шпора кристалка. Билет 1 Взаимоде света с вещвом. Физ свва обусловленные этим
 Скачать 156.88 Kb.
|
|
Билет 1 Взаимод-е света с вещ-вом. Физ.св-ва обусловленные этим. Взаимодействие света: К основным оптическим свойствам минералов, определяемым при визуальной диагностике относятся: прозрачность, окраска и блеск. Оптические свойства проявляются при электромагнитным излучением видимого света.: Прозрачность минералов. Прозрачностью называется свойство вещества пропускать свет. разделяя все минералы на прозрачные, просвечивающие и непрозрачные. На степень прозрачности оказывают влияние характер поверхности кристаллов и агрегатное строение минерального вещества. Мин. тело состоящее из зерен кажутся непрозрачными из-за внутреннего рассеяния и отражения света. Бесцветные приобретают и минералы, состоящие из газово-жидких включений(молочный кварц), молочно-белую окраску. Непрозрачный минералы имеют примеси сульфидов металлов — Ag, Си, Sb, Bi, Pb, Fe, Mn, Co, Ni и др., a также кислородные соединения — Сг^^, и других металлов. Окраска ( цвет) минералов. Окраска бывает разнообразной. Одни имеют только один характерный цвет (зеленый малахит, синий азурит, золотистый аурипигмент), другие — разную окраску, иногда меняющуюся по секторам и зонам роста кристалла (много- цветные турмалины, бериллы и т.д.) В истории, при изучение окраски выделяют 3 периода: 1. монография А.Е.Ферсмана «Цвета минералов» (1936), в которой было предложено различать три типа окраски — идиохроматическую , аллохроматическую , псевдохроматическую 2. изучение и интерпретация кривых спектрального поглощения минералов 3.Период выясненичя физики явления. цвет — это свойство тела вызвать у человека определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или пропускаемого (испускаемого) телом излучения. Пример: самородное золото по своим опт. св-вам должно быть красным, но из-за неодинаковой чувствительности человеческого глаза к разным лучам света (максимально — к зеленому) оно кажется нам желтым. Минерал ,измельченный в порошок, будет для нас другим цветом, за счет рассеяния света и снижения его интенсивности. При плохой освещенности, минерал будет казаться другим цветом. факторами физиологического восприятия цвета являются цветовая адаптация (падение чувствительности) Треугольник цвета. Главные факторы, влияющие на субъективную оценку наблюдателем цвета минерала, наиболее полно учитывает международная колориметрическая система. три колориметрических параметра — яркость цвета, его светлоту и коэффициенты цветности «х, у» На треугольнике цветности указаны координаты х и у для пяти стандартных источников света А, В, С, D, Е. Типы окраски минералов. два типа — собственную и чужую (чужеродную), причем в каждом из них имеются свои разновидности. Собственная окраска обусловлена— его химическим составом и структурой. окраску, вызываемую характером светопоглощения — это наиболее распространенная разновидность собственной окраски минералов. Редкие разновидности собственных окрасок обусловлены интерференционными и дифракционными явлениями — это как бы игра и переливы цвета минерала. Чужие, или чужеродные окраски просты по своей природе. Они вызываются включением пигментирующих частиц (т.е. других цветных минералов), цветными пленками разной природы и некоторыми другими причинами, не связанными с особенностями химической конституции минерала. Цвет минерала очень часто является его специфическим свойством Билет 2 Гидротермальное минералообразование. Образуются при отложении минералов из водных или углекисло-водных растворов. Морфология минеральных скоплений различна: Минералы могут заполнять пустоты в лавах и в осадочных горных породах, образуя в них конкреции и жеоды. Они могут заполнять открытые трещины в гранитах, гнейсах, сланцах и в любых других горных породах Если гидротермальные растворы двигались в горных породах по тончайшим трещинам или диффундировали (просачивались) в норовом и межзеренном пространстве горных пород, то отложение минералов и шло за счет постепенной резорбции (разъедания) и химического замещения минералов окружающих горных масс. Такое явление называется метасоматозом, а сами жилы — метасоматическими (или конкреционными). Метасоматические залежи – это еще одна форма гидротермальных мин. месторождений. Они образуются при просачивание растворов или диффузии вещества через породы, образуются за счет хим. реакций между веществами и гор. породой. Их морфология сложна, размеры различны. Наиболее крупные меднорудные гидротермальные метасоматические залежи 100х500х300 м. Источники воды в гидротермальных растворов: Застывшие магматические очаги. Во время кристаллизации магмы из нее выходят летучие компоненты, в том числе и вода. H2O и СО2 выделяются в глубинных зонах земной коры за счет реакций дегидратации и декарбонатизации глин, мергелей, известняков при процессах их регионального метаморфизма. Источников воды являются процессы дегазации мантии. Из нее выделяются углеводороды, при подъеме они окисляются, идет образование «воды» и «углекислого газа». Последний источник – поверхностные воды. Воды могут мигрировать до глубины 500 м. Характеристика: 1.Их максимальная глубина залегания от 4.5-5 км, минимальная по уровню поверхностных вод. 2.Средняя мощность от 0,1-0,2 до 3-4 м. 3. Горизонтальное простирание до 700-800 м, а вертикальное до 500 м. 4.Жилы редко одиночные, часто это целая система жил, сложная по характеру их взаимных пресечений. Минеральный состав гидротермальных месторождений – он разнообразен, тк множество различных источников р-ров ( разный хим. состав, разные концентрации в-ва, значения pH и величина ок.-вост. потенциала. Углекислота также играет роль, в изменение состава (растворенная форма СО2), т.е. растворы могут быть карбо-гидротермальными. Главные минералы: кварц или кальцит, реже – доломит, сидерит, барит, флюорит. Из рудных минералов – это сульфиды и оксиды.
Билет 4 Конституция минеральных индивидов. Св-ва кристаллич.в-ва. Конституция минерала- это его хим. состав и кристаллическая структура ( вся сущность минерала), она определяет его видовую принадлежность Поскольку, минералы обладают кристаллическим телом они относятся к тв. телам. Лишь немногие минералы имеют аморфное тело. Твердые химически однородные вещества, характеризующиеся беспорядочной структурой, т. е. отсутствием закономерного расположения атомов, носят название аморфных (стеклообразных) тел. Особенность аморфных тел состоит в том, что переход от одного состояния в другое идет намного плавне, чем в твердых. О кристаллическом строении вещества 1.Существует множество фигур описывающих крист. решетку. 2.Строение крист. в-ва определяется: Наличием атомов, ионов и молекул, удерживаемых электронными силами в решетке; Их размером, связана с плотностью упаковки и числом ближайших атомов, окружающих катион Хим. связями ( от них зависит вид структуры ) Термодинамическими параметрами ( температура и давление ), при которых она существует. 3.Виды хим. связей: Ионная связь- связь между мет. и немет. с разными знаками в результате такой связи атомы переходят в такое состояние при котором они будут затрачивать меньше энергии -этот процесс экзотермический -образующее в-во более устойчивое Ковалентная связь- атомы для создания плотной электронной оболочки, захватывают по одному ил паре электронов Металлическая связь- связь между двумя металлами. -характерная, для самородных элементов; -малые электроны, как цемент удерживают большие атомы; -элементы образованные такой связью достаточно прочны. Межмолекулярная связь- такие связя образуются за счет остаточных электрических сил, которые появились из-за неравномерного распределения заряда в атоме -они очень слабы; -имеют только направленный характер; -по ним образуются наиболее слабые участки кристалла. « Правило» в плотных упаковках, число октаэдрических пустот= числу анионов, а число меньших по размеру тетраэдрических пустот в два раза больше. Полиморфизм и политепия: Полиморфизм- способность минерала приобретать множество форм, из-за изменений внешней среды. Полиморфная модификация – переход минерала из 1-го состояния в другое; Хороший пример полиморфизма у природного углерода ( он обладает диморфизмом) при одних условиях он становится графитом( гексагональная структура), а при других алмазом ( кубическая структура). Разные полиморфные модификации обозначают разными буквами: α, β, γ и т. д. (например: α кварц, устойчивый при температурах ниже 573 °С; βкварц, устойчивый при температурах выше 573 °С, и др.). Морфотропия- преображение формы Автоморфотропия- мрфотропия+ полиморфизм Энатиотропное превращения- превращение, при котором кристалл может вернуться в прежнюю форму Монотропное превращение- превращение без возврата в прежнюю форму. Метастабильное состояние- состояние между переходами, может занять несколько часов, а может и лет, или вечность. Устойчивая модификация, по сравнению с неустойчивой: меньшей упругостью пара; 2) меньшей растворимостью и 3) более высокой температурой плавления. Билет 5 Магматические минеральные мест-ния. Магматические процессы совершались во все геологические эпохи и приводили к образованию огромных масс изверженных горных пород. По условиям образования различают две группы: а) эффузивные - излившиеся на земную поверхность в виде лав или быстро застывшие в непосредственной близости ее в условиях низкого внешнего давления; в составе содержат вулканическое стекло и обильные пустоты б) интрузивные, медленно застывшие на глубине под высоким давлением в виде больших грибообразных, пластообразных и неправильной формы массивов. Интрузивные породы, наоборот, представляют собой полнокристаллические породы.В зависимости от содержания кремнезема и других компонентов среди изверженных пород различают: а) ультраосновные, богатые MgO и FeO, но наиболее бедные SiO2 (< 45 %): дуниты, пироксениты — в интрузивных и пикриты — в эффузивных комплексах; б) основные, более богатые SiO2 (45–55 %) и богатые Аl2 О3 и CaO, но более бедные MgO, FeO; габбро, нориты — в интрузивных и базальты и диабазы — в эффузивных комплексах; в) среднекислые по содержанию SiO2 (55–65 %), более бедные CaO, но обогащенные щелочами: диориты, кварцевые диориты — в интрузивных, порфириты, андезиты и др. — в эффузивных комплексах; г) кислые, богатые SiO2 (> 65 %), но еще более богатые щелочами и более бедные, по сравнению с предыдущими, CaO, FeO, MgO: гранодиориты, граниты и другие породы — в интрузивных; липариты, кварцевые порфиры и прочие породы — в эффузивных комплексах.Рудные месторождения магматического происхождения встречаются лишь в ультраосновных и основных изверженных породах. К ним принадлежат месторождения Cr, Pt и других металлов платиновой группы, а также Сu, Ni, Co, Fe, Ti и др. В богатых щелочами интрузивных породах (нефелиновых сиенитах) встречаются месторождения редких земель — ниобия, тантала, титана, циркония, и неметаллических полезных ископаемых — фосфора (апатита), глиноземного сырья (нефелина) и др.Билет 6 Метаморфические минеральные мест-ния. Наиболее сильные изменения как эндогенных, так и экзогенных образований наступают при региональном метаморфизме, когда вследствие тектонических перемещений целые области верхних участков земной коры могут оказаться в глубинных условиях, т. е. в условиях сильно повышенных температур и давлений или в условиях мощного проявления горообразующих процессов. Весьма существенно меняется минеральный состав горных пород и руд, а также их свойства и внешний облик. Химический состав при метаморфизме остается неизменным, в отличие от метасоматоза, исключение составляют лишь два компонента — вода и углекислота. Образовавшиеся в экзогенных условиях богатые водой соединения превращаются в безводные или бедные водой (например, опал переходит в кварц, лимонит — в гематит или магнетит и т. д.). Сами породы под влиянием сильных динамических воздействий превращаются в сланцы, способные раскалываться на пластинки и плитки (глинистые сланцы, аспидные сланцы.В перегруппировках минерального вещества роль играют компоненты, как Н2 О, СО2 и другие минерализаторы.Источником Н2 О и СО2 являются либо магматические породы, либо те же породы, которые подвергаются метаморфизму.Среди месторождений полезных ископаемых, встречающихся в метаморфизованных толщах, выделяются а) метаморфизованные месторождения, т. е. месторождения, существовавшие до момента метаморфизма (например, осадочные месторождения железа и марганца); б) метаморфические месторождения, возникшие лишь в процессе метаморфизма.Примером генезиса месторождений последнего типа может служить образование в метаморфических толщах графита за счет органических остатков. Билет 7 Карбонаты со стр-рой NaCl Безводные карбонаты 1. Семейство кальцита .Это семейство включает число минеральных видов, представляющих карбонаты двухвалентных металлов, образующих следующий морфотропный ряд (в порядке возрастания ионных радиусов): Mg, Zn, Fe2+, Mn2+, Ca, Sr, Pb и Ba. Характерно, что ионы с меньшим радиусом, чем Са, образуют широкие изоморфные ряды минералов, кристаллизующихся в тригональной сингонии, а ионы с большим радиусом, чем у Са, образуют карбонаты ромбической сингонии. Карбонат самого кальция является диморфным, т. е. может кристаллизоваться в той и другой сингониях. Если кубическую структуру NaCl сдавить вдоль тройной оси настолько, что углы между гранями станут равными 101°55′, то получится ромбоэдрическая гранецентрированная структура кальцита,причем ионы Са займут места Na, а группы [СО3 ] — места Cl. Таким образом, упаковка ионов в кальците отвечает несколько искаженной упаковке, про изведенной по способу плотнейшей кубической кладки структурных единиц. В отличие от структуры кальцита, в структуре арагонита каждый ион [СО3 ]2– окружен девятью ионами кальция. Насколько можно судить по разнице удельных весов, кристаллическая структура арагонита более плотна. Другой характерной особенностью минералов группы кальцита является склонность к образованию изоморфных смесей и двойных солей. В кальцитовом ряде, как и следовало ожидать согласно соотношениям размеров ионных радиусов катионов, широко замещают друг друга Mg, Zn и Fe2+. Fe2+ и Mn2+ образуют непрерывный ряд изоморфных смесей. Что касается Са, то этот элемент в силу существенного отличия величины его ионного радиуса от предыдущих катионов (за исключением Mn2+) может образовывать лишь двойные соли с ними. Ионы кальция и магния (или другие малые катионы) в кристаллических структурах располагаются попеременно вдоль тройной оси. Поэтому несколько снижается: вместо дитригональноскаленоэдрического вида симметрии (L3 6 3L2 3PC) имеем ромбоэдрический (L3 6 C), т. е. исчезают двойные оси, проходящие через центральный ион углерода и кислородные ионы, с ним связанные. В этом семействе будут рассмотрены простые и двойные тригональные (ромбоэдрические) карбонаты, которым отвечают группы кальцита и доломита, а также простые ромбические карбонаты (группа арагонита). Сюда же условно включен паризит, являющийся карбонатом кальция и редких земель с участием дополнительного аниона F1и имеющий полисоматическое строение. |