2Минеральный вид
 Скачать 7.05 Mb.
|
|
36.Спектроскопические свойства цвет, блеск, люминесцентное свечение. Взаимодействие квантов света с электронами внешних электронных оболочек. Переходы электронов в возбужденное состояние и обратно. Цвет – свойство тела вызывать у человека определенное зрительное ощущение. Это сложное психо-физическое явление. международная количественная колориметрическая система определения цвета; Прозрачность зависит от типа химической связи – согласно зонной теории основная полоса поглощения соответствует электронным переходам из валентной зоны в зону проводимости – ширина запрещенной зоны. Собственная окраска минералов связана с особенностями его конституции Чужеродная окраска связана с включениями на восприятие цвета минерала (так же блеска и прозрачности) оказывает влияние размер минеральных индивидов. Блеск. Блеск и прозрачность минерала зависят от количества отраженного света и от глубины, на которую свет проникает внутрь кристаллической структуры и, в известной степени от крупности индивидов. Блеск может быть: а) металлический (галенит, магнетит) – R>25%, n>3; б) полуметаллический (гематит, графит) – R=19-25%, n=2,6-3,0; в) алмазный (алмаз, сфалерит) – R=10-19%, n=1,9-2,6; г) стеклянный (кварц, карбонаты), жирный, перламутровый, шелковистый R=2-10%, n=1,3-1,9. MaxR= 95% - серебро. Свойства, связанные с возбуждением кристалла - люминесцентное свечение Урановая руда 37.Механические свойства - твердость, спайность, излом; связь их с кристаллическим строением. Изломопределяется поверхностью, по которой раскалывается минерал. Она может напоминать ребристую поверхность раковины - раковистый излом, может иметь неопределенно-неровный характер - неровный излом. В мелкозернистых агрегатах определить излом отдельных минеральных зерен не удается; в этом случае полезно описать излом агрегата - зернистый, занозистый или игольчатый, землистый. Спайность - способность кристаллических минералов раскалываться по ровным поверхностям - плоскостям спайности, соответствующим направлениям наименьшего сцепления частиц в кристаллической структуре минерала. В зависимости от того, насколько легко образуются сколы по плоскостям и насколько они выдержаны, выделяют различные степени спайности: весьма совершенная - минерал легко расщепляется на тонкие пластинки, совершенная - минерал при ударе раскалывается по плоскостям спайности, средняя спайность - при ударе минерал раскалывается как по плоскостям, так и по неровному излому; несовершенная спайность - на фоне неровного излома лишь изредка образуются сколы по плоскостям; весьма несовершенная спайность - всегда образуется неровный или раковистый излом. Макроскопически две последние степени различить, обычно не удается. Спайность может быть выражена в одном, двух, трех, реже четырех и шести направлениях. Если спайность выражена в нескольких направлениях, необходимо определить взаимное расположение плоскостей спайности, оценивая приблизительно угол, образуемый ими. Твердость- способность противостоять внешнему механическому воздействию - важное свойство минералов. Обычно в минералогии определяется относительная твердость путем царапанья эталонными минералами поверхности исследуемого минерала: более твердый минерал оставляет на менее твердом царапину. В принятую "шкалу твердости" входят десять минералов, расположенных в порядке увеличения твердости: первый минерал - тальк обладает самой низкой твердостью, принятой за единицу (1), последний- алмаз имеет самую высокую твердость, принятую за десять (10). Для определения твердости минералов можно пользоваться некоторыми распространенными предметами, твердость которых близка к твердости минералов - эталонов твердостью 1 обладает графит мягкого карандаша; около 2-2,5 - ноготь; 4 - железный гвоздь;5 - стекло; 5,5-6 - стальной нож, игла. Более твердые минералы встречаются редко. Для каждого минерала характерна более или менее постоянная плотность. Для минералов, в состав которых входят тяжелые металлы, высокая плотность является существенным диагностическим признаком. 38.Плотность минералов выражается в г/см3. Достаточно часто используется другой показатель удельный вес, безразмерная величина, указывающая отношение плотности минерала к плотности воды. Численно он равен плотности. Самый плотный минерал самородный иридий, имеющий плотность 22,8 г/см3, а самый лёгкий нефть, имеющая плотность 0,8 г/см3.Большинство минералов имеет плотность от 2 до 5 г/см3. Поскольку в поле мы не можем измерить точно массу и объем минерала, плотность является диагностическим признаком только для очень плотных минералов. Так, например, барит (тяжёлый шпат) безошибочно определяется как более увесистый, чем другие светлые минералы. Ильменит и галенит также могут определяться по высокой плотности. Опал может быть определен как более легкий, чем большинство минералов. 39.Магнитные свойства-это способность тел взаимодействовать с магнитным полем, то есть намагничиваться при помещении их в магнитное поле.(H) Мерой намагниченного состояния вещества служит магнитный момент единицы объема (I):   -объемная магнитная восприимчивость вещества. В зависимости от величины магнитной восприимчивости различают диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные и антиферромагнитные кристаллы. Магнитные свойства всех веществ зависят не только от особенностей кристаллической структуры, но и от природы слагающих их атомов.тоесть магнетизм определяется электронным строением оболочек, ядер, а также орбитальным движением вокруг них электронов.При внесении атома в магнитное поле изменяются угловые скорости движения электронов на орбите за счет того, что на первоначальное вращательное движение электронов вокруг ядра накладывается дополнительный магнитный момент. При этом если все электроны с противоположными спинами в атоме сгруппированы попарно и их суммарный магнитный момент будет равен 0, то такие атомы не обладают постоянными магнитными моментами и называются диамагнитными, диамагнетики.(Cu,Ag,Au,Zn,Cd) Магнитная восприимчивость таких кристаллов отрицательна и очень мала.Поскольку при заполнении электронных оболочек в атомах электроны стремятся быть неспаренными, существует большое количество веществ, магнитные моменты электронов которых расположено беспорядочно и при отсутствии внешнего магнитного поля в них непроисходит самопроизвольная ориентация магнитных моментов. Суммарный магнитный момент, обусловленный несвязанными попарно и слабо взаимодействующими друг с другом электронами, будет постоянным, положительным или несколько большим, чем у диамагнетиков. Такие атомы называются магнитными, а вещества-парамагнетиками.(Pt,Sc,Pd,Dy) Выделяют три типа упоряочениянескомпенсированных магнитных моментов-три типа явлений-ферромагнетизм(магнитные моменты направлены параллельно друг другу, в результате чего внешнее магнитное поле может усилится в млн.раз, причем параллельная ориентация сохраняется после удаления внешнего поля, то есть вещества становятся постоянными магнитами, ферромагнетики, Fe,Ni,Co) если магнитные моменты отдельных атомов антипараллельны и равны, то суммарный магнитный момент=0, такие вещества антиферромагнетики(MnO,NiO,CoO,FeO) При неравенстве антипараллельных моментов атомы структуры металлов обладают спонтанной намагниченностью. Этот нескомпенсированный антиферромагнетизм называется ферримагнитизмом.(ФЕРРИТЫ, минералы группа граната)  По магнитным свойствам выделяются магнитые, слабомагнитые и немагнитыне минералы. Первые притягиваются простыми магнитами. Таких минералов лишь несколько- магнетит, пирротин, самородное железо. К слабомагнитным относятся те минералы, которые не притягиваются магнитом, но приобретают магнитные свойства под действием электрического поля.Явление магнетизма можно рассматривать как результат вращательного движения частиц с электрической энергией. Магнитный момент отдельного атома образуется от взаимодействия магнитных моментов атомного ядра и магнитных моментов электронов - орбитального и спинового. При этом основное значение имеют магнитные моменты, создаваемые электронами, которые значительно превышают моменты, создаваемые ядром. Парамагнетиками, и их магнитная восприимчивость в значительной степени зависит от температуры. У ферромагнитных веществ структура элементов аналогична структуре парамагнетиков. Но в отличие от парамагнетиков у них между отдельными атомами существуют силы, противодействующие их дезориентации от теплового движения. Благодаря этим силам элементарные магнитики ориентируются параллельно друг другу, и их магнитный момент в 1015 раз больше магнитного момента отдельного атома. Такие вещества называются ферромагнетиками.В зависимости от удельной магнитной восприимчивости минералы условно делятся на три основные группы:
В большинстве своем минералы являются плохими проводниками электричества исключение сост самородные металлы- золото медь серебро и другие сульфиды некоторые оксиды , графит.Ряд минералов обладает одновременно электронной и ионной проводимостью электричества. Таковы в первую очередь марказит , пирит , халькопирит , борнит, сфалерит и другие сульфиды металлов.На использование электрических свойств минералов основаны различные методы электроразведки месторождений полезных ископаемых- методы сопротивления , естественного электрического поля, заряженного тела, вызванной поляризации и др. Электрические свойства кристаллов-комплекс явлений, описываемых тензорами разных рангов-связанные с электрической поляризацией, либо самопроизвольной, либо под влиянием внешних воздействий: нагревания, приложенного электрического поля, механического воздействия. Электропроводность – зависит от типа химической связи и от дефектности структуры. Зависимость электрических свойств полупроводниковых минералов от примесей, температуры образования, морфологических особенностей. В  Все вещества можно разделить на проводящие электрический ток(проводники), полупроводники и диэлектрики(изоляторы) в электропроводящих кристалллах, помещенное в электрическое поле, возникает электричкий ток-перенос электрического заряда. Кристаллы-диэлектрики, при обычных условиях не проводящих ток, можно наэлектризовать путем различных воздействий на них: трением, давлением, облучением, нагреванием. 40.Физические свойства, связанные с энантиоморфизмом (вращательные) и отсутствием центра симметрии (пиро- и пьезоэлектричество). Энантиоморфизм (от греч. enantios - противоположный и morphe - форма) -свойство некоторых кристаллов существовать в модификациях, являющихсязеркальными отражениями друг друга (правая и левая модификации).Энантиоморфизм возможен в кристаллах, не имеющих центра симметрии,плоскостей и зеркальных осей симметрии. Пример - кварц. Пьезоэлектричество — способность веществ при изменении формы продуцировать электрическую силу. Пьезоэлементы — кристаллы, обладающие свойством при сжатии продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) и обратным свойством под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект). Пьезоэлектричество открыто братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг. 41. Дефекты в реальных кристаллах (точечные; линейные – краевые и винтовые дислокации; плоскостные). Микродефекты - (точечные; линейные – краевые и винтовые дислокации; плоскостные Типы точечных дефектов :  1 – Вакансия , 2-межузельный атом , 3 – дефект по Франкелю , 4 – примесный атом замещения , 5 – примесный атом внедрения , 6 – атом замещения большой валентности  Точечные дефекты оказывают:1) наиболее значительное влияние на скорость диффузии в кристаллах 2)влияние на электропроводность 3)влияние точечных дефектов на окраску кристаллов (рубин , сапфир ) линейные – краевые и винтовые дислокации: - Дефекты такого вида нарушают правильное чередование кристаллических плоскостей  - Краевые Винтовые Винтовая дислокация – обеспечивает неисчезающую ступеньку для спирального роста за счет сдвига одной части кристаллов относительно другой. Кристалл с винтовой дислокацией уже не состоит из параллельных атомных плоскостей , скорее его можно рассматривать состоящим из одной атомной плоскости , закрученной в виде винтовой лестницы Плоские (двумерные) дефекты –
Для кубической плотнейшей упаковки АВСАВСАВС…обычный дефект слойности АВСАВААВС… где АВА – дефект упаковки 42 Бездефектные кристаллы Нитевидные кристаллы (вискеры ) . диаметр 1-10мкм , отношение длины к диаметру более 1000 . Вискеры имеют совершенное строение , что приближает прочность вискеров к теоретическому для данного вещества порогу 43.Макродефекты. Включения в минералах (расплавные, флюидные твердофазные, гетерогенные). макровключения Объемные дефекты: поры , пустоты , включения другой фазы , и тп Типы включениий в минералах : 1)расплавные-представляют собой участки расплава , захваченные и законсервированые кристаллом в процессе роста из-за различных дефектов 2)флюидные включения : представляют собой флюидный пузырек сорбированный поверхностью растущего кристалла и законсервированный в процессе дальнейшего роста 3)твердофазные включения : представляют собой захваченную растущим кристаллом постороннюю кристаллическую фазу 4)Включения гетерофазного захвата представляют собой комбинацию из выше перечисленных включений . 4 4Среды минералообразования Магма – раствор-расплав Водные растворы – гидротермальные и поверхностные Коллоидные растворы (вляются средой для образования минералов в придонных илах и других осадках водных бассейнов и во время их диагенеза. Так возникают различные глинистые минералы) Газ – вулканические газы Твердая среда(образования минералов могут быть аморфными и кристаллическими. Примером аморфной среды может служить раскристаллизация вулканического стекла. Для кристаллической среды возможны три типа явлений. Во-первых, это полиморфные превращения веществ: переход алмаза в графит. Во-вторых, это распад твердых растворов на смесь фаз, в-третьих – метамиктный распад радиоактивных минералов на смесь фаз под действием собственного α-излучения.) 45.Причины минералообразования Генезис минералов – геолигическая предыстория +зарождение + рост. Онтогения минералов – зарождение + рост + измение + разрушение Причины – переохлаждение расплавов , газов , пересыщение растворов , изменение p-t условий , концентраций ,жизнедеятельность организмов , электрохимические явления – в целом некоторое пороговое пересыщение – переход через критическую точку + жизнияельность организмов 46.Кристаллические зародыши :
 47.Морфологическая особенность кристаллов – различная способность к поглощению примесей образованию дефектов и адсорбированию вещества гранями различных простых форм 1)пирамиды роста   2 )  3)  4)скульптура граней кристалла  48Морфогенетическая классификация минеральных зерен и структур (кристаллические, коррозионные, метасоматические, бластические, кластические, выделения коллоидного вещества). Разделение минеральных зерен по условиям образования и строению – структуре Морфологической единицей структуры является индивид(природный кристалл или кристаллическое зерно) Признаки и предмет минерального индивида – форма , размеры , характер срастания с другими индивидами , а также внутреннее строение Классификация : 1)Кристаллы и кристаллические зерна – свободная кристаллизация из расплавов , растворов , газов 2)Коррозионные зерна – процессы замещения ранних минералов поздними 3)метасоматические кристаллы – результат метасоматоза , рост в твердой среде 4)бластические кристаллы – перекристаллизация в твердом состоянии , а также распад твердых растворов 5)классические зерна – результат дробления минеральных агрегатов 6)колломорфные структуры – в т.ч выделения коллоидного вещества |
