нормальные ответы по минералогии. Вопросы к экзамену по дисциплине Минералогия

• Название: Вопросы к экзамену по дисциплине Минералогия
• Дата: 19.04.2023
• Размер: 0.65 Mb.
• Имя файла: нормальные ответы по минералогии.docx
• Тип: Вопросы к экзамену; #1074818
• страница: 2 из 3

Цвет – способность минерала отражать и преломлять свет.

Цвет зависит от: внутренней структуры, механических примесей, элементов-хромофоров

Хромофоры – элементы, отличающиеся от остальных незаполненными или внутренними оболочками s и (Ti, Cr, Cu, Mn, Fe, Co)

Идиохроматическая – (собственная) окраска минерала, связанная с внутренними свойствами минерала, как правило свойствами ионов примесей, внедрившихся в крист.решетку.

Аллохроматическая – (ложная) возникает в минералах в случае нахождения внутри них посторонних минеральных фаз.

Псевдохроматическая – проявляется в неокрашенных минералах за счет разнообразных оптических дефектов связанных с прохождением светового потока.

Причины разной окраски при одном хромофоре: разновалентная форма хромофора, разный тип ХС, разное координационное число, присутствие ОН.

Анизотропия – разная окраска в разных направлениях.

Плеохроизм – способность избирательно поглощать световые волны в зависимости от кристаллографических направлений.
18. Блеск минералов, классификация блеска. Его видоизменение.

Блеск – это свойство минералов отражать своей поверхностью падающий свет. 

Классификация блеска:

1. 
   Стеклянный 
   
2. 
   Алмазный 
   
3. 
   Полуметаллический 
   
4. 
   Металлический 
   

Блеск: 

• 
  восковый (светлоокрашенная поверхность), 
  
• 
  смоляной (темноокрашенная поверхность), 
  
• 
  шелковистый отлив (асбест). 
  
• 
  матовый блеск
  

Причины видоизменения блеска:

1. 
   Неровная поверхность вызывает рассеивание и ослабление блеску
   
2. 
   Усиление блеска вследствие слоистой структуры
   
3. 
   Шелковисты отлив появляется у минералов волокнистой структуры.
   

19. Морфологические свойства кристаллов. Их облик и габитус. Скульптурные элементы граней.

В природе в основном распространены минералы неправильной формы зерен, не имеющие кристаллических граней, но обладающих не зависимо от формы и размеров внутренним кристаллическим строением. Хорошо образованные кристаллы встречаются редко.

Облик – общий вид кристалла, его очертание с учетом равномерности развития в трехмерном пространстве.

Основные типы форм кристаллов:

1. 
   Изометрические формы, т.е. одинаково развитые во всех трех направлениях пространства. Характерны для кубической сингонии.
   
2. 
   Формы, вытянутые в одном направлении, т.е. призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые кристаллы и волокнистые образования.
   
3. 
   Формы, вытянутые по двум направлениям при сохранении третьего короткого. Это таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы.
   

Широко распространенны и переходные формы: 1 и 3 – бочонки корунда, 2 и 3 – уплощенные столбчатые кристаллы, 1 и 3 – уплощенные линзовидные.

Кроме того, есть искаженные формы кристаллов – расщепленные, скрученные, нитевидные.

Габитус – описывает внешний вид кристалла, с учетом преобладающего развития граней какой-либо простой формы и с учетом пропорций кристалла в трехмерном пространстве. При его описании используются кристаллографические термины.

При увеличенном рассмотрении кристалла почти всегда будут видны дефеткы – неровности поверхности, штриховатость, фигуры травления, обусловленные неравномерной скоростью роста, частичные растворением, колебанием температуры.

Штриховатость – явление, которое может служить диагностическим признаком, может быть вдоль и поперек вытянутости. Имеет различное происхождение:

1. 
   Комбинационная, обусловленная многократным повторение узких граней
   
2. 
   Двойниковая, результат полисинтетического сложения минералов
   
3. 
   Индукционная, обусловленная взаимным влиянием соприкасающихся одновременно растущих кристаллов.
   

Фигуры травления – результат начальной стадии растворения кристалла. Вершины и ребра разрушаются быстрее, чем грани.

20. Двойники. Их типы. Визуальные признаки двойникования. Диагностическое значение.

Двойники – закономерные сростки 2-х, реже более кристаллов (индивидов) одного и того же минерала, связанные между собой элементами симметрии.

При двойниковании индивиды срастаются по одинаковым плоским сеткам их кристаллических решёток.
Типы:

1. 
   Двойники срастания – индивиды срастаются по общей плоскости.
   
2. 
   Двойники прорастания – индивиды врастают один в другой.
   
3. 
   Полисинтетические – параллельное срастание индивидов (плагиоклазы, карбонаты).
   
4. 
   «Скипетровидные» - параллельное срастание неравных по величине индивидов (кварц).
   

Визуальные признаки двойникования: 

Двойники часто узнаются по наличию входящих углов между гранями. На гранях одиночного кристалла входящие углы исключены.
Диагностическое значение: Зачастую являются хорошим диагностическим признаком.

21. Характер и разнообразие минеральных агрегатов.

Минеральный агрегат- совокупность незакономерно сросшихся минеральных индивидов (зёрен, кристаллов и их фрагментов). 

Разнообразие минеральных агрегатов обусловлено разнообразием симметрии кристаллических решёток самих минералов, а также условиями и способом образования этих агрегатов, следовательно, от внутренних и внешних причин.

Характер агрегата – важный диагностический признак.

Классификация:

1. 
   По количеству минералов, входящих в агрегат:
   

• 
  Мономинеральные (состоят из одного минерала)
  
• 
  Полиминеральные (состоят из нескольких минералов)
  

2. 
   По степени кристалличности:
   

• 
  Явнокристаллические
  
• 
  Скрытокриталлические
  
• 
  Коллоидные или колломорфные 
  

3. 
   По форме проявления:
   

• 
  Зернистые агрегаты:
  

-По размеру минеральных зёрен:

• 
  Тонкозернистые, плотные (размер зёрен не различим невооружённым глазом)
  
• 
  Мелкозернистые <0,1 см
  
• 
  Среднезернистые 0,1-0,5 см
  
• 
  Крупнозернистые 0,5-1 см
  
• 
  Грубозернистые 1-5 см
  
• 
  Гигантозернистые >5 см
  

- По форме минеральных зёрен:

• 
  Зернистые агрегаты
  
• 
  Шестоватые, игольчатые, волокнистые (вытянуты в одном направлении)
  
• 
  Таблитчатые, чешуйчатые, листоватые (уплощённая форма)
  

• 
  Скелетные формы
  
• 
  Дендриты 
  
• 
  Друзы
  
• 
  Секреции
  
• 
  Конкреции
  
• 
  Оолиты
  
• 
  Натёчные (колломорфные)
  
• 
  Землистые (порошковатые)
  

Налёты и приманки. Псевдоморфозы.

22. Скелетные кристаллы, дендриты, друзы.

Скелетные формы – зёрна неидеальной формы, возникающие тогда, когда растущий кристалл неравномерно питается веществом из минералообразующей среды, что сопровождается опережающим ростом вершин по сравнению с ростом рёбер и особенно граней кристалла. 

Дендриты – минеральные агрегаты, внешне похожие на веточки (множество индивидов, сросшихся в двойниковом или параллельном положении). Возникают из-за пересыщения минералообразующих растворов и большой скоростью роста кристаллов по определённым направлениям.

Друзы – сростки более менее хорошо образованных кристаллов, нарастающих на поверхности стенок и пустот в положении по возможности близком к перпендикулярному относительно стенок. (Закон геометрического отбора: растут кристаллы, которые имеют максимальный угол наклона к субстрату) 

• 
  Поверхность вогнутая – радиально сходящиеся агрегаты;
  
• 
  Поверхность выпуклая – радиально расходящиеся.
  

23. Конкреции и оолиты. Условия их появления. Натечные формы минералов.

Конкреции – округлые минеральные образования, возникающие в рыхлой среде (глине, песке). 

Возникновение конкреций связано со стремлением минерального агрегата приобрести наиболее выгодную в энергетическом плане форму шара. В рыхлой среде это становится возможным потому, что низкое давление не препятствует образованию. Происходит стяжение вещества, рассеянного в рыхлой среде. Рост от центра к периферии ( часто в середине постороннее тело)

• 
  радиально-лучистые;
  
• 
  концентрически-зональные.
  

Размер: 1-2 см до 2 м в диаметре. 

Оолиты – конкреции малых размеров от 0,1 до 10-20 мм, правильной формы с концентрической слоистостью или реже скорлуповатостью.

Образование оолитов происходит исключительно в водной среде вокруг взвешенных в воде песчинок. Достигая критических размеров, оолиты падают на дно под действием собственной силы тяжести. 

Натечные формы - образуются в пустотах при участии коллоидных растворов и представляют собой почковидные, гроздевидные агрегаты с концентрически- зональным или радиально-лучистым строением.

• 
  Сталактиты - сосульковидные образования, свисающие сверху в крупных поверхностных полостях(пещерах).
  
• 
  Сталагмиты - сосульковидные образование, растущие снизу.
  
• 
  Сталагнаты образуются в результате срастания сталактита и сталагмита.
  

24. Твердость минералов, её обусловленность. Относительная и абсолютная твердость, методы определения.

Твёрдость – способность минералов оказывать сопротивление внешнему воздействию в виде царапания, сверления и т.п.

Твёрдость зависит от:  

• 
  Типа хим. связи
  
• 
  Ионного радиуса в одной группе (наим. радиус = наиб. твёрдость)
  
• 
  Типа * решётки
  
• 
  Состояния * решётки
  
• 
  Количества воды
  

Активная твёрдость – минерал царапает сам себя (кварц)

Пассивная твёрдость – минерал не царапает сам себя  (тальк, апатит, топаз, корунд, алмаз).

Относительная твёрдость – определяется с использованием шкалы Мооса.

Абсолютная твердость – микротвердость минералов, измеряемая изометрически.

М икротвердость – та нагрузка на 1 мм² минерала, которую он выдерживает, не растрескиваясь. 
Метод Виккерса: вдавливаем тетраэдр в минерал.
Плотность = нагрузка \ площадь поверхности отпечатка от тетраэдра. 

Для определения твердости используют:иглы(2 или 3), гвоздь (4), стекло (5-5,5), нож (6,5-7).
25. Прочностные характеристики минералов (спайность, излом, упругость, гибкость, хрупкость, ковкость), их природа и методы определения

Спайность – свойство минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием гладких параллельных поверхностей. Связано с внутренним строением и не зависит от внешей формы.

- весьма совершенная (тальк, гипс) – кристалл способен расщепляться на тонкие листы

- совершенная (галенит) – выколки внешне напоминают настоящий кристалл

-средняя (ПШ,РО) – наблюдаются плоскости спайности и неровные изломы про случайным направлениям

- несовершенная (касситерит) – обнаруживается с трудом

-весьма несовершенная (корунд) – нет, такие тела имеют раковистый излом

Излом – характеристика минерала, описывающая вид поверхности, образующейся при расколе минерала

Виды: раковистый, неровный, ровный, занозистый, крючковатый, шероховатый, землистый, сахаровидный, ступенчатый.

Хрупкость – свойство минерала крошиться под давлением при проведении по поверхности острием ножа. Хрупкими обычно являются минералы с высокой твердостью.

Ковкость – свойство, позволяющее минералу деформироваться без разрушения.

Гибкость – проявляется у минералов со слоистой структурой, у которых силы сцепления между слоями ослаблены. При нагрузке они сгибаются, но не восстанавливают форму.

Упругость – аналогично гибкости, но возвращают форму.

Отдельность – аналог спайности, но проявляется не всегда и возникает в слабых местах, напимер плоскости двойникования.
26. Плотность минералов, её обусловленность и причины вариации.

Плотность (удельный вес) – отношение массы вещества к единице объема.

Виды минералов по плотности: легкие, средние, тяжелые, очень тяжелые.

Плотность зависит от атомной массы, чем выше, тем больше. Так же роль играют размеры ионных радиусов, возрастане которых компенсирует увеличение атомного веса и ведет к снижению плотности.
27. Магнитные свойства минералов. Их обусловленность, физическая суть явления. Классификация минералов с учетом магнитных свойств.

Магнитные свойства связанны с двумя величинами

• 
  Магнитная проницаемость (определяет насколько сильнее минерал сопротивляется проникновению внешнего магнитного поля, чем воздух) – сильно магнитные, слабо магнитные, не магнитные
  
• 
  Магнитная восприимчивость (устанавливает зависимость между величиной намагничивания минерала и напряжения магнитного поля)
  

По поведению во внешнем магнитном поле выделяют:

-парамагнетики – легко притягиваются

-диамагнетики – отталкиваются магнитом

-ферромагнетики – являются магнитом
28. Радиоактивность минералов. Суть явления, способы обнаружения радиоактивности минералов. Метамиктный распад.

Радиоактивность – явление, связанное с особенностями строения ядра атома, когда количество протонов или нейтронов в нем превышает оптимальное соотношение.

Отдавая электрон, атом теряет один отрицательный заряд и превращается в положительно заряженную частицу (позитрон). Если в ядре повышенное содержание нейтронов, ядро теряет отрицательный заряд, выделяя частицу (электрон). Элементы, обладающие указанными особенностями, являются радиоактивными. А процесс этих изменений называется радиоактивным распадом.

Радиоактивность определяется по ионизации воздуха, которая происходит при радиоактивном распаде и фиксируется ионизационными камерами. Часто РА определяется визуально – по плеохроичным двориками. Они образуются вокруг РА минералов. Плеохроизм – изменения окраски, чаще всего коричневое пятно. Так же можно определить РА фотографическим и люминесцентным методом.
29. Люминесцентные свойства минералов. Виды люминесценции. Суть явления. Понятие о центрах люминесценции. Значение люминесценции в минералогии.

Люминесценция – способность минерала светиться в процессе механического, температурного, химического воздействия и сообщения какой-либо энергии.

Виды:

в зависимости от источника возбуждения:

1. 
   Рентгенолюминесценция, вызванная рентгеновским излучением.
   
2. 
   Катодолюминесценция, вызванная нагреванием.
   
3. 
   Электролюминесценция. вызванная пропусканием электрического тока.
   
4. 
   Триболюминесценция, вызванная трением.
   
5. 
   Хемолюминесценция. вызванная протеканием химических реакций.
   
6. 
   Фотолюминесценция, вызванная воздействием утрафиолетового или белого света.
   

В зависимости от продолжительности свечения:

Флюорисценция – способность минерала светиться в момент воздействия на него света.

Фосфорисценция – способность светиться после воздействия светом.

Суть:

При воздействии на минерал энергии источника возбуждения электроны некоторых элементов, поглощая энергию, равную одному кванту, переходят со своих стабильных электрон. уровней на нестабильные(возбужденные). Их пребывание на этих уровнях неустойчиво, поэтому они опускаются на свои стабильные уровни, возвращая при этом только часть поглощенной энергии. Возвращенная энергия будет меньше, чем поглощенная, потому что электрон расходует часть поглощенной энергии на работу перехода на возбужденный уровень и затем, возвращаясь на стабильный.
Центр люминесценции – дефекты кристаллической решетки, обусловленные свечением люминофора.

Люминофор – вещество, поглощающее энергию и преобразующее в световое излучение.

Это является важным диагностическим признаком в минералогии.
30. Общая характеристика минералов класса сульфидов.

Сульфиды с химической точки зрения представляют собой производные сероводорода, насчитывают около 200 минеральных видов. Для многих сульфидов характерны яркая окраска, низкая твердость, высокая плотность. В зоне окисления сульфиды неустойчивы, легко разлагаются и переходят в карбонаты, сульфаты и другие  минералы. Имеют очень большое практическое значение, так как являются важнейшими рудами меди, ртути, свинца, цинка,никеля кобальта, мышьяка.

Сульфиды делятся на 4 подкласса:

1. простые сульфиды - соединения катиона с анионом серы. ( галенит (PbS), сфалерит (ZnS) , киноварь (HgS))

2. двойные сульфиды - соединения двух и более катионов с анионом серы. (халькопирит (CuFeS₂), борнит («пестрая медная руда») Cu₅FeS₄, станнин (оловянный колчедан) Cu₂FeSnS₄ )

• 
  3.дисульфиды - соединения катионов с анионной группой [S_2] (К ним относятся такие минералы из группы сульфидов и арсенидов (сульфоарсенидов), как пирит (FeS₂), имеющий наибольшее распространение, или мышьяковый колчедан арсенопирит (FeAsS). Также в этот подкласс входит кобальтин CoAsS.)
  

4. сложные сульфиды или сульфасоли - смесь двойных сульфидов. (лиллианит Pb₃Bi₂S₆ или так называемые блеклые руды Cu₃(Sb,As)S₃.)

В зависимости от особенностей физических свойств, все сульфиды делятся на блески, колчеданы, обманки, поэтому имеют второе название.   Блески - сульфиды с черным или свинцово-серым цветом и металлическим блеском (свинцовы блеск или галенит).

Колчеданы - сульфиды, которые имеют соломенно-желтый, латунно-желтый, бронзо- желтый, цвет и металлический блеск (пирит или черый колчедан).

Обманки - сульфиды, которые имеют неметаллический блеск (сфалерит или цинковая обманка).
31. Общая характеристика сульфоарсенидов.

Из физических свойств, отличающих минералы этой группы от других, отметим прежде всего то, что среди всех сульфидов и им подобных соединений минералы группы пирита обладают наибольшей твердостью: 5–6. Обращает на себя внимание отсутствие совершенной спайности. Все они слабо проводят электричество.