементы»

Класс «Сульфиды»

Класс «Окислы и гидроокислы»

Класс «Карбонаты и сульфаты»

Класс «Галоиды, вольфрамиты, арсенаты, фосфаты»

Класс «Силикаты»

. 160-287.

Тематика аудиторных занятий

2.2.1 Вводная лекция. Кристаллическое строение минералов. Понятие о кристалле и кристаллическом веществе. Симметрия кристаллов. Структура кристаллов и пространственная решетка. – 2 часа.

2.2.2 Классификация минералов по классам. Условия образования, физические свойства минералов – 2 часа.

2.2.3 Морфология и строение минералов. Параметрическое описание минеральных видов и разновидностей. Минералогия полезных ископаемых – 2 часа.

2.2.4 Класс сульфидов. Минеральные агрегаты, текстуры, структуры, физические свойства, условия образования. Практическая значимость – 2 часа.

2.2.5 Минералогия ценных компонентов. Руды Восточного Казахстана. Минералы в месторождениях – 2 часа.

Всего: 8 часов.

Лабораторные работы:

2.2.5 Изучение класса «Сульфиды» – 2 часа.

2.2.6 Изучение класса «Окислы и гидроокислы» - 2 часа.

2.2.7 Изучение класса «Карбонаты» - 2 часа.

2.2.8 Изучение классов «Сульфаты», «Нитраты», «Бораты», «Фториды» - 1 часа.

2.2.9 Изучение класса «Силикаты» - 2 часа.

2.2.10 Изучение класса «Самородные элементы» 1 часа

Всего: 10 часов.

Изучение минералов по классам проводятся по коллекциям каменного материала, по музейным коллекциям, по методическим указаниям для изучения минералов по классам, по определителю минералов и др. пособиям по минералогии.

Методические указания по ИЗУЧЕНИЮ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ «КРИСТАЛЛОГРАФИЯ и минералогиЯ»

1) Изучая материал по этому разделу, нужно четко представлять разницу между кристаллическим веществом и аморфным. Следует твердо уяснить, что с кристаллическим состоянием твердых тел связаны их основные свойства (однородность, анизотропность, способность самоограняться и др.). необходимо научиться определять элементы симметрии на простейших моделях (можно использовать спичечный коробок и т. д.). Надо твердо знать, что свойства кристаллических веществ зависят не только от геометрических особенностей решетки, но и от свойств, слагающих ее структурных единиц (атомов, ионов, или молекул) и типов связи между ними.

2) Изучая морфологию и физические свойства минералов, особое внимание должно быть, уделено тому, что все свойства минералов являются отражением их внутренней структуры и химического состава.

3) Для того, чтобы лучше познать и изучить процессы минералообразования, необходимо в первую очередь изучить состав минералов, как конечных продуктов этих процессов. Необходимо уяснить, что химический состав минералов находится в прямой зависимости от условий их образования.

В этом разделе следует уяснить разницу между экзогенными, эндогенными и метаморфогенными процессами минералообразования. Необходимо помнить, что образование минералов, в основном, определяется физико-химическими условиями их кристаллизации.

4) Исключительно широкое распространение в природе минеральных видов и их разновидностей затрудняет диагностику минералов. Поэтому студентам следует ознакомиться с основными методами исследования минералов. В настоящее время применяется кристаллохимическая классификация, опирающаяся на два основных признака – химический состав и структуру минералов.

При изучении минералов рекомендуется составить конспект в виде таблицы. В таблице следует дать: а) название минералов, химическую формулу; б) физические свойства (цвет, блеск, спайность, твердость, плотность); в) диагностические признаки; г) генетическое происхождение; д) практическое значение.

4 Методические указания к выполнению контрольной работы

4.1Требования к выполнению контрольной работы

По курсу необходимо выполнить одну контрольную работу, в которую входят 10 вариантов. Номер выполняемого варианта соответствует последней цифре в номере зачетной книжки. Если эта цифра 0, тогда это соответствует варианту 10.

Например, № зачетной книжки – 966782, вариант № 2, № зачетной книжки – 966720, вариант № 10.

Условие каждого вопроса должно быть переписано полностью. Ответы на поставленные вопросы необходимо взять из рекомендованной литературы. Минералы необходимо описывать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 – Определитель минералов

Название минерала	Сингония	Форма кристаллов	Твердость	Цвет	Цвет черты	Излом	Блеск	Спайность	Генезис	Практическое применение
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

В конце выполнения контрольной работы следует дать список использованных литературных источников.

Контрольная работа

Вариант 1

1) Назовите основные промышленные минералы руд железа и дайте их краткую характеристику. Основные месторождения Восточного Казахстана.

2) Дайте краткую характеристику магматического процесса минералообразования и назовите несколько минералов, образующихся при этом процессе.

3) Приведите характеристику пород группы диорита-андезита.

4) Кратко опишите карбонатные минералы, различие и диагностику (кальцит, магнезит, доломит), и их практическое значение. Пример основных месторождений карбонатного сырья Восточного Казахстана.

Вариант 2

1) Назовите основные промышленные минералы руд марганца и дайте их краткую характеристику. Пример основных месторождений Восточного Казахстана.

2) Дайте краткую характеристику пневматолито-гидротермального процесса и приведите примеры минералов, образующихся при этом процессе.

3) Кратко охарактеризуйте происхождение пирита. Основные месторождения и практическое значение.

4) Нарисуйте куб и покажите присущие ему элементы симметрии.

Вариант 3

1) Назовите промышленные минералы руд меди и дайте их краткую характеристику.

2) Дайте краткую характеристику гидротермального процесса и приведите примеры минералов, образующихся при этом процессе.

3) Назовите контактово-метасоматическую породу, состоящую из пироксена, граната, везувиана, эпидота и других кальциевых алюмосиликатов.

4) Нарисуйте тригональную пирамиду и покажите присущие ей элементы симметрии.

Вариант 4

1) Назовите промышленные минералы руд титана и дайте их краткую характеристику. Месторождения Восточного Казахстана.

2) Дайте краткую характеристику пегматитового процесса и назовите основные промышленные минералы, образующиеся при этом процессе.

3) Охарактеризуйте класс сульфидов. Опишите халькопирит, борнит, ковеллин. Месторождения Восточного Казахстана

4) Нарисуйте тригональную призму и покажите присущие ей элементы симметрии.

Вариант 5

1) Какие минералы образуются в зоне окисления сульфидных руд?

2) Назовите промышленные минералы руд вольфрама и дайте им краткую характеристику. Пример месторождений.

3) Дайте характеристику классу окислов. Опишите кварц, рутил, халцедон. Пример месторождений.

4) Нарисуйте тетрагональную призму и покажите присущие ей элементы симметрии.

Вариант 6

1) Назовите промышленные минералы руд меди и дайте их краткую характеристику. Пример месторождений.

2) Назовите минералы, образующиеся в результате кристаллизации истинных растворов.

3) Дайте характеристику физическим свойствам минералов.

4) Нарисуйте гексагональную призму и покажите присущие ей элементы симметрии.

Вариант 7

1) Назовите промышленные минералы руд свинца и дайте их краткую характеристику. Пример месторождений.

2) Какие характерные минералы образуются в условиях регионального метаморфизма?

3) Дайте характеристику классу каркасных силикатов. Опишите полевые шпаты.

4) Что такое сингония? Дайте характеристику высшей категории.

Вариант 8

1) Назовите промышленные минералы руд алюминия и дайте их краткую характеристику. Пример месторождений.

2) Какие минералы меди образуются в зоне вторичного сульфидного обогащения? Пример месторождений.

3) Дайте характеристику классу островных силикатов. Приведите пример минералов и опишите их.

4) Что такое ось симметрии кристаллов?

Вариант 9

1) Назовите промышленные минералы руд цинка и дайте им краткую характеристику. Пример месторождений.

2) Назовите минералы, употребляемые в качестве флюсов в металлургии.

3) Дайте характеристику классу карбонатов. Приведите пример минералов и опишите их. Пример месторождений.

4) Для каких горных пород является породообразующим кварц? Опишите его.

Вариант 10

1) Назовите основные минералы, используемые в качестве химического сырья, и дайте их краткую характеристику.

2) Что такое изоморфизм?

3) Дайте характеристику средней категории симметрии кристаллов. Сингонии. Какие минералы в них кристаллизуются?

4) Охарактеризуйте класс галоидных соединений (флюорит, галит, сильвин). Пример месторождений.

Список литературы

1 Аншелис кристаллографии. Л., Изд. ЛГУ, 1952.-257с.

1 Бетехнин . Госгеоихдат, 1956.-518с.

2 Булах с основами кристаллографии, М., Недра, 1989.

3 Бондарев минералогии и кристаллографии. М: Высшая школа, 1978 -189с.

4 , , Сидоренко исследования в практике геологоразведочных работ. М., Недра, 1981.

5 Миловский и петрография, М., Недра, 1985.

6 МП (курс лекций). Минералогия с основами кристаллографии.

Ч 1,2. У-Ка, ВКГТУ, 2006.

7 МУ. Минералогия. У-Ка, ВКГТУ, 2006.

8 МУ. Минералогия и месторождения полезных ископаемых. У-Ка, ВКГТУ, 2007.

Перечень наглядных средств и иллюстрированного материала по дисциплине

1 Минералогический музей при кафедре «Геология и горное дело» (коллекции минералов, горных пород и руд по месторождениям полезных ископаемых)

2 Учебные коллекции рудных и нерудных минералов в аудитории 2-306 (кабинет минералогии)

3 Учебные коллекции горных пород и руд в аудитории 2-309 (кабинет общей геологии)

4 Плакаты кристаллографических форм минералов

5 Плакаты по текстурам и структурам горных пород

6 Каменный материал, представленный неэкетированными образцами минералов и горных пород