Методические указания к выполнению лабораторных и курсовых работ иркутск 2007



жүктеу/скачать 331 Kb.
бет2/6
Дата23.06.2016
өлшемі331 Kb.
#155175
түріМетодические указания
1   2   3   4   5   6

ОКСИДЫ И ГИДРООКСИДЫ



Цель работы: - изучение породообразующих минералов класса оксидов и гидрооксидов.
К оксидам относятся простые по своей природе минералы, соединение элементов с кислородом. Они широко распространены в земной коре. Многие из них имеют большую практическую ценность:

  1. как источник извлечения ценных металлов – железа, титана, марганца, хрома, олова (магнетит, гематит, пиролюзит, касситерит);

  2. как особо твердые материалы для изготовления абразивных порошков (корунд, шпинель);

3) как минеральное сырье с особыми свойствами, позволяющими использовать его в качестве пьезоэлектриков (кварц), генераторов лазерного излучения (корунд);

4) в качестве ювелирного сырья (корунд, кварц, шпинель).



Гематит Fe2O3. Кристаллы имеют форму пластинок и таблитчатого габитуса, часто встречается в землистых массах. У кристаллов цвет – черный; блеск полуметаллический. Цвет землистых масс буровато-красный; блеск стеклянный или матовый. Во всех случаях черта особенного – красновато-бурого цвета. Спайность несовершенная. Твердость 5 – 6. Иногда слабо магнитен.

Магнетит Fe2+Fe23+O4. Встречается в виде зернистых вкраплений, сплошных масс. Цвет черный, блеск полуметаллический. Спайность несовершенная. Твердость 5 – 6. Сильно магнитен.

Касситерит SnO2. Кристаллы хорошо образованные – призматические, игольчатые. Цвет красновато-коричневый, коричнево-черный. Черты нет или очень светлая. Блеск алмазный на гранях, жирный в сплошных мелкозернистых массах. Твердость 6-7. Очень тяжелый (6,8-7,0).

Вольфрамит FeWo4 – MnWo4. Образует черные, бурые, красновато-коричневые толстостолбчатые и призматические кристаллы. Черта коричневая, светло-бурая. Совершенная спайность. Твердость 5. Большой удельный вес – 7.

Пиролюзит MnO2. В кристаллах исключительно редок. Обычен в виде землистых масс и оолитов. Цвет черный, блеск матовый, черта черная. Спайность совершенная, иногда пачкает руки.

Корунд Al2O3. Помимо одиночных столбчатых кристаллов нередко слагает сплошные зернистые массы, названные наждаками. Цвет породообразующего образования синевато-серый, темно-красный, темно серый. Блеск стеклянный. Плотнейшая упаковка и прочные ионно-ковалентные связи сказываются на свойствах минерала – его очень высокой твердости – 9 и повышенному удельному весу – 4.

Шпинель MgAlO4. Образует изометричные кристаллы, зерна. Цвет разный (красный, синий, темно-зеленый). Блеск стеклянный. Имеет большую твердость 7,5-8, повышенный удельный вес – 3,6.

Кварц SiO2. Один из самых распространенных минералов (слагает ≈ 13% земной коры). Встречается в одиночных призматических кристаллах, сростках разного типа (друзах, щетках), в виде галек и песчинок (в осадочных породах), в виде сплошных масс. Имеет стеклянный блеск и хорошую прозрачность. Спайность весьма несовершенная. Эталонная твердость – 7, малый удельный вес – 2,65.

Различают следующие основные разновидности:



  1. горный хрусталь – бесцветный, прозрачный, без примесей;

  2. аметист (с Fe3+) – фиолетовый, прозрачный;

  3. розовый кварц – полупрозрачный, просвечивающий;

  4. морион (с Al3+) – буро-черный, прозрачный;

  5. цитрин – желтый, прозрачный;

  6. халцедон – скрытокристаллический кварц (сердолик, сард, хризопраз, кахолонг, агат – полосчатый халцедон).


Гидрооксиды – соединения элементов с гидроксильной группой OH или молекулами воды H2O. Все гидрооксиды являются преимущественно приповерхностными минералами, образующимися в процессах выветривания разных горных пород или в ходе процессов осадконакопления.

Практическое значение имеют гидрооксиды железа, алюминия, бора, как руды на эти металлы. Горные породы, сложенные гидрооксидами кремния – ополи, трепелы, диатомиты используются в качестве полировочных материалов, фильтрирующих масс, сырье для изготовления керамики, специальных легких кирпичей. Наконец, известен благородный опал, используемый как красивый ювелирный камень. В подавляющем большинстве гидрооксиды не образуют различимых, заметных глазом кристаллов; почти всегда они встречаются в порошковатых, землистых, натечных, фарфоровидных массах и в виде оолитов. Поэтому спайность у них отсутствует.



Лимонит Fe2O3 x nH2O. Ржаво-коричневые до черных землистые, натечные, почковидные тонкодисперсные агрегаты. Черта ржавая. Блеск матовый. Твердость 1 – 4.

Опал SiO2 х nH2O (твердый гидрогель переменного состава). Цвет различный, чаще белый, радужный с переливами. Блеск стеклянный, восковой, матовый. Твердость 5-5,5.
Задание: исследовать макроскопические свойства и определить минерал из класса оксидов и гидрооксидов.
Лабораторная работа №7
ГАЛОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. КАРБОНАТЫ. СУЛЬФАТЫ. ФОСФАТЫ
Цель работы: изучение породообразующих минералов из классов галоидных соединений, карбонатов, сульфатов, фосфатов.

Галоидные соединения

К типу галоидных соединений относится около 100 минералов. Их роль как породообразующих минералов невелика, но они важны в общегеологическом и практическом отношении. Наиболее распространены из минералов этого класса хлористые соединения.



Галит NaCl. Часто встречается среди осадочных образований озер и морей. Образует зернистые и слоистые массивы, кристаллы в виде кубов. Цвет белый, иногда пятнами чернильно-синий. Прозрачный до полупрозрачного, блеск стеклянный, жирный. Совершенная спайность по кубу. Твердость 2. Соленый на вкус.

Сильвин KCl. Кристаллы в виде куба. Встречается в составе соляных отложений в сплошных зернистых скоплениях светло-серого, грязно-бурого, красного цвета. От галита отличается по горько-соленому вкусу.

Флюорит CaF2. Кристаллы в виде кубов, октаэдров, от прозрачных до непрозрачных. Часто флюорит образует сростки, друзы, радиально-шестоватые, зернистые агрегаты. Цвет белый либо чернильно-синий, зеленый, фиолетовый. Блеск на гранях стеклянный, в изломе и агрегатах жирный. Твердость эталонная – 4. Спайность, совершенная по октаэдру, по 4-м плоскостям.
Карбонаты

К кристаллам карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего соли кальция, магния, натрия, меди и др. Всего в этом классе известно около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе, например, кальцит и доломит, которые используют в производстве цемента. Прозрачные кристаллы кальцита (исландский шпат) применяют в оптике. Железистый карбонат – сидерит – добывают как руду на получение качественной стали. Малахит – водный карбонат – является ценным поделочным камнем.

Многие из широко распространенных карбонатов имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие физические свойства и встречаются в одинаковых агрегатах. Поэтому бывает трудно различить их по внешним признакам: цвету черты (белая), блеску (стеклянный), спайности (совершенная), твердости (3 – 4), удельному весу (средний). Издавна используется простой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной кислотой.

Кальцит CaCO3. Встречается в друзах и одиночных кристаллах разной формы – ромбоэдрической, призматической, пластинчатой и более сложной. Цвет белый, изредка розоватый, голубоватый, при загрязнении другими минералами – серый, ржавый, черный и т.п. Прозрачный и полупрозрачный. Блеск иногда перламутровый. Твердость эталонная – 3. Реагирует с соляной кислотой вскипанием.

Арагонит CaCO3. Является полиморфной модификацией кальцита. Отличается от кальцита таблитчатой и удлиненно-призматической формой кристаллов, часто встречается в виде оолитов, натечных масс. Блеск может быть и жирный. Более высокая твердость 3,5-4. Остальные свойства аналогичны кальциту.

Доломит CaMg(CO3)2. Имеет облик таблитчатых кристаллов. Цвет белый, коричневато-серый, ржавый. С соляной кислотой реагирует вскипанием в порошке.

Магнезит MgCO3. Встречается в виде сплошных масс зернистого сложения с пятнистой бело-серой окраской, реже в виде таблитчатых кристаллов. Реагирует вскипанием с нагретой соляной кислотой.

Сидерит FeCO3. Встречается в виде коричнево-бурых кристаллов с сильным стеклянным блеском и в виде зернистых масс. Реагирует вскипанием с нагретой соляной кислотой, при этом капля кислоты желтеет.

Малахит Cu2(CO3)(OH)2. Образует натечные, почковидные, радиально-лучистые агрегаты. Цвет ярко-зеленый, в почковидных массах характерно чередование более светлых и более темных зеленых зон и голубых прослоев. Блеск стеклянный, матовый, шелковистый.
Сульфаты

Сульфаты являются природными солями серной кислоты. Сульфатов в природе мало. Но они широко используются в медицине, химической промышленности и строительстве. Для сульфатов, как и для карбонатов, характерны светлая окраска, низкая твердость и небольшой удельный вес, но не реагируют с соляной кислотой.



Ангидрит CaSO4. Слагает в толще осадочных пород сплошные зернистые мраморовидные прослои. Цвет белый, серый, сиреневый с хорошей спайностью. Блеск стеклянный до перламутрового, в зернистых агрегатах – матовый. Излом часто занозистый, спайность совершенная. Твердость 3 – 3,5.

Гипс CaSO4 х 2H2O. Кристаллы бесцветные таблитчатые, пластинчатые, игольчатые, либо образует зернистые агрегаты белого, серо-голубого, красноватого цвета. Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый, в агрегатах матовый. Весьма совершенная спайность. Твердость эталонная – 2.

Барит BaSO4. Кристаллы ромбо-призматического облика или таблитчатые, часто прозрачные. Кроме одиночных кристаллов встречаются в их щетках, друзах и зернистых массах. Цвет белый, желтый, коричневый, голубой, чернильно-синий. Блеск стеклянный, жирный. Совершенная спайность. Твердость 3,5. Высокая плотность – 4,5.
Фосфаты

Фосфаты представляют собой соли фосфорных кислот. В этот класс входит большое число минералов. Породообразующим из них является апатит. Фосфоритовые породы являются ценным сырьем для получения фосфатных удобрений, а также используются и в химической отрасли.



Апатит Ca5 [PO4]3(F, Cl). Часто образует хорошо ограненные бесцветные, зеленые, голубые кристаллы призматического габитуса. Блеск от стеклянного до жирного. Излом неровный, раковистый, спайность несовершенная. Твердость эталонная – 5.
Задание: исследовать макроскопические свойства и определить минерал из классов галоиды, карбонаты, сульфаты, фосфаты.
Лабораторная работа №8
СИЛИКАТЫ
Цель работы: изучение породообразующих минералов из класса силикатов.
Силикаты – самый обширный класс минералов. Общее число минеральных видов силикатов около 800. По распространенности на долю силикатов приходится более 75% от всех минералов литосферы. Это объясняется тем, что силикаты – важнейшие породообразующие минералы, из которых сложена основная масса горных пород.

Практическое значение минералов:

1. Важные неметаллические полезные ископаемые (керамическое и огнеупорное сырье).

2. Являются рудами на редкие металлы: бериллий, литий, цезий, цирконий, никель, цинк и редкие земли.

3. К ним относятся многие ювелирные камни (изумруд, аквамарин, турмалин, нефрит, родонит).

Происхождение силикатов:



  • эндогенное, главным образом магматическое (оливин, пироксены, полевые шпаты);

  • характерны для пегматитов (слюды, турмалин);

  • скарны (гранаты, волластонит);

  • широко распространены в метаморфических породах – сланцах и гнейсах (гранаты, дистен, хлорит);

  • силикаты экзогенного происхождения представляют собой продукты выветривания (каолинит, глауконит) и слагают мощные толщи осадочных пород.

Силикаты отличаются сложным химическим составом и широкими изоморфными замещениями. Но основу кристаллов составляют кремнекислородные тетраэдры (один атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода).

В зависимости от того, как сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, различают следующие структурные типы силикатов:



  1. островные (изолированные тетраэдры) [SiO4]4-;

  2. кольцевые (тетраэдрические кольца) [Si6O18]12-;

  3. цепочечные (цепочки тетраэдров) [SiO3]2-;

  4. ленточные (сдвоенные цепочки тетраэдров) [Si4O11]6-;

  5. слоистые (двухмерные сетки из тетраэдров);

  6. каркасные (трехмерные тетраэдрические постройки).

Внутренняя структура силикатов отражается на их габитусе. Так, силикаты, структура которых представлена обособленными кремнекислородными тетраэдрами, часто имеют изометрический облик (гранаты). В структуре турмалина – тетраэдрические кольца, имеют удлиненно-призматический габитус.

Островные силикаты

К числу породообразующих и наиболее широко распространенных в природе островных силикатов относятся: оливин, эпидот, дистен, титанит, гранаты, циркон.

Практическое значение имеет лишь небольшая доля от общего числа минералов:


  • драгоценные камни: топаз, разновидности гранатов, разновидность оливина – хризолит, дистен (кианит);

  • рудные минералы на редкие элементы: фенакит на бериллий, циркон – цирконий и т. д.

Минералы образуются в стесненных условиях, как правило, в виде хорошо образованных кристаллов, либо в виде изометрических зерен. Благодаря плотной упаковке ионов островные силикаты обладают большой твердостью, из-за которой эти минералы черты не дают, а лишь царапают бисквит. Окраска островных силикатов самая разнообразная, обусловлена присутствием в составе минерала различных компонентов – хромофоров.

Оливин (перидот) (Fe, Mg) [SiO4] – представляет собой изоморфный ряд с крайними членами Fe и Mg. Образует мелкозернистые мономинеральные агрегаты зеленоватого, оливкового – до черного цвета. Блеск жирный, матовый, в кристаллах – стеклянный. Спайность средняя. Твердость – 6,5, удельный вес 3,5 – 4,4.

Эпидот Ca2(Fe, Al) Al2[SiO4] [Si2O7]O(OH). Отличается изолированными сдвоенными тетраэдрами. Кристаллы удлиненно-призматические со штриховкой вдоль удлинения. Часто образует сплошные зернистые массы. Цвет желтовато-зеленый и другие оттенки зеленого цвета. Блеск стеклянный, в массах матовый. Спайность совершенная. Твердость 6,5, удельный вес 3,5.

Дистен (кианит) Al2O[SiO4] – «кианес» - синий. Цвет синий, голубоватый. Кристаллы удлиненные пластинчатые. Блеск стеклянный. Спайность весьма совершенная. «Ди» – два, «стен» – сила – двусильный. Твердость по плоскости спайности – 4,5, поперек – 6,5. Удельный вес 3,6.

Титанит (сфен) CaTiO[SiO4]. Встречается в виде таблитчатых плоских кристаллов. Цвет: коричневый, иногда бурый или желтоватый. Блеск стеклянный, жирный. Спайность совершенная. Твердость 5,5, удельный вес 3,5.

Группа гранатов. Представляет собой два изоморфных ряда: пиральспиты и уграндиты.

П и р а л ь с п и т ы



Пироп Mg3Al2 [SiO4]3 - темно-красный

Альмандин Fe3Al2 [SiO4]3 – красный, бордовый до коричневого

СпессартинMn3Al[SiO4]3 –желтый, темно-красный, желтовато-коричневый
У г р а н д и т ы

Уваровит Ca3Cr2 [SiO4]3 – зеленый

Гроссуляр Ca3Al2 [SiO4]3 – зеленый, красновато-бурый

Андрадит Ca3Fe2 [SiO4]3 – коричневый до черного, красноватый или зеленоватый

Обычно встречаются в виде хорошо образованных изоморфных кристаллов, либо в качестве пятнистых мелкозернистых включений. Блеск стеклянный, спайность несовершенная, твердость 6,5-7,5; удельный вес 3,4-4,3.



Кольцевые силикаты

Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только турмалин, берилл, кордиерит играют в некоторых случаях роль второстепенных и даже главных минералов ряда месторождений.

В целом структуры кольцевых силикатов сложные и неплотные, отсюда плотность у них небольшая (2,5-3,5), твердость невысокая (обычно менее 5) исключая берилл и турмалин (7-7,5).

Берилл Be3Al2[Si6O18]. Формирует кристаллы столбчатые, призматические, характерна вертикальная штриховка на внешних гранях. Цвет: зеленый, голубой, желто-зеленый, розоватый. Блеск стеклянный. Спайность несовершенная. Твердость 7,5.

Разновидности: прозрачные кристаллы на ювелирное сырье



  • травяно-зеленый изумруд;

  • голубой аквамарин;

  • желтый гелиодор;

  • розовый воробьевит.

Группа турмалина – состоит из нескольких изоморфных рядов.

Шерл (Na Ca)Fe3(Al,Fe6)[Si6O18][BO3]3(OH, F)4

Эльбаит Na(Li, Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH, F)

Шерл дравит NaMg3(Al, Fe)6[Si6O18][BO3]3(OH, F)4

жүктеу/скачать 331 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет