Dor_2199_Babaskin_Yu_G_Dorozhnoe_gruntovedenie

весьма несовершенная - минералы дают только незакономерные поверхности излома (золото).

Твердость - степень сопротивления минерала внешним механическим воздействиям (резанию, истиранию). В лабораторных условиях абсолютную величину твердости определяют на специальных приборах - твердомерах. В полевых условиях и на производстве используется шкала твердостей австрийского минеролога Мооса (разработанная в 1820 г.) (табл. 1.1), в которой используются минералы с известной и постоянной твердостью, расположенные в порядке возрастания твердости так, что каждый предыдущий минерал царапается последующим.

При определении твердости минерала проводят черту на его свежей поверхности осгрым углом минерала-эталона из шкалы твердости.

Магнитпость определяется при помощи магнитной стрелки, притягиваемой или отталкиваемой при поднесении к ней магнитных минералов (магнетит, платина).

10

Плотность - масса вещества в единице объема. Лед с плотностью 0,916 г/см3 является самым легким кристаллом; невьянскит (осмистый иридий) и сыссертскит (иридистый осмий) с плотностями соответственно 21,5 и 22,5 г/см3 - самыми тяжелыми минералами из известных науке.

По плотности минералы подразделяются на три группы; легкие с плотностью до 2,5 г/см3 (гипс, каменная соль);

средние с плотностью до 4,0 г/см3 (кальцит, кварц, полевые шпаты, слюды);

тяжелые с плотностью больше 4,0 (рудные минералы). В табл. 1.2 приведены плотности некоторых минералов.

Плотность минерала определяется следующим образом. Минерал взвешивается на лабораторных весах с точностью ш до

0,01 г, опускается в стеклянный стакан с делениями, заполненный дистиллированной водой, и по разности отметок определяется его объем V с точностью до 1 мл.

11

Вычисляется плотность минерала по формуле

т,

р= — , г/см3.

Кдругим диагностическим свойствам минералов относятся: реакция со слабой (5%-й) соляной кислотой с выделением угле-

кислого газа в виде пузырьков (кальцит, доломит) или сероводорода (сульфиды);

двойное лучепреломление, присущее минералам прозрачных разновидностей (исландский шпат);

вкус, с помощью которого определяют некоторые растворимые соли (каменная соль).

Задание

1.Провести черту куском минерала по фарфоровой пластинке и определить ее цвет визуально и под микроскопом.

2.Визуально определить вид блеска минерала с учетом рассмотренной классификации.

3.Визуально определить степень прозрачности минерала, для чего рассмотреть грани его куска или отколоть от него тонкую пластинку.

4.Учитывая, что боковые грани минерала имеют естественный излом, визуально определить вид излома, применяя рассмотренную классификацию.

5.По боковым граням минерала определить вид спайности.

6.С помощью шкалы Мооса определить твердость минерала.

7.С помощью магнитной стрелки определить магнитность минерала .

8.Определи ть плотность минерала по приведенной методике. Характеристики основных физических СВОЙСТЕ минерала, опре-

деленные по вышеизложенной методике и рассмотренные с учетом классификаций, внести в соответствующие графы табл. 1.3.

12

Вопросы для самопроверки

1.Чем отличается минерал от горной породы?

2.В чем отличие твердости от плотности минерала?

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2

КЛАССЫ МИНЕРАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ НАЗВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ОПРЕДЕЛИТЕЛЯ

Цель работы:

1.Изучение классов минералов.

2.Изучение методики определения названия класса.

3.Определение названия минерала и класса, к которому он относится.

13

Аппаратура:

Коллекция минералов, шкала твердости Мооса, фарфоровая плитка.

2.1. Классы минералов

Современная классификация минералов основывается на их химическом составе и кристаллической структуре вещества. В зависимости от этих характеристик минералы классифицируются на следующие группы:

1)самородные элементы;

2)сульфиды;

3)окислы и гидроокислы;

4)галоидные соединения;

5)кислородные соли (карбонаты, сульфаты, вояьфраматы, фосфаты, силикаты).

Из общего числа минералов около 34% падает на силикаты, около 25% - на окислы и гидроокислы, около 20% - на сульфиды и 21% - на все остальные.

Самородные элементы. Минералы состоят из одного химического элемента или смеси двух элементов. Земная кора содержит не более 0,1% (по массе) самородных элементов (83 минерала). Для самородных элементов характерны чрезвычайно высокая пластичность, металлический блеск, ковкость, тепло- и электропроводность, высокая плотность.

К самородным металлам относятся самые тяжелые минералы - невъянскит и сыссертскит. Кроме самородных металлов (Fe, Си, Ni, Ag, Аи и др.) встречаются также самородные металлоиды (мышьяк As, сурьма Sb, висмут Bi) и неметаллы (сера S, селен Se, теллур Те, углерод С). Физические свойства некоторых самородных элементов приведены в табл. 2.1.

Сульфиды являются солями сероводородной кислоты. Большинство из них - тяжелые, мягкие, блестящие, обладают высокой электропроводностью. Земная кора содержит не более 0,15% (по массе) минералов этой группы (230). Физические свойства некоторых сульфидов приведены в табл. 2.2.

14

Окислы и гидроокислы представляют собой соединения элементов с кислородом и гидроксильной группой ОН. Земная кора содержит до 17% (по массе) оксидов. Наиболее распространены кварц (12,6%), окислы и гидроокислы железа (3,9%), окислы и гидроокислы Al, Mn, Ti, Сг. Физические свойства основных представителей этой группы минералов приведены в табл. 2.3.

15

водородных кислот. Земная кора содержит около 0,5% (по массе) галоидных соединений (около 100). Для них характерны стеклянный блеск, малые плотности, растворимость в воде. Физические свойства наиболее распространенных галоидных соединений приведены в табл. 2.4.

Кислородные соли. В этот класс входят соли угольной (карбонаты), серной (сульфаты), фосфорной (фосфаты), вольфрамовой (вольфраматы) и кремниевых (силикаты) кислот.

Карбонаты - соли угольной кислоты Н2С03, имеют малую плотность, стеклянный блеск, твердость 3...5, реакцию с разбавленной НС1. Земная кора содержит 1,7% (по массе) карбонатов. К ним относятся: кальцит СаС03, доломит CaMg(C03)2, магнезит MgC03, сидерит FeC03 и др.

16

Fe3Al2[Si04]3, тальк Mg3(OH)2[Si4O10], серпентин MgefOHMSUOio], каолинит ALt(OH)8[Si4Oio], монтмориллонит AI2[Si4O]0](OH)2 • nH20, мусковит KAl2(OH)2[AlSi3Oio] и др.

2.2. Диагностика минералов

Диагностика минералов представляет собой трудоемкий и длительный процесс. Вначале определяются физические свойства, рассмотренные в предыдущей теме; затем проводится химический анализ минерала; подсчитываются количественные соотношения входящих в него элементов или соединений. Выводится предварительная формула. Следующим этапом является проведение рентгеноструктурного анализа, на основании которого устанавливаются сингонии, классы и группы минералов. При этом свойства изучаемого минерала сравнивают с данными диагностических справочников, в которых приведены сведения о свойствах всех известных науке минералов.

Всвязи с ограниченностью времени на изучение данного раздела

влабораторных условиях диагностика минерала проводится с ис-

пользованием определителя, включающего в себя главнейшие породообразующие минералы.

Чтобы определить класс минерала, сначала необходимо установить название неизвестного образования.

Методика сокращенной диагностики включает следующие этапы:

1.Определение физических свойств и описание их в рабочей таблице 2.5.

18

2. Определение группы, в которую входит искомый минерал (табл. 2.6), по его твердости.

19