Лабораторная работа 1 Описание основных породообразующих минералов
 Скачать 335.5 Kb.
|
|
Лабораторная работа №1 Описание основных породообразующих минералов. Цель: изучить основные породообразующие минералы, их классификацию и основные диагностические признаки. Материалы и принадлежности: коллекции минералов, шкалы твердости Мооса, определители минералов. Минералами называют однородные по своему составу и строению природные химические соединения или элементы, образованные в результате определенных физико-химических процессов в земной коре и на ее поверхности. В настоящее время известно более 2500 природных минералов, не считая разновидностей, но только немногие из них (около 50) имеют значение в образовании горных пород, слагающих земную кору. Они называются породообразующими. К диагностическим показателям относятся внешние признаки минералов, видимые невооруженным глазом. Наиболее существенное значение имеют следующие признаки: Строение. Строение минералов в большинстве случаев кристаллическое, однако, среди них встречаются и аморфные образования. Часто минералы имеют определенное очертание, встречаясь виде вытянутых пластинок, иголок, волокон, аморфных зерен, наростов, напыления. Реже встречаются кристаллы с четко выраженными формами в виде многогранников: гексаэдра (кубической формы – галит), ромбоэдр (кальцит), шестигранные пирамиды (горный хрусталь), и т.д. Спайность. Под спайностью понимают способность минерала раскалываться при ударе или расщепляться с образованием четко выраженных и ориентированных блестящих поверхностей — плоскостей спайности. У минералов различают следующие виды спайности: весьма совершенная — минерал легко расщепляется с образованием одной плоскости спайности (биотит, мусковит); совершенная — при легких ударах минерал, раскалываясь, образуется три плоскости спайности и, как правило, дает правильные ограненные формы (гексаэдры у галита, ромбоэдры у кальцита); средняя — минерал раскалывается на обломки, на которых обнаруживаются две плоскости спайности (роговая обманка, ортоклаз); несовершенная — плоскости спайности обнаруживаются с трудом, обломки в основном ограниченны поверхностями излома (апатит); весьма несовершенная — спайность отсутствует, все обломки минерала неправильной формы (кварц, корунд). Изломв отличие от спайности не имеет правильных, ориентированных, блестящих поверхностей. При раскалывании или разламывании образуются следующие виды излома: ступенчатый (полевые шпаты), раковистый (кремень, опал), занозистый (роговая обманка), волокнистый (асбест), землистый (каолинит), зернистый (оливин) и др. Твердость.Под твердостью понимают способность минерала сопротивляться истиранию каким-либо предметом. Это свойство связано со строением кристаллической решетки минерала. Анизотропные минералы в различных направлениях имеют разную твердость, изотропные — одинаковую. Для оценки относительной твердости минерала пользуются шкалой Мооса — специальный набор из 10 минералов-эталонов различной твердости, которая условно обозначается баллами от 1 до 10. Царапанием их друг о друга определяют твердость — более твердые оставляют след на более мягких. В полевых условиях для определения относительной твердости можно использовать различные легкодоступные предметы с известной твердостью. Например, твердость ногтя равна 2—2,5; медной монеты — 3; стекла — 5—5,5; стального ножа — 5,5-6. В природе преобладают минералы с твердостью от 2 до 7. Определение твердости изучаемого минерала сводится к установлению двух соседних по шкале Мооса эталонных минералов, из которых первый царапается изучаемым минералом, а второй сам царапает его. Так, если изучаемый минерал царапает гипс и сам царапается кальцитом, то твердость его оценивается в 2,5 балла. Абсолютная твердость минералов определяется специальными приборами — склерометрами, существенно отличается от значений в шкале Мооса; так, твердость алмаза не в десятки, а в тысячи раз больше твердости талька. Шкала Мооса
Цвет – это окраска минерала в образце (в куске). Окраска минералов весьма разнообразна и для ряда представителей может быть характерной, например, зеленый малахит, синий лазурит. В этом случае окраска служит определяющим признаком.Цвет минералов зависит от их структурных особенностей, присутствия в них красящих элементов и механических примесей. Благодаря хромофорным примесям цвет одного в того же минерала может быть различным, поэтому следует различать собственную окраску и чуждую (вызванную примесями). Оценивать цвет минерала необходимо на свежем изломе, так как на поверхности он может измениться в результате выветривания, что особенно заметно у сульфидов (пирит). Цвет черты. Под цветом черты понимается цвет минерала в порошке, который определяется трением минерала по шероховатой фарфоровой пластинке. Необходимость определения цвета черты обусловлена тем, что многие минералы в порошке имеют иной цвет, чем в куске. Некоторые минералы дают характерную черту: пирит в куске соломенно-желтый, а в порошке почти черный; гематит — свинцово-черный, а в порошке кроваво-красный. Блеск – способность минерала отражать свет, падающий на его поверхность. Блеск минералов зависит от количества отраженного от них света. Различают металлический и неметаллический блеск, у которых много разновидностей: алмазный (алмаз, сера); стеклянный (гипс, кальцит); металловидный (гематит); жирный (сера, нефелин); восковой (халцедон); перламутровый (слюды, ортоклаз), шелковистый (роговая обманка); шелковый (асбест); матовый (каолинит). При определении блеска цвет минерала не принимается во внимание. Прозрачность.Под этим свойством понимается способность минерала полностью поглощать, отражать или пропускать световые лучи. Минералы делятся на прозрачные (горный хрусталь, кальцит, кварц, флюорит), полупрозрачный (опал, слюды, изумруд, киноварн), непрозрачные (пирит, графит). Некоторые непрозрачные минералы в тонких срезах просвечивают характерным цветом, например гематит — кроваво-красным. Многие минералы становятся прозрачными лишь в тонких пленках и зернах. К другим признакам относят вкус, запах, магнитность, растворимость в воде, взаимодействие с соляной кислотой и другие. Данные определение диагностических признаков выданных образцов наиболее целесообразно свести в следующую таблицу:
Состав отчета: – описание минералов различных классов (классификация по составу); – таблица определения признаков у полученных образцов. КЛАСС САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЕРА – S. Блеск жирный. Твердость 1,5-2. Плотность 2,0-2,1  . Цвет желтый различных оттенков. Черта белая до светло-желтой. Спайность несовершенная. Встречается как в кристаллах, так и в виде землистых агрегатов. Образуется из вулканических газов на стенах кратеров вулканов; при разложении сернистых соединений металлов. Встречаются в самой верхней части земной коры и на ее поверхности.Диагностические признаки. Излом раковистый. При трении издает своеобразный запах, электризуется. Зеленовато-бурый цвет. Практическое применение. Использование серы многостороннее: химическая промышленность, отбеливание, сульфитация, вулканизация. КЛАСС СУЛЬФИДЫ ПИРИТ (серный колчедан) -  . Блеск металлический. Облик кристаллов кубический. Твердость 6-6,5. Цвет латунно-желтый. Черта черная. Спайность отсутствует. Удельный вес 4,9-5,2. Входит в состав осадочных и метаморфических горных пород. Неустойчив к выветриванию.Диагностические признаки. Латунно-желтый цвет, черная черта, высокая твердость. Практическое применение. Пирит – основное сырье для получения серной кислоты. Из него извлекаются примеси золота, меди, серебра, кобальта, никеля. КИНОВАРЬ – HgS. Алмазный блеск. Твердость 2-2,5. Наиболее часто встречается в виде сплошной зернистой массы, часты двойники прорастания. Удельный вес 8-8,2. Блеск алмазный. Цвет красный, иногда свинцово-серный до черного. Цвет черты красный. Является электроизолятором. Нередко встречается в россыпях. Спайность совершенная. Диагностические признаки. Алмазный блеск. Красный, свинцово-серый цвет. Могут быть красные вкрапления. Практическое применение. Важнейшая ртутная руда. КЛАСС ГАЛОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ФЛЮОРИТ (плавиковый шпат) – CaF2. Стеклянный блеск. Твердость 4. Плотность 3,1-3,2 г/см3. Прозрачный или тёмного, зеленого, красного и фиолетового цветов, часто наблюдается изменение цвета у одного и того же образца. Черта белая. Спайность совершенная. Излом раковистый. Обычно встречается в виде кубических кристаллов, а также образует зернистые, плотные и землистые массы. Встречается в рудных жилах, пегматитах и образует самостоятельные жилы. Диагностические признаки. Стеклянный блеск. Часто наблюдается изменение цвета у одного и того же образца. Практическое применение. Сырье для получения плавиковой (фтористо-водородной) кислоты. Используется в металлургии для травления стекла, красиво окрашенные кристаллы шлифуются, из них изготавливают украшения. КЛАСС ОКИСЛЫ И ГИДРООКИСЛЫ Группа окислов железа ГЕМАТИТ -  (красный железняк). Блеск полуметаллический. Встречается в виде сплошных и скорлуповатых масс. Твердость 5,5-6. Хрупкий. Спайность отсутствует. Черта вишнево-красная. Входит в состав осадочных и метаморфических горных пород. Неустойчив к выветриванию.Диагностические признаки. Легко узнается по вишнево-красной черте, высокой твердости. Практическое применение. Гематитовые руды принадлежат к числу важнейших железных руд, из которых выплавляются чугун и сталь. Группа окислов кремния КВАРЦ -  . Блеск стеклянный. Твердый. Кристаллы имеют форму шестигранной призмы, заканчивающейся пирамидой. Плотные или зернистые массы. Цвет кварца самый разнообразный: бесцветный, белый, сероватый, дымчатый, прозрачный, черный, розовый, фиолетовый. В изломе острые режущие края. Удельный вес 2,5-2,8. Входит в состав магматических, осадочных и метаморфических горных пород. При процессах выветривания кварц является химически стойким минералом.Диагностические признаки. Кристаллы кварца легко узнаются по характерным для них формам. В плотных агрегатах кварц определяется по высокой твердости, раковистому излому, отсутствию спайности. Практическое применение. Кварц – самый распространенный минерал земной коры. Используется для получения стекла, как поделочный камень. Разновидности кварца: Горный хрусталь – бесцветные прозрачные кристаллы; Аметист – фиолетовый; Раухтопаз (дымчатый кварц) – дымчатые прозрачные разности, окрашенные в сероватые или буроватые тона. Морион – черный. Цитрин – лимонно-желтый. Авантюрин – желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит. Празем – зеленый. Волосатик – горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов различных минералов. Халцедон – полупрозрачен. Агат – слоисто-полосчатые разновидности халцедона. Кремень - тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава. ХАЛЦЕДОН - (кремень). Твердость 6,5-7. Плотность 2,6. Цвет различный: голубоватый, желтый, светло-коричневый, темно-бурый, красный, розовый, светло-серый, серый, черный. Черта белая. Блеск матовый, жирный, восковой. Излом раковистый. Часто в изломе дает острые режущие края. Края обломков острые. Спайность отсутствует. Кристаллов не образует. Встречается стяжениями и желваками среди осадочных пород, главным образом мергелей и известняков.Диагностические признаки. Полупрозрачный минерал. Блеск матовый, жирный, восковой. Практическое применение. Используется в точной механике и в часовом производстве. Применяется как декоративный строительный материал. АГАТ - . Скрытокристаллическая разновидность кварца. Представляет собой тонковолокнистый агрегат халцедона со слоистой текстурой и полосчатым распределением окраски. Твердость 7. Устойчив к кислотам, травится только в HF. Прочный и вязкий. Непрозрачен, просвечивает в краях. По цвету очень разнообразен, обычно преобладает чередование серо-голубых и белых слоёв.Диагностические признаки. Слоистая текстура, полосчатая окраска. Практическое применение. Ценный поделочный и полудрагоценный камень, широко используется в ювелирном деле и как материал для художественной резьбы. Применяется в точном приборостроении. АМЕТИСТ - синяя, синевато-розовая или красно-фиолетовая разновидность кварца. Характерной чертой является преобладание граней ромбоэдра. Реже кристаллы имеют длиннопризматический облик. .При прокаливании уже около 250° аметист теряет свою окраску, переходящую постепенно в жёлтую или зеленоватую, и становится бесцветным. ПСИЛОМЕЛАН – MmnOx nMnO2 x pH2O. Твердость 4-6, в агрегатах до 1. Блеск металлический до матового. Хрупкий. Встречается в виде натечных, гроздевидных и почковидных образований и плотных масс. Скрытокристаллический. Непрозрачный. Удельный вес 3,0-4,3. Цвет железно-черный до темного стально-серого. Цвет черты коричнево-черная, блестящая. Спайность не наблюдается. Диагностические признаки. Железно-черный цвет, хрупкий, непрозрачный. Практическое применение. Важная марганцевая руда. ЛИМОНИТ (бурый железняк) -  . Экзогенный минерал, принадлежащий к гидрослюдам железа. Землисты разности имеют матовый блеск, а плотные – металловидный и шелковистый. Редко встречающиеся кристаллы имеют игольчатый или столбчатый облик. Обычно наблюдается в натечных или почковидных формах. Цвет темно-бурый до черного. Черта ржаво-бурая. Твердость непостоянная. Встречаются разности мягкие, средней твердости и твердые. Спайность отсутствует. Входит в состав осадочных и метаморфических парод. Неустойчив к выветриванию.Диагностические признаки. Легко узнается по ржаво-бурой черноте. Практическое применение. Лимонит служит рудой для получения железа. КЛАСС СИЛИКАТЫ ТИТАНИТ (сфен) – CaTiO(SiO4). Твердость 5-5,5. Алмазный блеск. Удельный вес 3,4-3,6. Цвет бурый, коричневый, реже зеленоватый, золотистый и желтый. Цвет черты – бесцветная. Собственно титанит – темноокрашенные разности; сфен – светлые разновидности. Часто радиоактивный. Спайность средняя, отчетливая параллельная отдельность. Диагностические признаки. Алмазный блеск. Совокупность цветов в одном минерале. Практическое применение. Сырье на титан. ТАЛЬК -  . Твердость 1. Плотность 2,5-2,8 . Бесцветный, белый со светло-зеленым или светло-желтым оттенками. Черта белая. Блеск жирный, перламутровый, стеклянный. Спайность весьма совершенная. Очень редко образует кристаллы в виде шестиугольных табличек. Чаще встречается в виде листовых, чешуйчатых или мелкозернистых агрегатов. Входит в состав метаморфических горных пород (тальковые сланцы)Диагностические признаки. Мыльный, жирный на ощупь. Практическое применение. Является важным сырьем для производства огнеупорных, полированных, изоляционных материалов, предметов украшения, пишущих средств. МУСКОВИТ (слюда) -  . Твердость 2,5-3. Плотность 2,7-3,1 . Бесцветен или имеет беловатый, желтоватый, зеленоватый оттенки. Черта белая. Спайность весьма совершенная. Входит в состав магматических, метаморфических, а также осадочных пород. При выветривании расслаивается и снижает механическую прочность пород.Диагностические признаки. Блеск от стеклянного до перламутрового. Образует кристаллы в виде шестиугольных табличек, но чаще листовые и чешуйчатые скопления. Практическое применение. Используется для изоляции в электротехнике. СЕРПЕНТИН (волокнистая разность – горный лен) -  . Твердость 3-4. Плотность 2,5-2,7 . Цвет зеленый, черта зеленовато-серая до светло-серой. Блеск жирный до шелковистого. Скрытокристаллический, листовый или волокнистый, образует сплошные массы. Спайность отсутствует. Образует метаморфическую породу того же названия. Диагностические признаки. Зеленый цвет и жирный, стеклянный блеск. Практическое применение.Волокнистые разновидности (асбест) употребляются как изоляционный материал. ОРТОКЛАЗ -  . Твердость 6. Плотность 2,6 . Цвет бесцветный, белый, серый, красноватый, кремовый. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый. Спайность совершенная в двух направлениях под прямым углом. Образует пластичные кристаллы. Агрегаты плотные, зернистые. Породообразующий минерал кислых, средних магматических пород (гранитов, сиенитов).Диагностические признаки. Белый, кремовый цвет. Стеклянный, перламутровый блеск. Практическое применение. Представляет важное керамическое сырье. В размолотом виде используется как удобрение. АМАЗОНИТ (K,Na)AlSi3O8. Голубовато-зелёная разновидность калиевого полевого шпата (микроклина). Иногда содержит повышенные количества Mn2+, радиогенного свинца, рубидия и цезия. Кристаллы редки, но очень красивы. Чаще образует крупнозернистые скопления и жилы либо находится в виде монокристаллических вкраплений неправильной формы. Твёрдость 6-6,5; плотность 2,55-2,58 г/см³. Спайность совершенная в двух направлениях. Диагностические признаки. Голубовато-зеленый цвет. Практическое применение. Используют в качестве недорогого поделочного камня для изготовления украшений, художественных поделок, в инкрустациях. ЭВДИАЛИТ Na4(CaCeFeMn)2ZrSi6O17(OHCl)2. Просвечивает в краях или полупрозрачен в тонких сколах. Хорошо растворим в кислотах. Иногда слабо радиоактивен. Хрупкий. Цвет: красный, жёлтый, жёлто-коричневый, фиолетовый. Цвет черты – белая. Блеск – стеклянный. Прозрачный, полупрозрачный. Твёрдость 5 — 5.5. Спайность несовершенная. Излом неровный, раковистый. Плотность 2,8 — 3 г/см³. Обычно встречается в виде зернистых масс, прожилков и вкраплённости. Ясно образованные кристаллы редки и плохо выражены. Диагностические признаки. Стеклянный блеск. Просвечивает в краях или полупрозрачен в тонких сколах. Практическое применение.Используется в ювелирном деле как поделочный камень. Но его применение ограничено тем, что минерал встречается сравнительно редко и, как правило, не образует больших скоплений. ЛАЗУРИТ (ляпис-лазурь) Na2Cd2(S,SO4)[Al,SiO4]6. Насыщенного темно-голубого или синего цвета. Иногда на нём встречаются небольшие искристые крапинки серебристого или золотистого цвета (пиритовые включения). Твердость 5,5. Плотность 2,4 г\см3. Блеск стеклянный. Цвет черты – светло-голубая, почти бесцветная. Спайность отсутствует. Кристаллы редки; встречается в виде зерен в породе и в сплошных массах. Диагностические признаки. Насыщенного темно-голубого или синего цвета. Практическое применение. Используется как поделочный камень. РОДОНИТ (орлец) CaMn4[Si4O10]. Твердость 5,5-6,5. Цвет розовый, часто пронизан черными прожилками и пятнами окислов марганца. Блеск стеклянный с перламутровым отливом. Цвет черты – бесцветная, белая. Спайность совершенная. Кристаллы редки; встречаются в сплошных зернистых и плотных массах. Плотность 3,4-3,8 г/см3. Диагностические признаки. Стеклянный блеск с перламутровым отливом. Практическое применение. Ценный поделочный камень, используется в качестве руды на марганец. ЖАДЕИТ NaAlSi2O6. Минерал белого, зеленоватого, буро-зеленого цвета. Твердость 6,5-7. Плотность – 3,4 г/см3. Жадеит имеет необычайно высокую вязкость. Представляет собой крупную кристаллическую массу. Цвет черты белый. Блеск стеклянный. Диагностические признаки. Зеленый цвет. Твердый минерал. Практическое применение. Поделочный камень. Группа полевых шпатов (подгруппа плагиоклазы) ЛАБРАДОР (Na,Cd)[Al, Si3O8]– темно-серого, почти черного цвета с красивым переливчатым цветом в синих и зеленых тонах. Облик кристаллов таблитчатый или таблитчато-призматический. Блеск стеклянный. Твердость 6, удельный вес 2,70-2,72  . Спайность совершенная в двух направлениях. Входят в состав магматических пород. Неустойчив к выветриванию.Диагностические признаки. Стеклянный блеск, синий отлив на плоскостях спайности. Практическое применение. Красиво отливающие синим цветом темно-серые или почти черные лабрадориты используются в качестве облицовочного материала в строительстве. КЛАСС СУЛЬФАТЫ ГИПС -  . Блеск стеклянный; перламутровый, шелковистый. Облик кристаллов сплошной, зернистый, землистый, листоватый, волокнистый. Отдельно образованные кристаллы, двойники, напоминающие ласточкин хвост, друзы. Твердость 2, удельный вес2,3. Цвет белый, сероватый, желтоватый, розовый, бесцветный. Черта белая. Спайность у листовых разностей весьма совершенная. Мягкий. Неустойчив к выветриванию. Входит в состав осадочных горных пород.Диагностические признаки. Гипс имеет небольшую твердость, белую черту, небольшую плотность. Образует осадочную породу того же названия. Практическое применение. Применяется в архитектурном и скульптурном деле, в бумажной промышленности, в медицине, в химическом производстве. КЛАСС КАРБОНАТЫ МАГНЕЗИТ –  . Блеск стеклянный. Облик кристаллов ромбоэдрический. Твердость средняя. Удельный вес 2,9-3,1. Цвет серовато-белый, желтоватый, бурый, серый. Черта белая. Спайность совершенная в трех направлениях по граням ромбоэдра. Входит в состав осадочных метаморфических горных пород. Неустойчив к выветриванию.Диагностические признаки. Характерен стеклянный блеск, средняя твердость и вскипание порошка магнезита при действии нагретой соляной кислоты. Практическое применение. Используется в металлургической промышленности, в химическом производстве серной кислоты, для изготовления огнеупорного кирпича, выдерживающего нагревание до  . Из магнезита получают магний и его соединения.КАЛЬЦИТ (известковый шпат) -  . Твердость 3. Плотность 2,6-2,8 . Прозрачный или белый, серый, красноватый, светло-желтый. Черта белая. Блеск стеклянный до перламутрового. Спайность совершенная. Кристаллы ромбоэдрические. Агрегаты зернистые, плотные, волокнистые. Вскипает от разбавленной соляной кислоты на холоде. Распространен в осадочных горных породах (мел, известняки, лессы), в метаморфических (мраморы). В грунтах, содержащих этот минерал, воды вымывают пустоты.Диагностические признаки. Средняя твердость, белая черта. Бурная реакция с HCl. Практическое применение. Используется в строительстве (известь, цемент, строительный камень), в металлургии, земледелии, в оптике. КЛАСС ФОСФАТЫ АПАТИТ – Ca5(F,Cl)[PO4]3. Твердость 5. Плотность 3,1-3,2 . Цвет различный: белый, красноватый, синий, фиолетовый, зеленый. Черта светлая, но с различными оттенками соответственно цвету отдельных разновидностей. Блеск жирный до стеклянного. Образует игольчатые, таблитчатые кристаллы. Часто встречаются в виде зернистых или плотных агрегатов. Некоторые разновидности имеют землистое строение. В виде мелких зерен присутствует по многих изверженных метаморфических и осадочных породах.Диагностические признаки. Стеклянный блеск. Очень хрупкий. Практическое применение. Используется как удобрение в форме суперфосфата. |