Магнитность

Этим свойством обладают немногие минералы. Для определения магнитности пользуются магнитной стрелкой,магнит. Сильно магнитные магнетит или пирротин притягивают или отталкивают магнитную стрелку. Магнитные свойства важны при диагностике минералов. При минералогических исследованииях по этим свойствам производится разделение минералов на фракции.

Электропроводность

Электропроводность минералов характеризуется способностью пропускать в разной степени электрический ток. Электрические свойства связаны с электронным строением атомов, и электрической структурой. Виды электропроводности: электропроводные - самородные минералы; слабо электропроводные – сульфиды и оксиды; диэлектрики – минералы с пьезоэлектрическими и пироэлектрическими свойствами.

Пьезоэлектричество – электричество, возникающее в кристаллах при сжатии или при растяжении. Если сжимать кристалл, на его концах могут возникнуть отрицательные заряды, а при растяжении этого же кристалла на тех же концах заряды могут быть положительными. Это характерно для кварца, турмалина и горного хрусталя.

Пироэлектричество (с греческого пирос – огонь) – электричество, возникающее в кристаллах в связи с изменением температуры. Электрические заряды возникают только на концах кристаллов-диэлектриков. Пироэлектрическими свойствами обладают лишь те кристаллы у которых нет центра симметрии. Природный пироэлектрик – турмалин, есть и синтетические.

Радиоактивность

Радиоактивностью (радио по-латински – выпускать лучи, актив – интенсивно) называется превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого с излучением элементарных частиц. Радиоактивностью обладают минералы, содержашие радиоактивные элементы. К природным радиоактивным элементам относятся U – уран, Th –торий, Ra – радий. У минералов в состав которых входят радиоактивные элементы разрушается кристаллическая решетка, изменяются их физические свойства (твердость, плотность, блеск). Это свойства называются метамиктными.

Радиоактивость применяется при поиске урановых руд и для определения абсолютного возраста горных пород. Этот метод основан на изменении скорости распада радиоактивного вещества. Зная количество конечных продуктов распада урана (свинца и геллия) и скорость этого распада, можно вычислить абсолютный возраст.

Вкус (растворимость в воде).

На вкус определяют лишь некоторые минералы, растворимые в воде. Галит – вкус –соленый, сильвин, мирабилит – горько-соленый, карналлит – горький.

Растворимость в кислоте.

Для некоторых минералов диагностическим признаком является их реакция с 5-10% соляной кислотой. В первую очередь это кальцит, котрый реагирует в образце при комнатной температуре. Реакция сопровождается выделением углекислого газа в виде пузырков. Доломит реагирует с кислотой в порошке, а магнезит в порошке, но при нагревании. А вот пиролюзит растворяется в соляной кислоте с выделением хлора.

Горючесть

При горении сера выделяет резкий удушливый запах и горит синим пламенем.

Литература: [4] с. 69-82 , [8] с. 65-68.

Лабораторная работа №2

Тема: Изучение коллекций минералов: сера, графит, медь, пирит, халькопирит, борнит, галенит, сфалерит.

Методы изучения и практического решения задач темы: используя раздаточный материал - коллекции минералов по таблице №1, шкалу относительной твердости Мооса, фарфоровые бисквиты, стекла, магнит, а также коллекцию физических свойств минералов учебного минералогического музея, раскрыть и объяснить тему.

Цели лабораторного занятия:Научиться диагностировать минералы по характерным физическим свойствам. Познакомить их с тем, что определенные минералы по их полезным физическим свойствам находят свои области применения в народном хозяйстве (2 часа).

Задания:

1. Знать определения физических свойств минералов, научиться определять по физическим свойствам минералы из коллекции и заполнить следующие графы в таблице. 1) № образца; 2) цвет; 3) цвет черты; 4)твердость; 5) плотность; 6) спайность; 7) блеск; 8) особые свойства; 9) применение;

2. Определить по характерным диагностическим свойствам выданные минералы.

Контрольные вопросы:

1. Назовите диагностические признаки и формулу пирита?В чем отличие пирита от халькопирита?

2. По каким признакам можно определить самородную серу?

3. Назовите диагностические признаки и формулу сфалерита?Какой

блеск имеет сфалерит?

3. Назовите диагностические признаки и формулу халькопирита?

4. Назовите диагностические признаки и формулу галенита?

5. Что характерно для борнита?

6. Какой блеск имеет пирит?

Самородная сера S (ромб.синг.). Цвет соломенно-желтый до бурого, иногда серый до черного. Черта желтоватая, почти белая, иногда черты не дает. Блеск гранях кристаллов алмазный, в изломе жирный, смолистый (рис. 2.1а, б). Излом неровный до раковистого. Спайность несовершенная. Очень хрупок. Твердость 1,5-2,5. Плотность 2. При трении электризуется. Легко загорается от спички и горит, синим пламенем, издавая резкий запах SО₂. Встречается в виде зернистых, плотных или землистых масс, а также в виде корок, налетов, реже кристаллов.

рис. 2.1а рис. 2.1б

Происхождение. Образуется из сульфатов (гипса) в зоне восстановления в присутствии органических веществ, в результате окисления сероводорода, осаждается в виде возгонов при вулканических извержениях, а также является продуктом жизнедеятельности организмов.

Графит С (гекс.синг.). Цвет железно-черный, стально-серый. Черта черная, блестящая. Блеск металловидный, матовый, жирный. Излом неровный до раковистого. Спайность весьма совершенная в одном направлении. Твердость 1. Плотность 2,2. Проводит электричество. Огнеупорен и кислотоупорен. Графит образует мелкие шестиугольные кристаллики в известняках и сланцах (рис. 2.2а, б). От похожего на него молибденита отличается по черте: графит дает черную черту на бумаге, молибденит – голубоватую.

Встречается в виде листоватых, чешуйчатых, плотных, мелкозернистых и землистых масс.

рис. 2.2а рис.2.2б

Происхождение. Магматическое, метаморфическое, пневматолитовое.

Самородная медь Cu (куб.синг.) Цвет медно-красный. С поверхности часто бывает покрыта черным и зеленоватым налетом. Черта медно-красная, блестящая. Блеск металлический, матовый, жирный. Излом крючковатый. Минерал тягучий и ковкий. Спайность весьма несовершенная. Твердость 2,5-3. Плотность 8,8-8,9. Обладает высокой электропроводностью.

Встречается в сплошных массах (иногда пластинчатых), реже кристаллы, обычно соединяющиеся в древовидные сростки (рис. 2.3а, б), также желваки, налеты.

рис. 2.3а рис.2.3б

Происхождение. Гидротермальное; осадочное – при химическом выветривании сернистых медных руд.

Пирит FeS₂ (куб. синг.) - серный колчедан. Определяется по соломенно-желтому цвету, черной черте, металлическому блеску, по не­ровному и раковистому излому, высокой твердости (6-6,5), средней плотности (4,9-5,2). Пи­рит является самым распространенным сульфидом. Часто встречается в виде кристаллов, имеющих форму куба (рис. 2.4б), с взаимно перпендикулярной штриховкой на гранях (рис.2.4а, в), образует друзы, вкрапленники, сплош­ные зернистые массы. В зоне окисления пирит неустойчив и переходит в бурые гидроокислы железа (лимонит).

рис. 2.4а рис.2.4б рис.2.4в

Происхождение. Гидротермальное, отчасти магматическое, метаморфическое, осадочное.

Халькопирит CuFeS₂ (тетр.синг.) - медный колчедан. Определя­ется по латунно-желтому, зеленовато-золотистому цвету (рис. 2.5а), зеленовато-черной черте, металли­ческому блеску, низкой твердости (3,5-4), средней плотности (4,1-4,3) и ха­рактерной пестрой, часто радужной или синей побежалости (рис. 2.5б). Излом неровный. Хрупкий. Халькопирит образует сплошные зер­нистые агрегаты, в кристаллах встречается очень редко, только в друзовых пустотах и вкраплении.

рис. 2.5а рис.2.5б

Происхождение. Преимущественно гидротермальное, реже магматическое, метаморфическое.

Борнит Cu₅FeS₄ (куб.синг.) – пестрая медная руда. Цвет в свежем изломе темный медно-красный. Почти всегда покрыт яркой пестрой побежалостью (рис. 2.6а, б, в). Черта серовато-черная, блеск металлический. Спайность отсутствует. Твердость 3. Плотность 5,0-5,2.

рис. 2.6а рис. 2.6б рис.2.6в

Происхождение. 1. Гидротермальное (первичный борнит) – в жилах и скарнах с халькопиритом, галенитом, сфалеритом. 2. Экзогенные (вторичный вариант) – в зоне цементации медных месторождений.

Галенит PbS (куб.синг.) - свинцовый блеск. Определяется легко по с винцово-серому цвету, серовато-черной черте, металличес­кому блеску, совершенной спайности в трех направлениях, низкой твердости (2-3) и высо­кой плотности (7,4-9,6). В природе встречается в виде кристаллов кубической формы только в друзовых пустотах (рис.2.7а,б), обычно в виде вкраплен­ников и зернистых агрегатов. Скрытокристаллические массы галенита носят название «свинчака» Встречается в ассоциации со сфалеритом, халькопиритом, пиритом (полиметаллические руды).

рис. 2.7а рис.2.7б

Происхождение. Гидротермальное, иногда образуется в контактовых зонах.

Сфалерит ZnS (куб.синг.) - цинковая обманка. Определяется по алмазному блеску, совершенной спайности, низкой твердости (3-4) и средней плотности 3,9-4,1. Цвет сфалерита меняется в зависимости от со­держания в нем железа от светло-желтого до темно-коричневого и да­же черного такие сильножелезистые разности сфалерита отклоняют магнитную стрелку). Обычно сфалерит бурый, коричневого цвета. Черта светлая, буроватая или желтоватая. Сфалерит встречается в ви­де кристаллов изометрического облика (тетраэдрического) (рис.2.8а). Вкрапленников и оплошных зернистых масс, в ассоциации с галенитом, пиритом, халькопиритом (рис.2.8б).

рис. 2.8а рис 2.8б

Происхождение. Гидротермальное, редко пневматолитовое, еще реже осадочное.

Литература: [1] с. 46-49, [4] с. 129-147.

Лабораторная работа №3

Тема: Изучение коллекций минералов: галит, кварц, гематит, магнетит, хромит, лимонит, гидраргиллит (гиббсит).

Методы изучения и практического решения задач темы: используя раздаточный материал - коллекции минералов по таблице №2, шкалу относительной твердости Мооса, фарфоровые бисквиты, стекла, магнит, а также коллекцию физических свойств минералов учебного минералогического музея, раскрыть и объяснить тему.

Цели лабораторного занятия:Научиться диагностировать минералы по характерным физическим свойствам. Познакомить их с тем, что определенные минералы по их полезным физическим свойствам находят свои области применения в народном хозяйстве (2 часа).

Задания:

1. Знать определения физических свойств минералов, научиться определять по физическим свойствам минералы из коллекции и заполнить следующие графы в таблице. 1) № образца; 2) цвет; 3) цвет черты; 4)твердость; 5) плотность; 6) спайность; 7) блеск; 8) особые свойства; 9) применение;

2. Определить по характерным диагностическим свойствам выданные минералы.

Контрольные вопросы:

1. Назовите диагностические признаки и формулу кварца?Какими свойствами отличается кварц от галита? В чем отличие кварца от халцедона?

2. Каковы характерные признаки гематита? Что такое красный железняк?

3. Какие отличительные свойства имеет магнетит?Каково их

происхождение?

3. Назовите диагностические признаки и формулу хромита? Его

происхождение?

3. Назовите диагностические признаки и формулу лимонита?

4. Назовите диагностические признаки и формулу гидраргиллита?

5. Какие разновидности имеет кварц?

6. Что входит в состав боксита?

7. Охарактеризуйте галит. Каково происхождение галита?

Галит NaCl (куб.синг.) прозрачные, бесцветные, белые и могут быть окрашены различными пигментами: галит -в серый, желтый, красный, синий (пятнами, полосами); Твердость 2,0-2,5 и плотность низкие 2,1-2,6, легко раст­воряются в воде. Спайность совершенная в трех направлениях (по граням куба). Хрупкий. Отличить галит можно по соленому вкусу. Галит образуют кристаллы в виде кубов (рис. 3.1)или сплошные зернистые массы, реже корочки, налеты и выцветы.

рис.3.1

Происхождение. Осадочное – образуется путем осаждения в замкнутых и полузамкнутых бассейнах в условиях жаркого и сухого климата.

Кварц SiO₂ (тригон.синг.) Можно определить по отсутствию спай­ности, твердости 7 , по форме кристаллов в виде призмы, увенчанной пирамидой с горизонтальной штриховкой на гранях призмы (рис.3.2а). Кварц имеет различный цвет: бесцветный, мелочно-белый, серый, реже Фиолетовый (аметист), черный (морион), прозрачный (горный хрусталь) (рис.3.2а), дымчатый (раухтопаз) (рис.3.2б). В пустотах кварц обычно образует друзы и щетки. Значительная часть кварца встречается в виде зерен в ассоциации с различными минера­лами и оплошных зернистых агрегатов. Разновидности: халцедон - скрытокристаллическая разновидность встречается в виде почек, жеод, агат - полосчатый халцедон.

рис.3.2а рис.3.2б

Происхождение кварца различное: магматическое, пегматитовое, гидротермальное, метаморфическое и осадочное.

Халцедон (скрытокристаллическая разновидность кварца). Цвет светло-серый, голубоватый, молочно-серый, синевато-черный, красный, зеленый и т.д. халцедон непрозрачен, но обычно просвечивается. Черты не дает. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Кристаллы не образует. Блеск восковый, матовый.

Встречается в виде гроздевидных и почковидных образований, часто в виде миндалин. Образуют натечные формы, желваки, корочки, выполняют пустоты.

Происхождение. Осадочное, гидротермальное.

Гематит Fe₂O₃ (триг.синг.) - железный блеск, красный желез­няк. Легко определяется по железо-черному до стально-серого цвету, вишнево-красной черте, неровному иногда занозистому излому, полуме­таллическому и металловидному блеску, твердости - 5,5-6. Плотность 5,2. Не магнитен. Гематит в очень тонких плас­тинках полупрозрачен. Землистые распыленные разности имеют ярко-красный цвет. Гематит образует вкрапленность и различные агрегаты, имеющие собственные названия: железный блеск - тонкокристалличес­кие иногда чешуйчатые агрегаты черного цвета (рис. 3.3б); красный железняк - плотные агрегаты черного цвета, красная стеклянная голова - круп­ные почковидные образования (рис. 3.3а) концентрически-скорлуповатого или радиально-лучистого строения. Встречается в ассоциации с баритом, квар­цем, магнетитом, сидеритом.

рис.3.3а рис.3.3б

Происхождение. 1. Контактово-метасоматическое в скарновых зонах. 2. Гидротермальное (железный блеск) в жилах – красивые кристаллы и агрегаты. 3. Осадочное. 4. Метаморфическое – при метаморфизме осадочных железных руд (бурых железняков). В зоне окисления неустойчив и превращается в различные гидроокислы железа.

Магнетит FeFe₂O₄ (куб.синг.) – магнитный железняк, можно определить по черному цвету, черной черте, сильно выраженной магнитности, полуметаллическому блеску, твердости-5,5-6, неровному излому. Встречается в виде сплош­ных зернистых масс, отдельных вкраплений и кристаллов изометричес­кого облика (рис.3.4а, б) в ассоциации с гранатами, пироксенами, хлори­тами, сульфидами, кальцитом; пирротином, пиритом, халькопиритом и др.

рис. 3.4а рис.3.4б

Происхождение у магнетита различное. 1. Магматическое – в связи с основными и редко кислыми породами. 2. Скарновое. 3. Гидротермальное. 4. Метаморфическое, связанное с метаморфизмом первичноосадочных руд (бурых железняков). Встречается также в пегматитовых жилах, в хлоритовых и тальковых сланцах, но практического значения в этих случаях не имеет.

Хромит FeCr₂O₄ (куб.синг.) - хромистый железняк. Цвет черный, коричнево-черный (рис.3.5б). Черта бурая (важно для диагностики). Твердость 5,5. Плотность 4,5-4,8. Блеск от полуметаллического до металлического. Спайность несовершенная. Обнаруживает слабые магнитные свойства. Очень часто встречается с минералом серпентин (рис.3.5а).

Встречается в виде вкрапленников или сплошных зернистых масс.

Происхождение. Магматическое.

рис.3.5а рис.3.5б

Лимонит (бурый железняк, гидрогётит) Fe₂O₃ nH₂O. Бурым железняком называют смесь, состоящую из гетита HFeO₂ с лимонитом, гидроокислами кремнезема, глинистым веществом и др. В природе лимонит образует ржавые, бурые, коричневые корочки, примазки, натечные формы (бу­рая стеклянная голова) землистые и охристые массы (рис.3.6а, б), а также встречается в виде конкреций, оолитов. Часто образует псевдомор­фозы по пириту, марказиту и др. Блеск металлический и полуметал­лический. Черта светло-бурая, желто-бурая. Твердость лимонита зависит от физического состояния (от 1 до 4), При нагревании в пробирке выделяет воду. Образуется в результате выветривания же­лезосодержащих минералов.

рис.3.6а рис.3.6б

Происхождение. Осадочное – образуется в результате выветривания железосодержащих минералов: сульфидов, силикатов, карбонатов и др.; химический осадок прибрежной зоны морей; биогенный – при участии железобактерий не дне озер и болот.

Гидраргиллит (гиббсит) Al(OH)₃ (мон.синг.) кристаллы мелкие таблитчатой формы. Обычно в плотных, землистых, часто в натечных формах. Цвет белый, серовато-белый. Спайность совершенная. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Твердость 2,5-3,5. Плотность 2,35. От похожего от него диаспора HAlО₂ отличается по твердости (тв. 6,5-7).

Происхождение. Экзогенное – образуется при выветривании алюмосиликатов. Входит в состав бокситов.

Боксит не является минералом. Он представляет собой горную породу, состоящую из нескольких минералов, главным образом гиббсита Al(OH)₃, диаспора HAlО₂ и бёмита AlО (OH) , а также каолина, кремнезема и окислов железа (рис.3.7)

Цвет различный: белый, розовый, красный, зеленый и др. бокситы – глиноподобные, иногда плотные породы, часто оолитового сложения. Являются важнейшей рудой на алюминий.

рис.3.7

Литература: [1] с. 50-53, [4] с. 153-178.

Лабораторная работа №4

Тема: Изучение коллекций минералов: гипс, барит, кальцит, доломит, малахит, азурит.

Методы изучения и практического решения задач темы: используя раздаточный материал - коллекции минералов по таблице №3, шкалу относительной твердости Мооса, фарфоровые бисквиты, стекла, магнит, а также коллекцию физических свойств минералов учебного минералогического музея, раскрыть и объяснить тему.

Цели лабораторного занятия:Научиться диагностировать минералы по характерным физическим свойствам. Познакомить их с тем, что определенные минералы по их полезным физическим свойствам находят свои области применения в народном хозяйстве (2 часа).

Задания:

1. Знать определения физических свойств минералов, научиться определять по физическим свойствам минералы из коллекции и заполнить следующие графы в таблице. 1) № образца; 2) цвет; 3) цвет черты; 4)твердость; 5) плотность; 6) спайность; 7) блеск; 8) особые свойства; 9) применение;

2. Определить по характерным диагностическим свойствам выданные минералы.

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте кальцит и доломит.

2. Каковы спайность и формы кристаллов кальцита?

3. Каковы главные отличительные свойства барита?

4. Происхождение гипса?

5. Назовите диагностические признаки и формулу азурита?

Гипс CaSO₄*2H₂O (мон.синг.) – легкий шпат. Легко царапается ногтем (твер­дость 1.5), имеет весьма совершенную и ясную спайность, перла­мутровый отлив на плоскостях спайности, цвет его белый, но при­месями может быть окрашен в серый, красный, бурый и черный цвета. Л1пс растворяется в НСВ и в воде. Образует кристаллы таблитчатого (рис.4.1а) или призматического и столбчатого облика, часты двойники срастания (рис.4.1б). В пустотах встречается в виде друз кристаллов, обычны плотные тонкокристаллические агрегаты. Спут­никами гипса являются ангидрит, галит и сера.

Таблитчатый кристалл гипса и двойник гипса - "ласточкин хвост"

рис.4.1а рис.4.1б

Происхождение: осадочное – химический осадок замкнутых или полузамкнутых бассейнов в условиях жаркого и сухого климата; продукт химического выветривания сульфидов и окисления серы; продукт гидротации ангидрита.

Барит BaSO₄ (ромб.синг.) - тяжелый шпат-можно узнать по высо­кой плотности (уд.в. 4,3-4.6), низкой твердости (3-3,5), ровному излому, перламутровому отливу на плоскостях спайности. Барит бес­цветный, но бывает окрашен микроскопическими включениями газов и жидкости в белый, окислами и гидроокислами железа - в красный, желтый, бурый; битуминозными веществами - в черный и темно-серый цвет. В отличие от карбонатов не растворяется в НСl даже при на­гревании. В природе образует зернистые агрегаты, реже кристаллы и скрытокристаллические натечные формы (рис.4.2). Встречается барит в гидротермальных жилах в ассоциации с флюоритом, сульфидами; в осадочных породах - с гипсом, кальцитом; в миндалинах излившихся пород - с халцедоном, агатом, кварцем, кальцитом.

рис.4.2

Происхождение: гидротермальное; осадочное – химический осадок прибрежной зоны морей (вместе с марганцем); продукт химического выветривания сульфидов в районах с сухим климатом.

Кальцит CaCO₃ (триг.синг.) - известковый шпат-можно узнать по совершенной спайности по ромбоэдру, низкой твердости (3), стеклян­ному блеску и бурному выделению CO₂ от капли НСl .Кальцит бывает бесцветный, молочно-белый или окрашен примесями в серый, желтый. розовый, бурый и черный цвет. Чаще он образует зернистые агрегаты, представляющие собой породу известняк или мрамор. Встречается в виде кристаллов (рис. 4.3а) чаще удлиненного облика (рис.4.3б) и в виде друз в пустотах. Кальцит выполняет жилы, миндалины в ассоциации с сульфи­дами. Баритом, кварцем, арагонитом. Бесцветная прозрачная разность подучила название исландского шпата, в котором отчетливо наблюда­ется сильное двупреломление.

рис.4.3а рис.4.3б

Арагонит CaCO₃ (ромб.синг.) отличаем по белому, желто-белому цвету, стеклянному, а в изломе жирному блеску, раковистому излому. твердости (3,5-4). Средней плотности, вскипанию от капли НСl с вы­делением углекислоты. Арагонит образует шестоватые, радиально-лучистые агрегаты, корки, оолиты ("гороховый камень"), натечные, шаровид­ные, ветвящиеся ("железные цветы") формы. Встречается также в виде кристаллов призматического и игольчатого облика (рис.4.3). Харак­терна ассоциация с гипсом, сидеритом, малахитом и бурым железняком. При обычной температуре в присутствии растворителя переходит в кальцит.

Происхождение: осадочное - результат деятельности подземных вод, химический и органогенный осадок прибрежной зоны теплых морей; Как поверхностный минерал в коре выветривания и как низкотемпературный гидротермальный – в рудных жилах; метаморфический: мрамор – перекристаллизованный известняк, образуется при региональном метаморфизме.

Доломит CaMg[CO₃]₂ (триг.синг.) определяется по серовато-бело­му цвету, стеклянному и перламутровому блеску, твердости-3,5-4, совершенной спайности, реакции с НСl (реагирует с НСl только поро­шок доломита). Обычно образует кристаллически зернистые (рис.4.4а), "мраморовидные" землистые агрегаты (рис.4.4б). Встречается доломит в ассоциации с си­деритом, серпентином, тальком, кальцитом, сульфидами и кварцем.

рис. 4.4а рис.4.4б

Происхождение: осадочный, гидротермальный. Породообразующий минерал.

Малахит Сu₂[CO₃][OH]₂ или CuCO₃*Cu[OH]₂ (мон.синг.) легко определяется по зеленому цвету, бледно-зеленой черте, стеклянному и шелковистому (у волокнистой разности) блеску, твердости 3.5-4. по наблюдаемым натечным почковидным фермам (рис.4.5а), землистым массам, на­летам, радиально-волокнистому строению. В НСl растворяется с ши­пением. Примазки малахита, носящие название медной зелени, явля­ются поисковым признаком на медные минералы (рис.4.5б). Встречаются в ассоциа­ции с азуритом, медью самородной, лимонитом, гипсом и сульфидами меди.

Рис. 4.5а рис.4.5б

Происхождение: образуется в зонах окисления месторождений меди.

Азурит Cu₃[CO₃]₂[OH] или 2CuCO₃*Cu[OH] (мон.синг.) -медная "лазурь-легко определяется по темно-синему, а в землистых массах - голубому цвету, голубой черте, стеклянному блеску, а в землистых - матовому блеску и ассоциации о малахитом (рис.4.6б). Твердость -3-4. Спайность совершенная. В кислотах растворяется с шипением, азурит образует налеты, землистые массы, мелкокристаллические ко­рочки и друзы (рис.4.6а).

рис. 4.6а рис.4.6б

Происхождение: образуется в зонах окисления месторождений меди.

Литература: [1] с. 56-60, [4] с. 229-244.

Лабораторная работа №5

Тема: Изучение коллекций минералов: оливин, ортоклаз, альбит, лабрадор, пироксен, роговая обманка.

Методы изучения и практического решения задач темы: используя раздаточный материал - коллекции минералов по таблице №4, шкалу относительной твердости Мооса, фарфоровые бисквиты, стекла, магнит, а также коллекцию физических свойств минералов учебного минералогического музея, раскрыть и объяснить тему.

Цели лабораторного занятия:Научиться диагностировать минералы по характерным физическим свойствам. Познакомить их с тем, что определенные минералы по их полезным физическим свойствам находят свои области применения в народном хозяйстве (2 часа).

Задания:

1. Знать определения физических свойств минералов, научиться определять по физическим свойствам минералы из коллекции и заполнить следующие графы в таблице. 1) № образца; 2) цвет; 3) цвет черты; 4)твердость; 5) плотность; 6) спайность; 7) блеск; 8) особые свойства; 9) применение;

2. Определить по характерным диагностическим свойствам выданные минералы.

Контрольные вопросы:

1. Для каких пород характерен оливин?

2. В чем сходство и различие лабрадора и ортоклаза?

3. Какие Вы знаете пироксены? Для каких пород они характерны?

4. В чем отличие пироксенов от амфиболов?

5. Назовите диагностические признаки и формулу роговой обманки?

6. Каково происхождение полевых шпатов?

Оливин (Mg,Fe)₂[SiO₄] (ромб.синг.) [лат.oliva - маслина], группа минералов подкласса островных силикатов, члены изоморфных рядовфорстерит Mg₂[SiO₄] - фаялит Fe₂[SiO₄] - тефроит Mn₂[SiO_4]. Цвет желтовато-зеленый, оливковый, но может изменяться в зависимости от состава. Встречаются оливины от светло-желтого до темно-зеленого и черного цвета (рис.5.1). Черный цвет оливина обусловлен развитием серпентина по микротрещинам. Блеск стеклянный. Твердость 6,5-7; плотность 3,2-4,4 г/см³; спайность средняя. Легко разлагается кислотами с выделением студневидного кремнезема.

Распознается по зеленому цвету, стеклянному блеску и зернистым агрегатам. Можно узнать по неровному из­лому высокой твердости, изометрической форме зерен в зернис­тых агрегатах. Часто замещается серпентином и встречается в ассоциации с пироксенами.

рис.5.1

Происхождение:магматический (главный минерал многих ультраосновных магматических пород и каменных метеоритов).

Полевые шпаты, группа самых распространенных породообразующих минералов подкласса каркасных силикатов; около 50% массы земной коры. Изоморфные смеси алюмосиликатов K, Na, Ca,. В зависимости от состава полевые шпаты подразделяются на калиево-натриевые (щелочные) (к.п.ш. – калиевый полевой шпат) и известково - (кальциево) – натриевые, илиплагиоклазы. Из щелочных полевых шпатов главным являетсяортоклаз и к этой же группе относитсямикроклин, аналогичный ортоклазу по химическому составу. Плагиоклазы по химическому составу представляют собой непрерывный ряд изоморфных смесей двух составных частей: альбитовойNa[AlSi₃O₈] и анортитовой Са[Al₂Si₂O₈]. В природе существуют все члены изоморфного ряда плагиоклазов:альбит (0-10%), олигоклаз (10-30%), андезин (30-50%), лабрадор (50-70%), битовнит (70-90%), анортит (90-100%).

рис.5.2 рис.5.3а рис.5.3б

Уверенно отличить полевые шпаты можно под микроскопом или хи­мическим путем. Для всех полевых шпатов характерна совершенная спайность, стеклянный блеск, твердость-6-6,5, средняя плотность, двойники. В природе обычно встречаются в зернистых агрегатах.

Из плагиоклазов макроскопически можно отличить альбит Na[AlSi₃O₈](трикл. синг.) по белому, голубовато-белому цвету, пластинчатым и мелко­зернистым, сахаровидным агрегатам (рис.5.2). Встречается в пегматитах в ассо­циации с ортоклазом; кварцем, топазом и бериллом; Лабрадор - (трикл. синг.) по серому, темно-серому цвету, характерному синему отливу на плоскостях спайности (иризации) (рис.5.3а,б), таблитчато-призматической форме кристаллов, сложным двойникам (тонкая штриховка на плоскостях спайности).

Из калиевых полевых шпатов макроскопический можно отличить ортоклаз и микроклин (амазонит) который имеет зеленый цвет.

Ортоклаз K[AlSi₃O₈] (мон.синг.) - определяется по светло-серому, светло-розовому до мясо-красного цвету, простым двойникам.

Микроклин K[AlSi₃O₈] (трикл.синг,) по воем свойствам похож на ортоклаз. Отличить от ортоклаза можно только разновидность микро­клина - амазонит.

рис.5.4

Происхождение: магматическое - в кислых и средних магматических породах, а также в пегматитах (рис.5.4). При выветривании подвергается каолинизации.

Пироксены -группа минералов подкласса цепочечных силикатов. Кристаллизуются в моноклинной (клинопироксены:диопсид, салит, геденбергит, авгит, эгирин, сподумен), реже ромбической (ортопироксены: энстатит, гиперстен) сингонии. Различают щелочноземельные (диопсид — геденбергит, авгит) и щелочные (эгирин, жадеит, сподумен) пироксены. Главные породообразующие минералы основных и ультраосновных, отчасти щелочных изверженных, реже метаморфических и контактовометасоматических горных пород.

Пироксен[гр.pir - огонь + xenos - чужой] - темно-серый, почти черный силикатный минерал. Для него характерны короткостолбчатые кристаллы с восьмиугольным сечением и блестящими гранями, плоскости спайности пересекаются под углом, близким к прямому (87⁰). Стеклянный блеск, твердость-5,5-6. плотность 3,4; цвет зеленовато-черный, черта бледная серовато-зеленая, спайность средняя.

Встречаются в виде зернистых агрегатов, реже в виде кристаллов короткопризматической формы (рис.5.5) с почти квадратным поперечным сечением. Черта в отличие от амфиболов бесцветная, иногда с серо-зеленым оттенком. Цвет пироксенов ме­няется в зависимости от состава от серо-зеленого до темно-зеле­ного почти черного цвета. Встречаются в ассоциации с оливином и плагиоклазами. Отличить пироксены друг от друга можно под микро­скопом, или более точно с помощью химического анализа.

Происхождение:магматический.

рис.5.5 рис.5.6

Роговая обманка (мон.синг.), состав разнообразен и непостоянен: он может быть выражен формулой (Ca,Na)₂(Mg,Fe²⁺)_4*(Al,Fe³⁺)[(Si,Al)_4O11]₂ (F,OH)₂. Ленточный силикат амфибол (роговая обманка, актинолит, тремолит), похож на пироксен, в отличие от которого имеет удлиненные столбчатые, часто игольчатые кристаллы шестиугольного сечения, плоскости спайности пересекаются под углом (24⁰ - 56⁰) друг к другу; твердость 5,5-6,0; плотность 3,0-3,5 г/см³. Роговая обманка имеет светло-зеленый, темно-зеленый и буровато-черный цвет; породообразующий минерал подкласса цепочечных (ленточных) силикатов сложного химического состава. Важная составная часть многих магматических и метаморфических горных пород. От пироксенов отличается формой кристаллов. Отличить друг от друга амфиболы в образ­цах можно по цвету, форме зерен и агрегатов: тремолит - белый, светло-серый, светло-зеленый; актинолит - зеленый; роговая обманка - темно-зеленая, темно-бурая до черной. Для актинолита и тремо­лита характерны игольчатые, лучистые и шестоватые агрегаты; для ро­говой обманки - призматическая и столбчатая форма зерен. Чаще встре­чается роговая обманка, являясь породообразующим минералом магмати­ческих пород (рис.5.6).

Происхождение:магматический (в средних и щелочных интрузивных породах является породообразующим минералом). Метаморфический (в роговообманковых сланцах).

Литература: [1] с. 65-72, [4] с. 184-217.

Лабораторная работа №6

Тема: Изучение коллекций минералов: гранат, хлорит, биотит, мусковит, каолинит, серпентин.

Методы изучения и практического решения задач темы: используя раздаточный материал - коллекции минералов по таблице №5, шкалу относительной твердости Мооса, фарфоровые бисквиты, стекла, магнит, а также коллекцию физических свойств минералов учебного минералогического музея, раскрыть и объяснить тему.

Цели лабораторного занятия:Научиться диагностировать минералы по характерным физическим свойствам. Познакомить их с тем, что определенные минералы по их полезным физическим свойствам находят свои области применения в народном хозяйстве (2 часа).

Задания:

1. Знать определения физических свойств минералов, научиться определять по физическим свойствам минералы из коллекции и заполнить следующие графы в таблице. 1) № образца; 2) цвет; 3) цвет черты; 4)твердость; 5) плотность; 6) спайность; 7) блеск; 8) особые свойства; 9) применение;

2. Определить по характерным диагностическим свойствам выданные минералы.

Контрольные вопросы:

1. Назовите диагностические признаки и формулу хлорита?

2. В чем различие между биотитом и мусковитом?

3. Назовите диагностические признаки и формулу каолинита?Какой

блеск имеет каолинит?

3. Какое происхождение имеет мусковит?

4. Назовите диагностические признаки и формулу биотита?

5. Какие формы имеют кристаллы граната? Какие разновидности имеет граната? Их происхождение?

Гранаты(куб.синг.) имеют общую формулу [SiO₄]₃, в которойR²⁺=Ca,Mg,Mn,Fe, аR³⁺=Al,Fe,Cr. [итал.granata лат.granatus — зернистый], образуют изоморфные ряды. Цвет их различный: зе­леноватый, бурый, изумрудно-зеленый, розовый, красный, темно-красный. Конечные члены рядов —пироп Mg₃Al₂[SiO₄]₃,альмандин Fe₃Al₂[SiO₄]₃, спессартин Mn₃Al₂[SiO₄]₃,гроссуляр Са₃Al₂[SiO₄]₃,андрадит Ca₃Fe₂[SiO₄]_3, уваровитCa₃Cr₂[SiO₄]₃. Иногда гранаты образуют кристаллы, сплош­ные зернистые массы. Твердость 6,0-7,5; плотность 3,2-4,3 г/см³. Цвет различный. Красиво окрашенные прозрачные гранаты — драгоценные камни: красный - пироп, желтый - гессонит, изумрудный - уваровит, малиновый - альмандин и др.

Гранаты можно определить по хорошо выраженным кристаллам изометрического облика (рис.6.б),неровному излому,стеклянному и жирному блеску. Твердость 7-8, спайность отсутствует, плотность от 3,4 до 4,3 г/см³. Встречаются в ассоциации со слюдами, кальцитом, пироксенами, сульфидами меди, свинца, цинка, молибдена, окислами железа, шеелитом.

рис. 6.1а рис.6.1б

Происхождение: метаморфический – встречаются кристаллических сланцах и гнейсах. В кристаллических сланцах (альмандин) гранаты являются породообразующими. Эти породы распространены в Восточной Сибири, Карелии, а также на Урале. В результате контактового метаморфизма известняков и интрузии образуются скарновые (гроссуляр и андрадит) процессы. Гранаты также встречаются в гранитах и пегматитовых жилах (магматическое и пегматитовое происхождение). При выветривании гранаты образуют россыпи.

Хлориты— водные алюмосиликаты магния и железа. Название эти минералам дано по своеобразному зеленому цвету (хлорос — зеленый). Представляют ряд химических разновидностей хлоритов. Минералы данной группы представляют собой изоморфный ряд соединений составаMg₅(OH)₈[Si₄O10] иMg₄Al₂(OH)₈[Al₂Si₂ O₁₀], в которых Мg²⁺иAl³⁺могут замещаться соответственноFe²⁺ иFe^3-. Хлориты в основном развиты в метаморфических породах, в которых они формируются за счет магнезиально-железистых силикатов. Хлориты образуют листоватые, чешуйчатые агрегаты и сплошные массы (рис.6.2). Спайность хлоритов весьма совершенная, листочки гибкие, но в отличие от слюд неупругие. Цвет зеленый разных оттенков до зеленовато-черного. Твердость 2-3. Плотность 2,6–2,9.

рис.6.2

Происхождение:метаморфический.

Слюды(мон.синг.) различают бесцветного, белого, желтовато­го цвета -мусковитKAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂черного -биотит K(Mg,Fe)₃[Si₃AlO₁₀](OH,F)₂., Эти минералы определяются по уплощенному облику кристаллов, листоватым, чешуйчатым агрегатам стеклянному и перламут­ровому блеску.

Мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂[от итал.- Московия в средние века Русь называлась Московией]_. Главный породообразующий минерал метаморфических пород, породообразующий минерал. Бесцветная, или слегка окрашенная желтоватая или зеленоватая, прозрачная калиевая слюда. Спайность весьма совершенная, легко расщепляется на тонкие листочки (рис.6.3), которые обладают упругими свойствами. Твердость 2-3; плотность 2,8-2,9 г/см³. Мелкокристаллический светлый мусковит – серицит, являющийся продуктом разрушения плагиоклазов, имеет шелковистый блеск. Отдельные тонкие листочки обладают прозрачностью. Гибкостью и упругостью. Встречаются в ассоциации с полевыми шпатами, кварцем, вольфрамитом, молибденитом, топазом и др.

Происхождение:Магматическое – в гранитоидных породах; метаморфическое – в кристаллических сланцах. Промышленные месторождения мусковита — главным образом в пегматитах.

.

рис. 6.3 рис.6.4

БиотитK(Mg, Fe)₃[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂[фр. Biotite - по имени фр. ученого Ж.Б.Био] - минерал, алюмосиликат калия, железа и магния. Породообразующий минерал из группы слюд. Черные, коричневые, бурые кристаллы, листоватые агрегаты. Твердость 2,5 — 3,5; плотность 2,7 — 3,3 г/см³; спайность весьма совершенная (рис.6.4), легко расщепляется на тонкие, гибкие листочки. Распространен в изверженных и метаморфических породах; в пегматитах встречаются кристаллы площадью до 7 м². Хорошо распознается по весьма совершенной спайности и цвету.

Происхождение:магматический, пегматитовый, метаморфический.

Каолинит Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈(мон.синг.). [название происходит от наименования горы Каулинг в Китае, где добывался этот минерал]. Цвет его белый желтоватым, буроватым оттенком, блеск мато­вый, твердость 1. Плотность 2,5-2,7 г/см³; сильно гигроскопичен. На ощупь жирный. В сухом состоянии прилипает к языку.

Определяется по способ­ности легко растираться между пальцами, встречается в оплошных зем­листых массах, В сухом состоянии поглощает воду, во влажном - образует пластинчатую массу. Входит в состав глинистых пород. В природе каолинит встречается в рыхлых, плотных тонкочешуйчатых агрегатах (рис.6.5), очень редко в виде пластинчатых кристал­лов, размером до I мм, бесцветных с перламутровым отливом, весьма совершенной спайностью, обладающих гибкостью. Образуется каолинит при выветривании полевых шпатов и слюд.

Происхождение: Продукт выветривания.

рис.6.5 рис. 6.6

Серпентин Mg₆[Si₄O₁₀](OH)₈ (мон.синг.) - [от исп. serpenta - змея], (змеевик – название дано по цвету, напоминающему цвет змеиной кожи), определяется по жирному блеску в изломе. Твердость около 2,5-4; плотность 2,5-2,7 г/см³. Желтоватые, буро-зеленые скрытокристаллические массы. Обычно встречается в плотных массах с прожилками хризотил-асбеста, представляющего собой параллельно-волокнистую разность серпентина (рис.6.6), Цвет хризотил-асбеста светло-зеленый, блеск шелковистый, твердооть-2-3, волокна мягкие, гибкие, длина волокон иногда достигает 16 см.

Встречается с параллельноволокнистыми агрегатами асбеста, встречающемся в виде шелковистых жилок золотистого цвета. Разновидности: офит (плотный, просвечивающий в краях поделочный камень), антигорит (чешуйчатый, скорлуповатый), хризотил-асбест (волокнистый).

Распознается по разным оттенкам зеленого цвета, плотным массам, жирному блеску, парагенезису.

Происхождение:образуется при гидротермальном изменении ультраосновных пород.

Литература: [1] с. 65-70, [4] с. 185-212.

6.2. Порядок работы

1) Изучить коллекцию образцов

2) Разделить выданные образцы на три группы:

первая - чертятся ногтем (твердость 1-2: тальк, каолинит, мусковит, биотит), вторая - чертятся ножом (твердость 5,5-6) - амфиболы, пироксены;

третья - ножом не чертятся, сами оставляют царапину на ноже (твердость 6-8): полевые шпаты (6.5-6), оливин, гранат.

3) Определить минералы первой группы: тальк - жирный на ощупь, чешуйчатый, листоватый; каолинит - мучнистый, землистый, прилипает к языку; мусковит (бесцветный) и биотит (черного цвета) легко расщепляется на пластинки, образует пластинча­тые, чешуйчатые и листоватые агрегаты.

4) Определить минералы второй группы: роговая обманка имеет длиннопризматические кристаллы, темно-зеленый цвет, пироксены - короткостолбчатые, таблитчатые кристаллы;

5) Определить минералы третьей группы: оливин образует зернис­тые массы от желто-зеленого до темно-зеленого цвета и зерна изометрической формы; калиево-натриевые полевые шпаты (ор­токлаз и амазонит имеют совершенную спайность в 2-х направ­лениях, представлены сплошными зернистыми массами серовато­го, розового, желтого и зеленого (амазонит) цвета; альбит, представлен мелкозернистыми, сахаровидными агрегатами бело­го цвета или кристаллами пластинчатой формы с голубоватым оттенком – «клевелландит». Лабрадор имеет серый, темно-серый цвет, таблитчато-призматическую форму кристаллов, тонкую штриховку на плоскостях спайности и синеватую иризацию; гранат отличается хорошо выраженной формой кристаллов или может быть представ­лен сплошными зернистыми массами, чаще коричневого или зе­леноватого цвета; топаз имеет призматическую форму кристал­лов со штриховкой на гранях и совершенную спайность (в от­личие от минералов этой группы);

6.3 Контрольные вопросы

1) Перечислите главные типы структур силикатов. Приведите примеры.

2) Перечислите характерные признаки силикатов.

3) Назовите силикаты, имеющие окрашенную черту.

4) Как отличить пироксены от амфиболов?

5) По каким признакам можно отличить полевые шпаты, слюды?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барская В.Ф., Рычагов Г.И. практические работы по общей геологии. Учебное пособие для студентов. М., Просвещение, 1970. -158с.

2. Бетехтин А. Г. Курс минералогии. М. 1961. – 956 с.

3. Лазаренко Е. К. Курс минералогии. М. 1971. 549 (07) / Л 173– 385 с.

4. Миловский A.B. Минералогия и петрография. М. Недра. 1985. – 349 с.

5. Попов Г. М., Шафрановский И. И. Кристаллография. М. Высшая школа. 1972. – 956 с.

6. Павлинов В.Н., Михайлов А.Е., Кизевальтер Д.С. и др. Пособие к лабораторным занятиям по общей геологии. М. Недра. 1983. – 160 с.

7.Смольянинов Н. А. Практическое руководство по минералогии. М. Недра. 1972. – 245 с.

8. Сучкова А.П., Питолина Т.П. Первые шаги в геологию. М.2005. -116с.

9. Успенская М.Е. Пособие к практическим занятиям по минералогии. М. 1994. – 156 с.

10. Каталог минералов /минерал, драгоценные камни, полудрагоценные ...Описания минералов, характеристики драгоценных и полудрагоценных камней. Самоцветы и поделочные камни. Ювелирные и коллекционные образцы. www.catalogmineralov.ru/. 2010г. – 165 с.