География және туризм кафедрасы геология 5В060900 «География» мамандығы студенттеріне арналған зертханалық практикум Павлодар Кереку 2012

Павлодар

Павлодар

2012
УДК 55(07)

ББК 26.3 я7

Г 35

Қ. Т. Сапаров – география ғылымдарының докторы, профессор.

Г 35 Геология. 5В060900 – «География» мамандығы студенттеріне арналған зертханалық практикум / құраст. : А. А. Калиева,

Б. А. Чашина. – Павлодар : Кереку, 2013. – 68 б.
Зертханалық практикум геология пәнін оқитын студенттерге көмекші құрал ретінде құрастырылды. Әдістемелік құралда зертханалық жұмыстардың ұсынылатын тізімі студенттерге минералдардың негізгі физикалық қасиеттерін айқындау арқылы басты жынысқұрушы минералдарды анықтау, тау жыныстарының магмалық, метаморфтық, шөгінді түрлерінің құрамын анықтау, геологиялық қима құрастыру т.б. бойынша икемділіктер мен дағдыларды игеруге мүмкіндік беретін ретімен құрастылды.

УДК 55(07)

ББК 26.3 я7
© Калиева А. А., Чашина Б. А., 2013

© С. Торайғыров атындағы ПМУ, 2013

1 Зертханалық жұмыс. Кристалдардың морфологиясы..........................4

2 Зертханалық жұмыс. Минералдардың диагностикалық қасиеттері.................................................................................................5

3 Зертханалық жұмыс. Минералдардың негізгі топтарын анықтау

және оларға сипаттама беру.................................................................12

4 Зертханалық жұмыс. Магмалық тау жыныстары............................... 25

5 Зертханалық жұмыс. Метаморфтық тау жыныстары.........................28

6 Зертханалық жұмыс. Шөгінді тау жыныстары...................................32

7 Зертханалық жұмыс. Геохронологиялық кесте...................................37

8 Зертханалық жұмыс. Геологиялық карталар, геологиялық қима.........................................................................................................39

Әдебиеттер.............................................................................................41

А қосымша (міндетті). Минералдар айырғышы................................42

Ә қосымша (анықтамалық). Глоссарий..............................................57

Кіріспе
1-ші және 2-ші зертханалық жұмыстарын орындау кристалдардың симметрия элементтерін, минералдардың физикалық қасиеттерін анықтау бойынша дағдыларды игеру мақсатын көздейді. Жыныс құрушы минералдардың басты топтарын анықтау мен тау жыныстарының негізгі топтарына сипаттама бергенде (3–6 зертханалық жұмыстар), макроскопиялық анықтаудың негізгі әдіс-тәсілдері қолданылады. 7-ші және 8-ші зертханалық жұмыстарды жасау барысында студенттер стратиграфия мен геохронология бойынша білімдер алады, геологиялық карталарды оқуға және геологиялық қима құрастыруға үйренеді.

А қосымшада минералдар айырғышы келтіріліген. Ә қосымшада жыныс құрушы минералдардың басты топтарының сипаттамаларымен бірге глоссарий ұсынылады.

Практикум негізінен жаратылыс-ғылыми мамандықтардың күндізгі және сырттай бөлімдерінде оқитын студенттерге арналған.

1 Зертханалық жұмыс. Кристалдардың морфологиясы
Мақсаты

Студенттерді кристалдардың симметриясы мен олардың жиынтығы – симметрия түрін анықтауға үйрету

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;

4) химикаттардың тысталған оруына, жақсы және бір мағынада оқилатын этикеткаларына назар аудару, шыны бұйымдары мен ыдыспен істегенде абай болу тиісті.

Табиғи ортада минералдар ішінде құрылысы кристалдық минералдар басым. Минералдардың көбі атомдардың заңды түрде орналасуы арқасында анық байқалатын табиғи көпбұрыштарды – кристалдарды түзейді.

Құрылысы кристалдық минералдарда симметрия байқалады. Кристалдардағы симметрияны:

1) минералды жазықтықпен бөлгенде;

2) белгілі бір осьтің төңірегінде айналдырғанда;

3) кристалдың шектелу элементтерінің (жақтары, қырлары, бұрыштары) орналасуын кристалдың орталығында орналасқан нүктемен салыстырғанда жеңілдікпен көруге болады.

Кристалдардың симметрия элементтерін (жазықтығын, осін, кіндігін) анықтау

2 Үлгідегі симметрия кіндігінің болуын немесе болмауын анықтау және оны «С» белгісімен белгілеу.

3 Симметрия осьтері мен олардың ретін анытқау. Мысалы, 2-ретті симметрия осьтері L2 деп белгіленеді және олардың саны есептеледі. 3-ші, 4-ші және 6-ші ретті осьтері де сәйкесінше белгіленеді (L3, L4, L6). Мысалы, L6, 4L3, 3L2 т.с.с.

4 Кристалдар үлгілеріндегі симметрия жазықтықтарын анықтау. Симметрия жазықтығы «Р» әрпімен белгіленеді. Олардың жалпы саны есептеліп, дәптерге 2Р, 9Р, 6Р т.с.с түрінде жазылады.

5 Кристалдар үлгілеріндегі барлық симметрия элементтерін анықтағаннан кейін кристалдың жалпы өрнегі құрастылады, мысалы L2 2Р немесе 3L2 3PC.

6 Кесте бойынша симметрия түрін анықтау. Мысалы, L6 6L2 7РС өрнегі симметрияның 25-ші түріне жатады.

2 Кристалдар симметриясының 32 түрі көрсетілген кесте.

2. Көпбұрыштықта симметрия осі мен жазықтығын қай бөлігінде іздеу керек?

3. Көпбұрыштықта әр түрлі ретті осьтері мен жазықтықтарының ең максимальды көрсеткіші қанша болу мүмкін?

4. Симметрия дәрежесі деп нені айтады?

Студенттерде минералдардың физикалық қасиеттері туралы түсінік қалыптастыру

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;

4) химикаттардың тысталған оруына, жақсы және бір мағынада оқилатын этикеткаларына назар аудару, шыны бұйымдары мен ыдыспен істегенде абай болу тиісті.

Минералдарды анықтауда әр түрлі әдістер қолданылады, олардың көбі алуан түрлі аспаптар мен аппаратураны пайдалануды жорамалдайды. Олардың қатарына микроскопиялық (арнайы поляризациялық микроскоптар мен ерекше құралдарды (шлиф және аншлиф) колдану, электрондық-микроскопиялық (жуқа дисперсиялы заттарды – сазды минералдар мен коллоидты жүйелерді электрондық микроскоп көмегімен зерттеу), рентгенқұрылымдық талдау (минералдың құрылымын рентген сәулелері көмегімен анықтау), термалық талдау (минералдардың қызу графиктерін қарастыру), спектрлік талдау (спектрографтың көмегімен зерттеу) т.б. жатады.

Минералдарды зерттеудің ең қарапайым және қол жетерлік әдісі бұл макроскопиялық әдіс немесе минералдарды сыртқы белгілеріне қарай анықтау әдісі болып табылады. Басқаша айтқанда минералдардың физикалық қасиеттерін көзбен байқап, оларды қарапайым, қол жетерлік әдістерін қолданып анықтайды.

Минералдардың оңайлықпен анықталатын белгілеріне морфологиялық ерекшеліктері, үлес салмағы (тығыздығы), түсі, жұқпа түсі, жылтырлығы, жымдастығы, мөлдірлігі және ерекше қасиеттері – сәуле сынудың екі еселенуі, магниттілігі, кристалдар жақтарындағы сызаттардың болуы, ерітілуі, дәмі, иісі т.б. жатады.

Кристалдардың габитусын анықтау

2 Минералдардың суретін дәптерге салып, олардың белгілері мен өрнегін жазу.

3 Кварцтың, кальциттің, флюориттің, пириттің, сомтұма мыстың және т.б. минералдардың қосарланған агрегаттардың жинақтарымен жұмыс істеу. Жинақта друзалар, түрпітастар, тасшемендер (секрециялар) мен тасберіштер (конкрециялар), дендриттер, оолитті түзілімдер (боксит, қоңыр теміртас т.б.), сталактиттер болу керек.

4 Үлгілерінің суреті мен белгілерін дәптерге салу.

5 Әр түрлі псевдоморфоз үлгілерінің жинағымен жұмыс жасау.

6 Әр түрлі псевдоморфоз үлгілерінің суреті мен белгілерін дәптерге салу.

Минералдардың қаттылығын анықтау

Тальк – 1	Ортоклаз – 6
Гипс – 2	Кварц – 7
Кальцит – 3	Топаз – 8
Флюорит – 4	Корунд – 9
Апатит – 5	Алмас – 10

Минерал атауының оң жағында тұрған сан минералдың салыстырмалы қаттылығын көрсетеді. Қаттылық шкаласында әр бір кейінгі минерал өзінің үшкір жағымен алдыңғы минералдардың барлығында сызат қалдырады. Минералдардың қаттылығын шамалы түрде анықтау үшін келесі алмастырушы заттарды қолдануға болады. Жұмсақ қарындаштың қаттылығы – 1; тырнақтың – 2, мыс манаттың (монетаның) – 3–4; шынының – 5; ұстараның, пышақтың жүзі – 6; егеудің қаттылығы – 7.

2 Қаттылық шкаласы немесе дәлдігі 0,5 баллға дейінгі алмастырушы заттардың көмегімен минералдардың қаттылығын анықтау.

Минералдардың үлесті салмағын анықтау

Минералдың үлесті салмағын жуықтап анықтау үшін қол алақында өлшейді. Минералдар жеңіл (үлесті салмағы 2,5 дейін – күкірт, графит, галит), орташа (үлесті салмағы 2,5–4 – минералдардың көбі осыларға жатады) және ауыр (үлесті салмағы 4-тен жоғары – кенді минералдар мен сомтұма минералдар) болып ажыратылады.

2 Үлесті салмағы бойынша осы минералдар қандай топқа жататын анықтап, төмендегі кестені толтыру.

Минералдардың түсі мен жұқпа түсін анықтау

Минералдардың бірқатары фарфор пластинкасында (бисквит) өзіне тән жұқпа түсін қалдырады. Минералдың жұқпа түсі дегеніміз оның жұқа ұнтағының түсі. Мысалы, халькопирит фарфор пластинкасында жасыл реңді қара түсті сызық қалдырады, бірақ тұтастай алғанда оның түсі латунь тәрізді сары болып келеді, аурипигмент сары түсті сызық қалдырады т.с.с.

Кейбір жағдайларда минералдың жұқпа түсі – бұл нақты диагностикалық белгісі болып табылады. Мысалы, магнетиттің, гематит пен гидрогетиттің түрлері бір-біріне ұқсас келеді. Бірақ олардың жұқпа түстері әр түрлі: магнетит – қара сызық береді, гематит – шиелі-қызыл, гидрогетит – қоңыр немесе сары сызық қалдырады.
Жұмыстың барысы
1 Түсі тұрақты болатын минералдармен: пирит, халькопирит, азурит, малахит, киноварь және түсі тұрақсыз болатын сүт түсті кварц, раухтопаз, морион, қызғылт кварц, тау хрусталі, флюорит (жасыл, түссіз, күлгін, сары т.б.) минералдарымен жұмыс жасау.

2 Минералдарды түсіне байланысты топтастыру және дәптерге кесте түрінде жазу.

3 Минералдардың жұқпа түсін фарфор пластинкасы арқылы анықтау. Минералдар жинағына пирит, халькопирит, киноварь, аурипигрит, магнетит, гематит, гидрогётит, кальцит, гипс, галит, азурит, сфалерит, галенит кіреді.

4 Минералдардың жұқпа түсін анықтау және дәптерге 2.2 және 2.3–кестелер түрінде жазу.

2 Минералдың жылтырлығының түрін анықтау және төмендегі кесте түрінде толтыру (2.4–кесте).

2.4-кесте – Минералдар жылтырлығының түрлері

Жылтырлығы	Минералдардың мысалдары
Металдық	Пирит, халькопирит, галенит
Жартылай металдық	Графит
Бейметалдық, оның ішінде ііііішіндеішінделический, в т.ч.
Алмасша	Сфалерит, күкірт (жақтарында)
Құбыла	Мусковит
Шыныша	Кварц (жақтарында)
Майлы	Кварц пен күкірт (омырылымында), нефелин
Жібекше	Талшықты гипс, асбест
Балауызды	Опал
Күліңгір	Каолинит

6-тапсырма

Минералдардың жымдастығы мен омырылымын анықтау

Жымдастықтың бес түрі ажыратылады:

1 Өте анық – минерал жұқа пластинкаларға жеңілдікпен бөлінеді.

2 Анық – минерал тегіс беттерге бөлінеді.

3 Орташа – жарғанда тегіс және тегіс емес беттер де байқалады.

4 Нашар – тегіс беттерін табу қиынға түседі.

5 Өте нашар – минералды жарғанда кедір-бұдыр, ұлутасты беттерге бөлінеді, жымдастық жазықтықтары өте сирек жағдайда байқалады.

Омырылым – минералды жарғанда пайда болатын беті. Жымдастығы анық немесе өте анық минералдарда омырылы тегіс немесе сатылы, талшықты минералдарда – тікенекті омырылым байқалады. Жымдастығы анық көрінбейтін немесе аморфты минералдарда омырылымның өзге түрлері кездеседі: бақалшақты, кедір-бұдыр, жерлі, түйірлі т.б.
Жұмыстың барысы
1 Минералдардың жымдастық дәрежесі мен жымдастықтың бағыттар санын анықтау: слюдалар, гипс, дала шпаты, галенит (ірі кристалдық), кварц, галит, пирит.

2 Минералдардың жымдастығы мен омырылымын анықтап, кесте толтыру (2.5–кесте).

Минералдардың ерекше қасиеттерін анықтау

2 Алынған мәліметтерді дәптерге жазу: исландия шпатының кристалы мен екіеселенген жазуды салу, тұз қышқылымен реакция түсу барысын жазу т.б.

2. Минералдар түсінің табиғаты?

3. Минералдардың үлесті салмағының айырмашылықтары немен түсіндіріледі?

4. Минералдардың физикалық қасиеттері деген ұғым нені білдіреді?

5. Минералдардың физикалық қасиеттері түсінігіне не жатады?

6. Жымдастығы анық минералдар тобына қандай минералдардың түрлері жатады?

7. Ұлуасты омырылымы тән минералдарды атаңыз.
3 Зертханалық жұмыс. Минералдардың негізгі топтарын анықтау және оларға сипаттама беру
Мақсаты

Студенттерді минералдардың негізгі топтарын анықтауға және оларға сипаттама беруге үйрету

1) химикаттар мен ерітінділердің кілегей қабықшаларына, теріге, киімге түсуге;

2) ас қабылдауға (су ішуге);

3) ауа мен иісі қатты немесе ұсақ кристалдық күйде (шаң түрінде) болатын химикаттарды ішке тартуға;