Из курса
общей геологии известно, что горные породы и руды состоят из минералов.
Например, минералы микроклин, биотит, альбит, кварц являются главными
составными частями гранитов, гематит, магнетит—главными минералами некоторых
железных руд.
(читать далее...)
стр.
0 1 2 3
Практическое
значение минералогии как науки о минералах, умении их искать и использовать
несомненно. Оно было велико всегда и являлось одной из основ материального
развития общества во все времена.
(читать далее...)
стр.
4 5 6
Знания о
минералах, условиях их нахождения и представления об их происхождении
накапливались человеком с древних времен. Его орудия труда, строительные материалы,
гончарное дело, рождение металлургии, соляной промысел, краски, скульптурный
камень, украшения, врачевание, — все это связано с использованием минералов и
давало человеку первые знания о камнях, рудах и их составных частях— минералах.
(читать далее...)
стр.
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
В целом
успехи химии и ее роль в развитии минералогии к концу XIX в. настолько
возросли, что вступление минералогии на рубеж XIX—XX веков в ее новый, современный
этап развития ознаменовалось зарождением в ней новой науки—геохимии, а сама
минералогия нередко стала толковаться как химия земных процессов.
(читать далее...)
стр.
18 19 20
Исторический
обзор развития минералогии вскрывает ее связь с другими науками. Это одна из
старейших и главных наук о горных породах и рудах, о том веществе (минералах),
из которого состоят объекты исследования геологов, петрографов, литологов,
специалистов по месторождениям полезных ископаемых, геохимиков и геофизиков.
(читать далее...)
стр.
21 22 23
В
минералогии можно выделить несколько основных направлений, иногда они самостоятельны,
иногда перекрывают друг друга, часто неотделимы от смежных наук. Часть
исследований удобно объединить под названием теоретической минералогии,
часть—отнести к прикладной.
(читать далее...)
стр.
24 25
Каждый
минерал характеризуется своей конституцией—только ему присущим определенным
единством его кристаллической структуры и химического состава. Конституция
минерала, по определению Д. П. Григорьева, это его сущность как природного
химического соединения.
(читать далее...)
стр.
26 27
Кристаллы
построены из материальных частиц — ионов, атомов или молекул, геометрически
правильно расположенных в пространстве. Для описания порядка расположения
частиц в пространстве их стали отождествлять с точками.
(читать далее...)
стр.
28 29
В
школьных учебниках химии природа химической связи традиционно объясняется для
идеальных случаев на таких простейших примерах, как: а) бинарные молекулы типа
НаС1, СаРг; б) молекулы газов (СЬ и т.п
(читать далее...)
стр.
30 31 32 33 34 35 36
Для
объяснения природы кристаллических структур веществ в кристаллографии
используется принцип плотнейшей упаковки атомов и ионов в кристаллах, согласно
которому принимается, что, во-первых, форма всех атомов и ионов сферическая и,
во-вторых, весь объем кристалла или отдельных его структурных блоков заполнен
плотно соприкасающимися атомами и ионами (рис.
(читать далее...)
стр.
37 38 39
Координационным
числом данного атома в структуре минерала называется число ближайших от него соседних
атомов. Так, в структуре самородного золота координационное число каждого
атома равно 12. В галите (см.
(читать далее...)
стр.
40 41
В курсах
химии и физики уже говорилось о радиусах атомов и ионов, размерах и
закономерностях их изменения в группе и в периоде периодической системы элементов
Д. И. Менделеева. Все эти значения относятся к гипотетическому атомарному или
ионному газу.
(читать далее...)
стр.
42 43 44 45 46
Полиморфизмом
называется существование в природе и в искусственных условиях веществ одного и
того же химического состава, но разной кристаллической структуры. Это явление
было открыто в 1820 г. Э.
(читать далее...)
стр.
47 48
Среди
минералов нет химически чистых веществ. В их структуру входят различные химические
примеси. В одних минералах количество таких примесей незначительно, мы называем
их минералами постоянного состава.
(читать далее...)
стр.
49 50 51
Типы
изоморфизма различаются между собой по характеру сохранения электронейтральности
кристаллической решетки (по типу компенсации валентностей), по числу атомов,
участвующих в изоморфном обмене, по структурному положению изоморфных
примесей, по степени совершенства.
(читать далее...)
стр.
52 53
Явления
изоморфизма по-разному протекают в различных геологических условиях. На них
сказываются химические условия и температура процессов минералообразова-ния,
давление.
Химическая
обстановка.
(читать далее...)
стр.
54 55 56
Кристаллы
минералов — одно из чудес природы. Совершенство геометрических очертаний мелких
и небольших кристаллов всегда кажется загадочным неопытному наблюдателю. Менее
совершенны, но также удивительны своими размерами кристаллы-гиганты (табл.
(читать далее...)
стр.
57
Не
касаясь сложных вопросов образования мельчайших кристаллических зародышей,
рассмотрим главные теоретические модели их дальнейшего разрастания.
Модель
послойного совершенного роста кристаллов.
(читать далее...)
стр.
58 59 60
Элементами
огранения кристаллов являются грани, ребра, вершины. Согласно описанным выше
механизмам роста кристаллов, грани отвечают плоским сеткам, ребра— рядам,
вершины — узлам в кристаллической решетке минерала.
(читать далее...)
стр.
61 62
Неотъемлемым
признаком кристаллического строения минералов, можно сказать, его сущностью
являются симметрия структуры и симметрия внешнего облика кристаллов.
Симметрия—это закономерная повторяемость в расположении
предметов или их частей на плоскости или в пространстве.
(читать далее...)
стр.
63 64 65
Перечень
всех элементов симметрии кристалла, записанный в виде их символов, называется формулой симметрии. Например, если в кристалле
имеются три оси 1,2, три плоскости симметрии и центр симметрии (рис.
(читать далее...)
стр.
66 67
Естественные
форма и огранка кристаллов зависят от их структуры и условий образования.
Каждая грань отвечает плоской сетке, а внешняя симметрия кристаллов
соответствует симметрии их структуры.
Наиболее
совершенные по своей огранке кристаллы образуются при равномерной диффузии
вещества ко всем частям растущего кристалла и при одинаковой дефектности
кристаллической решетки во всех ее частях.
(читать далее...)
стр.
68 69 70
Любой
кристалл можно нарисовать в разных положениях. Между тем во всех учебниках,
справочниках и научных публикациях кристаллы одного и того же минерала всегда
изображаются в одной и той же ориентировке (установке).
(читать далее...)
стр.
71 72
Символы
граней—это числа, указывающие*^ в условной системе записи ориентировку граней
в пространстве. Для их определения сначала кристаллам придают стандартную
установку, затем выбирают на них единичную грань.
(читать далее...)
стр.
73 74 75
Кристаллы
зарождаются и растут при достижении некоторого, разного для различных
химических соединений, критического пересыщения среды веществом будущих
кристаллов. В природе оно может достигаться, например, за счет испарения
растворителя.
(читать далее...)
стр.
76 77
В
природе кристаллы чаще всего растут в стесненных условиях —в трещинах, внутри
пор и других полостей горных пород и руд, под односторонним давлением лежащих
выше горных пород и т. д. Также обычен в природе рост кристаллов в условиях
неравномерной диффузии вещества к его разным частям или в условиях
однонаправленной миграции вещества к растущему кристаллу.
(читать далее...)
стр.
78 79
Для
некоторых минералов характерно образование не только одиночных кристаллов, но
и их двойниковых сростков, или двойников. Таковы полевые шпаты, рутил,
касситерит (рис. 35), арагонит, киноварь и многие другие минералы.
(читать далее...)
стр.
80 81
Грани
каждой простой кристаллографической формы обладают специфической способностью
адсорбировать вещество из среды, в которой растет кристалл. Выше уже
говорилось, что поэтому грани разных простых кристаллографических форм растут с
различной скоростью.
(читать далее...)
стр.
82 83 84 85
Скелетные кристаллы известны всем по снежинкам —
это шестилучевые кристаллы льда, причем каждый луч имеет ребристое строение. Вся
снежинка как бы огранена входящими углами; если ее очертить, получится обычный
гексагональный кристалл льда, а в природе он словно бы образован за счет роста
кристалла только вершинами и ребрами.
(читать далее...)
стр.
86 87 88 89 90 91 92 93 94
Сложности
процессов роста кристаллов приводят к тому, что часто их окончательный вид
значительно отличается от тех совершенных многогранников, которые типичны для
идеальных кристаллов, а разные грани одной и той же простой формы на реальных
кристаллах имеют различные очертания и размеры и неоднородный характер
поверхности.
(читать далее...)
стр.
95 96
Кристаллы
в горных породах и рудах редко образуются в одиночку. Они слагают разные
агрегаты, состоящие из кристаллов одного, двух или нескольких минералов. По
морфологии среди агрегатов могут быть выделены зернистые, друзы (щетки), секреции,
конкреции, оолиты, параллельно-шестоватые, фрамбоиды и др.
(читать далее...)
стр.
97 98 99 100
Из всех
свойств минералов выделим физические и химические. К физическим относятся
оптические, механические, электрические, магнитные, теплофизические свойства и
плотность. К химическим свойствам отнесем степень реакционной способности
минералов, особенности их взаимодействия с различными реагентами, растворимость.
(читать далее...)
стр.
101 102 103
При
характеристике свойств веществ в курсах физики и химии почти всегда речь идет о
химически чистых соединениях, состав которых точно отвечает их формуле — именно
на таких примерах рассматриваются зависимости свойств от структуры и состава
вещества.
(читать далее...)
стр.
104 105 106 107 108 109 110
Светопоглощение
происходит за счет переходов электронов в кристаллической постройке минерала
из положения, стационарного (основного) для данной структуры и типа химической
связи в ней, в вакантные (энергетически невыгодные), но все же потенциально
возможные позиции.
(читать далее...)
стр.
111 112 113 114 115 116 117
Некоторые
прозрачные и полупрозрачные минералы характеризуются игрой и переливами цвета,
идущими словно изнутри кристалла. Ярким примером этого свойства являются игра
цвета у бриллиантов (искусно ограненных алмазов) (рис.
(читать далее...)
стр.
118 119
Чужеродные окраски могут быть вызваны, прежде
всего, вростками в минерале пигментирующего вещества. Так, красные и кирпично-красные
цвета минералов часто обусловлены тонкодисперсными вростками в них гематита
РегОз и лепидокрокита РеООН, бурые и ржаво-бурые—загрязнением минералов гётитом
НРеОг- Ложная окраска может быть вызвана, кроме того, цветными налетами,
примазками, побежалостью других минералов.
(читать далее...)
стр.
120 121 122
Цвет,
двойное лучепреломление и поляризация света, блеск минерала связаны с явлениями
взаимодействия с ним лучей видимой части спектра электромагнитных колебаний. Люминесценцией называется способность
кристаллов светиться под влиянием разного рода излучений за пределами длин
волн видимого света.
(читать далее...)
стр.
123 124
Плотность
минералов изменяется в очень широких пределах — от 0,8 — 0,9 (у природных кристаллических
углеводородов) до 22,7 г/см3 (у осмистого иридия). Условные группы и
значения плотности ряда минералов приведены в табл.
(читать далее...)
стр.
125
К
механическим свойствам кристаллов относятся их твердость, спайность, отдельность,
упругость, сжимаемость, пластичность, хрупкость, ковкость и т.д. Рассмотрим
некоторые из этих свойств.
Под твердостью подразумевают сопротивление,
оказываемое кристаллом царапающему, сверлящему, шлифующему или давящему предмету.
(читать далее...)
стр.
126 127 128 129
По
магнитным свойствам выделяют магнитные, слабомагнитные и немагнитные минералы.
Первые притягиваются простым (постоянным) магнитом. Таких минералов лишь
несколько—это магнетит, пирротин, самородное железо, тетраферроплатина,
изоферроплатина, железистая платина, некоторые разновидности ильменита, причем
кристаллы и зерна магнетита, пирротина, изредка ильменита сами по себе являются
природными постоянными магнитами, имеющими силу и полярность настоящего магнита.
(читать далее...)
стр.
130 131 132 133
В
большинстве своем минералы являются плохими проводниками электричества
(обладают малой электропроводностью), исключение составляют
самородные металлы— золото, медь, серебро и другие, сульфиды, некоторые оксиды
(магнетит) и графит, удельное сопротивление которых менее 10 Ом • м.
(читать далее...)
стр.
134 135
Генезис
(от греч. genesis) означает происхождение,
возникновение, процесс образования. Например, в биологических науках генезис
почв—это происхождение и процесс образования почв. Аналогично и мы будем
понимать под генезисом минерала его происхождение,
возникновение, процесс его образования.
(читать далее...)
стр.
136 137 138 139
Физико-химические
среды образования минералов и роста их кристаллов таковы: магма, водный жидкий
раствор, газ, гетерогенные системы газ — жидкость, коллоидные растворы,
твердые (кристаллические и аморфные) среды.
(читать далее...)
стр.
140 141 142 143 144
Причипь
образования минералов в разных средах могут быть, очевидно, следующими:
переохлаждение расплавов, пересыщение растворов, переохлаждение газов,
изменение температуры и давления, «-излучение.
(читать далее...)
стр.
145 146 147
Минеральные
месторождения — понятие условное. Минералы образуются в определенной
обстановке, непрерывно или с перерывами, совместно с другими минералами или
порознь, что объективно зависит от разных факторов.
(читать далее...)
стр.
148 149 150
К
магматическим минеральным месторождениям относятся прежде всего сами
магматические горные породы как естественные, закономерно образовавшиеся
скопления минералов. При остывании магмы минералы выделяются из нее в
последовательности, определяемой физико-химическими законами кристаллизации
многофазных расплавов сложного состава.
(читать далее...)
стр.
151 152
Пегматитами
обычно называют жилы крупно- или гигантозернистого строения, сложенные теми же
минералами, что и горные породы, с которыми пегматиты связаны по своему
происхождению. В природе наиболее распространены гранитные пегматиты, они
состоят из полевых шпатов (микроклина, ортоклаза, плагиоклазов), кварца, в
качестве второстепенного минерала обычны слюды (мусковит и биотит), т.е
(читать далее...)
стр.
153 154 155 156
Рис. 84-
Схема
геологического залегания скарнов (точки).
Стрелками
указано движение растворов.
Скарновые
месторождения, или скарны, образуются в зонах контакта гранитов с мраморами.
Они залегают либо в виде полиминеральных реакционных контактовых кайм разной
мощности (от 1 — 2 см до сотен метров), либо в виде бесформенных залежей и
жил, вблизи контакта в граните или в мраморе (рис.
(читать далее...)
стр.
157 158 159
Гидротермальные
месторождения образуются при отложении минералов из существенно водных или
углекисло-водных растворов. Максимальные глубины формирования этих
месторождений составляют 4,5 — 5 км, минимальные-—отвечают поверхностным
условиям.
(читать далее...)
стр.
160 161 162 163 164
Грейзен—старинное
название, данное саксонскими рудокопами зернистой кварцево-слюдяной
(мусковитовой) горной породе с касситеритом БпОг- Уже тогда было замечено, что
эта порода образуется за счет разъедания, резорбции, метасоматического
замещения гранитов вокруг оловорудных жил.
(читать далее...)
стр.
165 166
Типичным
примером минеральных месторождений, образующихся при участии газов, являются
фумарольные возгоны (табл. 20). Они представляют собой тонкодисперсные и
мелкозернистые корки, налеты, кристаллические агрегаты на стенках трещин в
кратерах вулканов и в остывающих лавовых потоках, иногда образуют конусовидные
массы, постепенно разрастающиеся вокруг фумарольных струй на поверхности
вулканов.
(читать далее...)
стр.
167 168
Метаморфогенные
месторождения образуются в процессе метаморфизма горных пород: известняки
превращаются в мраморы, песчаники — в кварциты, глинистые породы— в кровельные
сланцы, а при высокой степени метаморфизма—в залежи андалузита, кианита и
силлиманита;
(читать далее...)
стр.
169
Вадозными
назовем минеральные месторождения, возникшие из поверхностных (ва-дозных,
метеорных) — грунтовых, почвенных, карстовых вод. Особенно интересна взаимосвязь
процессов образования минералов и окружающей обстановки в карстовых пещерах.
(читать далее...)
стр.
170 171
Криогенными
назовем минеральные месторождения, образовавшиеся при отрицательных
температурах. Известны, например, случаи роста кристаллов сульфатов во льду в
зоне вечной мерзлоты. Объясняют это тем, что в капиллярах температура замерзания
может понижаться до —13,6°С (при диаметре капилляра 0,24 мм) и ниже.
(читать далее...)
стр.
172
Сублимационным
назовем образование минералов из газа и пара при нормальных давлении и
температуре. Так образуются кристаллы льда на стенах пещер. Так же растут
кристаллы галита на стенах сухих карстовых полостей в отложениях каменной соли
и на стенах подземных горных выработок в соляных шахтах.
(читать далее...)
стр.
173
Выветриванием называют процесс изменения и разрушения минералов и
горных пород на поверхности Земли под действием физических и биологических
факторов. Оно бывает наземным и подводным. Наиболее мощно процессы
поверхностного выветривания проходят при сочетании нескольких условий:
выровненность суши, тектоническое спокойствие, слабая эрозия;
(читать далее...)
стр.
174 175 176
Механические, или обломочные, горные породы как форма
существования минералов образуются на дневной поверхности и в подводных
условиях в результате следующих явлений: физического выветривания горных пород;
(читать далее...)
стр.
177 178
Среди
хемогенных осадочных пород выделяют два типа минеральных месторождений—
образовавшиеся из истинных и коллоидных растворов.
Месторождения,
возникшие за счет истинных растворов, формируются в условиях сухого климата
пустынь и полупустынь в бассейнах повышенной и высокой солености в результате
испарения воды.
(читать далее...)
стр.
179 180 181
скорлупа
яиц разных животных (кальцит — главная минеральная фаза). Всего же в составе
древних и современных животных и растений обнаружено около 80 минералов и среди
них даже такие обычные для эндогенных высокотемпературных месторождений, как,
например, магнетит.
(читать далее...)
стр.
182 183
Изменения,
происходящие в осадке, называют диагенезом. Осадок состоит из обломочных
частиц, химических и биогенных продуктов седиментогенеза, он насыщен влагой,
которая во время осадконакопления по составу близка к наддонным водам.
(читать далее...)
стр.
184 185
К
категории особых, усложненных явлений, происходящих в ходе диагенеза осадков,
следует отнести формирование гидротермально-осадочных месторождений. Этот
термин введен Х.Офтедалем и В.И.Смирновым.
(читать далее...)
стр.
186 187
Формирование
любого минерального месторождения является длительным многостадийным
процессом. Минералы образуются в нем в определенной последовательности,
отражающей характер изменений химического состава среды, давления и температуры.
(читать далее...)
стр.
188 189 190
Кристаллизуясь
в минеральных месторождениях в разных условиях, минералы причинно связаны с
образующей их средой, ее фазовым состоянием, физико-химическими условиями,
геологическими факторами. В результате у каждого типа месторождений имеется
свой набор минералогических индикаторных признаков.
(читать далее...)
стр.
191 192 193
Заканчивая
эту главу, дадим несколько рекомендаций. Изучая материал этой главы, не надо
стремиться сразу запомнить и заучить все: рассмотренные здесь вопросы генезиса
минералов не могут быть полностью освоены в самом начале курса минералогии
из-за недостаточного знания студентом самих минералов.
(читать далее...)
стр.
194 195 196
Минералом, как это было принято в начале нашего курса, мы называем
природное химическое соединение кристаллической структуры, образовавшееся в
ходе геологических и геохимических процессов. Минералы существуют в виде
индивидов, различающихся своей морфологией, особенностями внутреннего строения
кристаллов, свойствами;
(читать далее...)
стр.
197 198 199 200 201
Общее
число минеральных видов (в современной трактовке этого понятия) составляет
3500-4000. Расхождения в подсчетах связаны с тем, что, во-первых, многие ми
Таблица 23. Систематика элементов по их общему количеству в
составе минералов (Поваренных, 1966) и числа минеральных видов (Ярошевский,
Булах, 1995)
Характеристика
элементов
Число
образуемых минеральных видов
Перечень
элементов и число минералов с этим элементом
Мине-рало-о
б разу
ю-щие
В
идо— образующие
Основные
Свыше
1000
О 2909, Н 1921
Главные
300—1000
Э1 906, Ре 883, Са 868, Б 761, А1 714, N3 560, М% 555, Си 437, Мп 416, Р 398, Ав 387, РЬ 371
Ведущие
100 — 300
К 288, С 272, Р 221, С1 220, и 199, Т1 196, ЭЬ 195, 2п 193, В 179, (ТРИ-У) 160, В1 148, № 148, Ва 142, V 133, Ag 126, Те 117, №>
(читать далее...)
стр.
202 203 204 205 206
Научная
номенклатура объектов должна соответствовать их классификации. Но, поскольку
любая классификация — явление временное и отражает лишь определенный этап
развития науки и определенный принцип подхода к объектам, всегда неизбежно
существование терминологической путаницы: использование устаревших, старых и
новых, притом разных, терминов.
(читать далее...)
стр.
207 208 209 210
К этому
типу минералов относятся, во-первых, элементарные вещества (как говорят,
самородные элементы), например графит С, алмаз С, медь Си, висмут В1, их
твердые растворы друг в друге, например минералы состава (Аи, А%), (Аи, Си), (РЬ, Ре), (Оэ, 1г) (табл.
(читать далее...)
стр.
211 212
Кристаллические
структуры минералов простых веществ относительно просты, причем эта простота
особо характерна для самородных металлов. Большинство самородных металлов и
твердые растворы металлов друг в друге имеют структуру, отвечающую плотнейшим
упаковкам — кубической или гексагональной.
(читать далее...)
стр.
213 214
Облик
кристаллов — внешняя симметрия и огранка — тесно связаны с их структурой и
условиями роста. Первая зависимость хорошо иллюстрируется на примере
большинства самородных металлов: в соответствии с тем, что их структура проста
и образована по принципу идеальной плотнейшей кубической или гексагональной упаковки,
внешняя симметрия кристаллов кубическая с огранкой в виде куба, октаэдра,
ромбододекаэдра и их комбинаций (таковы кристаллы золота, меди, серебра) или
гексагональная (тригональная) с огранкой кристаллов в виде призм и дипирамид,
усеченных сверху и снизу гранями пинакоида (таковы кристаллы иридия).
(читать далее...)
стр.
215 216
Первое
условие образования минералов—простых веществ—это прежде всего инертность,
малая активность химических элементов, таких, как платина, осмий, иридий,
отчасти золото.
Второе
важное и часто независимое условие — малая химическая активность кислорода в
среде минерал ©образования.
(читать далее...)
стр.
217 218 219 220 221 222 223 224
К этому
типу относится около 500 минеральных видов, главным образом сернистых
соединений металлов и полуметаллов, таких, как дисульфид железа (II) —пирит
ГеБг, сульфид железа и меди — халькопирит СиРеБг, сульфид цинка — сфалерит 2пЗ и более сложные соединения.
(читать далее...)
стр.
225 226
Главные
кристаллохимические особенности сульфидов, а отчасти и их аналогов определяются
сочетанием в кристаллических постройках этих минералов типичного
ионообразователя (серы) и типичных металлов (железа, меди, свинца, цинка и
др.)
(читать далее...)
стр.
227
Некоторые
сульфиды служат яркими примерами зависимости облика кристаллов (рис. 122) от
структуры минерала. Сульфиды с координационными структурами, кристаллизующиеся
в кубической сингонии (сфалерит, галенит и др.)
(читать далее...)
стр.
228 229 230
В
природе сульфиды кристаллизуются чаще всего из водных растворов при температурах
приблизительно от 600° С и ниже. Так образуются разные по металло-носности
гидротермальные месторождения. Так же из гидротермальных растворов
кристаллизуются сульфиды в скарнах, грейзенах и метаморфических горных породах.
(читать далее...)
стр.
231 232 233 234
Халькозин
Сиг8. Встречается в сплошных массах, в виде желвачных агрегатов,
мономинеральных жилок и в виде вкрапленности в медистых песчаниках. Цвет
серо-черный, излом шероховатый, матовый, блеск слабый металлический, ковок.
(читать далее...)
стр.
235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245
В
приповерхностных условиях в средах, богатых водой и кислородом, например в
местах просачивания над уровнем (зеркалом) грунтовых вод, большинство сульфидов
легко окисляется (рис. 127). Здесь действуют три фактора окисления сульфидов —
кислород, электрохимические явления и бактерии.
(читать далее...)
стр.
246 247 248
К
оксидам относятся простые по своей природе минералы, такие, как кварц БЮг,
корунд А^Оз, гематит РегОз, пиролюзит
МпОг, касситерит БпОг, магнетит РеРегО^ шпинель М^АЬ04 и т.д. Главными по распространенности
являются кварц (около 13% от массы земной коры), оксиды железа (гематит и
магнетит), оксиды марганца (пиролюзит и др.)
(читать далее...)
стр.
249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274
Большинство гидроксидов являются приповерхностными минералами, образующимися в процессах выветривания разных горных пород и руд, осадконакопления, диагенеза. Наиболее распространены из них гидроксиды железа, на долю которых приходится около 0,2% от объема земной коры, и марганца.
(читать далее...)
стр.
275 276
В подавляющем большинстве гидроксиды не образуют различимых, заметных глазом кристаллов, и обычно форму их кристаллических индивидов можно установить
лишь с помощью электронного микроскопа. Почти всегда они встречаются в порош-коватых, землистых, натечных фарфоровидных массах и в виде оолитов.
(читать далее...)
стр.
277
Гидроксиды
магния. Наиболее распространен среди них брусит ]У^(0Н)2. Он имеет слоистую структуру, ее можно трактовать как близкую к гексагональной плот-нейшей упаковке, в узлах которой находятся гидроксил-ионы.
(читать далее...)
стр.
278 279 280 281 282
Класс
силикатов и их аналогов является самым большим по числу минеральных видов — к
нему относится около 30% от их общего числа. В целом силикаты и алюмосиликаты
слагают около 75 об.% земной коры, при этом наиболее распространены полевые
шпаты — на их долю приходится около 40 — 45 об.%
(читать далее...)
стр.
283 284
Разнообразие
структур силикатов практически безгранично. Это вызвано, во-первых,
многочисленностью способов полимеризации групп (вЮ^4- и (АЮ4)5- с возникновением анионных
комплексов разной конфигурации и размеров.
(читать далее...)
стр.
285 286 287 288
Классификация силикатов и их аналогов (алюмосиликатов и др.) производится по их структурам. Так выделяют шесть подклассов: островные, кольцевые, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные. К островным отнесены-силикаты с группами (SНO4)4- и (SН207)6-- Здесь следует добавить, что в некоторых книгах и учебниках,
особенно в старых, выделяют ортосиликаты, диортосиликаты, орто-диортосиликаты,
метасиликаты, диметасиликаты.
(читать далее...)
стр.
289
Среди силикатов это наиболее многочисленный подкласс минералов. Его характерными представителями являются оливин (М%, Ре)2(8104), альмандин РезА12(8Ю4)з,
гроссуляр СазА12(8Ю4)з, топаз А12(8Ю4)Р2, эпидот Са2(А1, Ре)(8Ю4)(81207)0(ОН).
(читать далее...)
стр.
290
Кристаллохимическое своеобразие минералов подкласса островных силикатов определяется сочетанием двух факторов: а) присутствием в них орто- и диортогрупп — (8Ю4)4~ и (81207)6-, б) большой ролью в их составе катионов октаэдрической координации с радиусом от 0,060 до 0,080 нм (Т14+—0,064;
(читать далее...)
стр.
291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301
Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшое число редких в природе минералов. Среди них только два минерала — турмалин и берилл — играют в некоторых случаях роль второстепенных, а иногда и даже главных минералов ряда
минеральных
месторождений.
(читать далее...)
стр.
302 303 304 305 306
К подклассам цепочечных и ленточных силикатов относятся в первую очередь главные породообразующие минералы — пироксены (диопсид, геденбергит, эгирин и др.) и амфиболы (актинолит, роговая обманка и др.)
(читать далее...)
стр.
307
Каждый из этих минералов характеризуется своим типом цепочки (см. рис. 165),
отличным от пироксеновой. У волластонитовой цепочки период повторяемости равен 3 и формула анионного радикала ^зОэ)6-, у родонита ^бО^)10-.
(читать далее...)
стр.
308
Пироксены и амфиболы имеют сходный, довольно простой химический состав.
Чаще всего это силикаты магния либо двойные соли магния и кальция, во многих
минералах кроме них обязательно присутствует натрий.
(читать далее...)
стр.
309 310 311 312 313 314 315 316 317 318
К
подклассу слоистых (листовых) силикатов и алюмосиликатов относятся хорошо
известные всем вещества—тальк, слюды, глинистые минералы и др. Многие из них
являются породообразующими минералами. Так, слюды как непременный компонент
входят в граниты и их пегматиты, в некоторые сланцы и гнейсы, в грейзены.
(читать далее...)
стр.
319 320 321 322 323 324
Из-за
некомпактности кристаллических структур, слабых связей между пакетами лишь
редкие минералы из слоистых силикатов и алюмосиликатов встречаются в крупных и
хорошо ограненных кристаллах. Явно распознаваемые совершенные кристаллы
отмечены лишь у флогопита, мусковита, хрупких слюд и хлоритов, из них крупные
(и даже гигантские) кристаллы бывают только у мусковита и флогопита.
(читать далее...)
стр.
325 326
Дополним
общую характеристику структуры, состава, свойств минералов, данную в предыдущих
разделах этой главы.
Группа
серпентина. В эту группу входят полиморфы — слоистые силикаты магния состава
Mgз(Si205)(OH)4.
(читать далее...)
стр.
327 328 329 330 331 332 333 334
Слоистые силикаты и алюмосиликаты обычно являются минералами низких температур и давлений. Лишь мусковит, флогопит, биотит, литиевые слюды встречаются в
магматических горных породах. В целом для эндогенных месторождений характерны
слюды, тальк, пирофиллит, серпентины, хлориты.
(читать далее...)
стр.
335 336 337 338
Многие
из силикатов (вернее алюмосиликатов) этого подкласса относятся к числу
породообразующих и наиболее распространенных в природе минералов. В первую
очередь это полевые шпаты — главные составные части гранитов, габбро, гнейсов и
других горных пород.
(читать далее...)
стр.
339
В
состав каркасных алюмосиликатов большей частью входят катионы калия, натрия,
кальция. "Рыхлость" каркасной структуры допускает частое вхождение в
них дополнительных анионов (С1~, СОз~, БО2- и т.д
(читать далее...)
стр.
340 341
Таблица 40. Главные минералы — каркасные алюмосиликаты
Группа
Минерал
Сингония
Твердость
Полевых
шпатов:
подгруппа
Микроклин
K(AlSi308)
Трикл.
(читать далее...)
стр.
342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356
Для большей простоты изложения материала в этой главе мы объединили минералы, которые могут быть названы солями природных кислородных кислот. Ортоси-ликаты и метасиликаты, которые лишь условно можно считать солями гипотетических
природных кремниевых кислот, описаны нами выше, так что здесь будут охарактеризованы карбонаты, бораты, фосфаты, арсенаты, сульфаты, вольфраматы, хроматы и ряд других солей, например СаСОз (кальцит и арагонит), 1У^НВ0з (ашарит), СеРО.4
(читать далее...)
стр.
357 358
В
кристаллических структурах минералов этого класса присутствуют тетраэдры —
сложные анионы (РО4)3-, (АвС^)3-, (\Ю4)3~. Кроме того, у ванадатов
известны анионы (УОб)5-, (УОб)7-, (УгОв)6-
и более
сложные.
(читать далее...)
стр.
359 360 361 362
Минералы-сульфаты
являются природными солями серной кислоты, есть среди них кислые, основные,
средние соли и кристаллогидраты (табл. 43). Во всех этих минералах в их
кристаллической структуре имеются обособленные сложные анионы — тетраэдры (804)2-
(см.
(читать далее...)
стр.
363 364 365
К
этому классу относится около 20 минералов (собственно вольфраматов и их
аналогов — молибдатов). Среди вольфраматов есть типичные соли с
тетраэдрами
в их
структуре (рис. 211). Главные из них шеелит, вульфенит,по-веллит .
(читать далее...)
стр.
366
К
классу хроматов относится около 10 минералов. Это соли хромовой кислоты с
тетраэдром (СЮ4)2- в их структуре.
Крокоит
РЬ(Сг04). Это главный минерал этого класса. Он образуется в зоне окисления
свинцовых руд, извлекая хром из вмещающих руду горных пород, и встречается в
виде сверкающих алмазным блеском ярких оранжево-красных призматических кристаллов
с продольной штриховкой, а также в виде примазок по трещинкам в рудах и
окружающих горных породах.
(читать далее...)
стр.
367 368
К
минералам класса карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего это
соли кальция, магния, натрия, меди (табл. 44). Всего в этом классе известно
около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе,
например кальцит и доломит.
(читать далее...)
стр.
369 370 371 372 373
К типу галогенных соединений относится около 100 минералов. Это соли кислот HF, НС1, НВг, HI. Например, NaF (виллиомит), NaCl (галит), AgBr (бромаргирит), Agi (иодаргирит). Состав этих веществ очень разнообразен.
(читать далее...)
стр.
374 375 376 377
К настоящему времени изучен минеральный состав около 2800 метеоритов. Установлено громадное разнообразие их состава, текстур, тонких структур и возраста. Все
множество метеоритов разбито на 4 класса и далее — на подклассы.
(читать далее...)
стр.
378 379
Информация
о минералах других, чем Земля, планет основана только на косвенных данных и на
предположениях. В последнее время о природе минералов на поверхности некоторых
планет и их спутников удаётся судить по спектрам отражения от их поверхности,
которые были получены приборами на летательных аппаратах типа Венера, Викинг,
Вега, Войяджер, Пионер.
(читать далее...)
стр.
380
Десятки
килограммов горных пород с поверхности Луны доставлены уже на Землю. Около 90
минералов обнаружено в их составе. Большинство горных пород имеет магматический
генезис, но под влиянием ударов метеоритов они подверглись процессам импактного
(ударного) метаморфизма (брекчированию, термическому воздействию, спеканию).
(читать далее...)
стр.
381 382
Минералы
существуют в атмосфере в тонкорассеянном состоянии и образуют аэрозоли.
Главным минералом является лёд Н20 (крист.). Мельчайшие частицы
кварца, полевых шпатов, кальцита, хлоритов, монтмориллонита, циркона, апатита и
некоторых других минералов, рассеивающихся в результате эолового выветривания
горных пород, являются обычными компонентами аэрозолей.
(читать далее...)
стр.
383 384
Оценка
валового минерального состава земной коры произведена на двух независимых
основах: первая — по распространенности горных пород в земной коре, вторая — по
их количественному минеральному составу.
(читать далее...)
стр.
385
Крайняя
неравномерность распределения минералов на поверхности Земли и их связь с
определенными геологическими эпохами и объектами уже давно известны. Это хорошо
видно, например, из следующих ориентировочных данных (они взяты из американской
"М
(читать далее...)
стр.
386 387 388
Минеральный
состав верхней мантии определяют, во-первых, по составу ксенолитов глубинных
пород, выносимых кимберлитами, щелочными базальтоидами и др., во-вторых, по
косвенным петрологическим и геофизическим данным.
(читать далее...)
стр.
389 390
В предыдущих главах учебника и на всех практических занятиях по минералогии
студенту давались сведения о непосредственно осязаемых им минералах. Однако,
пользуясь даже простыми или бинокулярными минералогическими лупами разного
увеличения,
удается
полнее
познать
минералы и обнаружить их невидимые простым
глазом детали.
(читать далее...)
стр.
391 392 393 394 395
В
любых по зернистости агрегатах, горных породах и рудах всегда имеются микровыделения
тех или иных минералов — главных, второстепенных, акцессорных. Любой минерал
может встречаться в природе в микровыделениях.
(читать далее...)
стр.
396 397 398 399 400 401 402 403
Внешняя часть любого кристалла является, как известно, дефектом, т.е. нарушением регулярности в строении кристаллической решетки минерала. Это нарушение
всегда имеет место. Оно выражается в ненасыщенности химических связей атомов на
поверхности
кристалла и в искажении (уменьшении или увеличении) по этой причине
межплоскостных расстояний в его внешней зоне.
(читать далее...)
стр.
404 405 406
В тектонических зонах при образовании милонитов минералы превращаются в тонкодисперсный агрегат обломочных частиц. Такое же измельчение минералов является обязательным процессом при рудоподготовке, обогащении руд, извлечении из них полезных компонентов.
(читать далее...)
стр.
407 408 409
К топохимическим отнесем реакции, протекающие непосредственно на самой поверхности кристалла или зерна и в тончайшем приповерхностном слое внутри кристалла, в котором ещё сказывается характер строения поверхности.
(читать далее...)
стр.
410 411 412 413 414 415 416 417 418
Прикладная минералогия решает задачи практического использования минералогических знаний. Ее главными направлениями являются поисковая, технологическая,
техническая
минералогия, минералогическое материаловедение.
(читать далее...)
стр.
419 420 421 422 423 424 425
Роль
минералогических исследований в разработке технологических схем обогащения
минерального сырья и извлечения из него полезных компонентов велика. По В. М.
Изоитко и Б. И.Пирогову, технологическая минералогия объединяет все минералогические
исследования, связанные с изучением технологических свойств минералов,
разработкой рациональных схем их обогащения, комплексным использованием минерального
сырья.
(читать далее...)
стр.
426 427 428 429 430 431 432 433 434
Техническая минералогия — это обширная, не имеющая определенных границ область прикладной минералогии. К ней можно отнести исследования разнообразных
техногенных
веществ
— аналогов минералов: во-первых, это вещества, образующиеся
в шлаках, золах, осадках, на стенках разных труб и резервуаров;
(читать далее...)
стр.
435 436 437 438 439 440
Минералогия
и используемые ею методы исследования вещества получают все большее развитие
при изучении анатомии и физиологии человека и в медицине. Это одновременно и
прикладная минералогия, и часть теоретических и практических изысканий
биологов, медиков и фармацевтов.
(читать далее...)
стр.
441 442 443 444 445
Области
практического использования минералов разнообразны. Минеральное сырьё является
одним из видов природного сырья. Используются как природные монокристаллы (в
оптике, радиоэлектронике), так и минеральные агрегаты разного состава, т.е
(читать далее...)
стр.
446 447 448 449
Задачи
и цели, приемы и методы минералогических исследований определяются направлением
и масштабом выполняемых геологических и других работ.
В ходе
геологической съемки и поиска месторождений полезных ископаемых главными целями
минералогических исследований являются диагностика минералов, нахождение и
использование минералогических критериев поиска и предварительной оценки
практической значимости месторождений.
(читать далее...)
стр.
450 451
Полевые
минералогические исследования выполняются как часть общих геологических работ
и только на основе овладения всем геологическим материалом, характеризующим
интересующий объект. Среди собственно минералогических приемов сбора фактов
укажем прежде всего на выполнение максимально достоверной документации
закономерностей распределения в пространстве и во времени (т.
(читать далее...)
стр.
452 453 454
Лабораторные
минералогические исследования проводятся с целью объективной и точной
диагностики минералов, детального изучения их морфологии, состава, структуры и
свойств. Особая область лабораторных исследований — это изучение остатков сред
минерал ©образования, захваченных растущим кристаллом.
(читать далее...)
стр.
455 456 457
Физико-химический
эксперимент в минералогии заключается, во-первых, в попытках моделирования тех
условий, в которых происходит минералообразование, и, во-вторых, в выработке рациональных приемов технического
синтеза кристаллов как заменителей природного кристаллосырья.
(читать далее...)
стр.
458
Скачать учебники для ВУЗов