Разд мат Минералогия
.pdf
10. Рентгеновские методы анализа
Рис.31. Пояснения к уравнению Брэгга-Вульфа
Рис.32. Пример результата рентгенофазового анализа
21
Рис.33. Пример расшифровки рентгенограммы смеси рутила и анатаза
Рис.34. Пример оформления карточки JCPDS
22
11. Кристаллохимическая классификация силикатов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11. |
|
|
|
|
Силикаты с конечными мотивами |
|
|
|
||
|
|
|
|
Анионный радикал представлен одиночными или |
|||||
|
|
|
|
сдвоенными тетраэдрами (орто- и диортосиликаты), либо |
|||||
[SiO4] |
4- |
|
6- |
кольцеобразными мотивами (кольцевые силикаты). В случае |
|||||
|
[Si2O7] |
одиночного тетраэдра анионная группировка будет иметь |
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
формулу [SiO4]2-, сдвоенного [Si2O7]6-. Например оливин – |
|||||
|
|
|
|
Mg2[SiO4]. Формула кольцевой группировки будет зависеть от |
|||||
|
|
|
|
количества тетраэдров собранных в кольцо и способа их |
|||||
|
|
|
|
сочленения. Так шестичленное кольцо вершинносвязанных |
|||||
|
|
|
|
тетраэдров в структуре берилла будет иметь формулу [Si6O18]12- |
|||||
[Si6O18]12- |
|
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Силикаты с бесконечными мотивами |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Анионные группировки |
|
представлены |
||
[Si2O6]4- |
|
цепочками |
(цепочечные силикаты), |
лентами |
|||||
|
|
|
|
|
(ленточные силикаты), слоями (слоистые |
||||
|
|
|
|
|
силикаты) и трехмерным каркасом (каркасные |
||||
|
|
|
|
|
силикаты) кремнекислородных тетраэдров. |
||||
|
|
|
|
[Si4O11]6- |
К цепочечным силикатам |
относятся все |
|||
[AlSi3O10]5- |
|
пироксены. Если выделить период повторяемости |
|||||||
[Si4O10] |
4- |
|
пироксеновой цепочки и подсчитать количество |
||||||
|
|
атомов кислорода, приходящиеся на атомы |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
кремния, получим формулу радикала [Si2O6]4-. |
||||
|
|
|
|
|
Например диопсид CaMg[Si2O6]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К ленточным силикатам относятся все |
||||
|
|
|
|
|
амфиболы. |
амфиболовую |
ленту |
можно |
|
представить в виде двух связанных пироксеновых цепочек. Период повторяемости содержит 4 атома кремния, на которые приходятся 11 атомов кислорода. Радикал – [Si 4O11]6-. Например: тремо-
лит – Ca 2Mg5[Si4O11]2(OH)2.
К слоистым силикатам относятся слюды, хлориты, серпентины и глинистые минералы. В отличие от остальных силикатов слюды помимо кремния в радикале содержат алюминий, поэтому называются алюмосиликатами. В период повторяемости слюдяного слоя входят 4 атома кремния, на которые приходятся 10 атомов кислорода. Радикал – [AlSi 3O10]5- или [Si4O10]4-. Например биотит
KFe2+3[AlSi3O10](OH, F)2 или каолинит Al4[Si4O10](OH)8.
[AlSi3O8]-
К каркасным силикатам относятся полевые шпаты.
Единицей повторяемости каркаса является совокупность 4
тетраэдров и на 4 атома кремния, точнее на 3 кремния и 1
алюминий приходится 8 атомов кислорода. Радикал
[AlSi3O8]-. Например ортоклаз K[AlSi3O8].
23
Рис.35. Элементы структуры островных, кольцевых, цепочечных силикатов и диортосиликатов
24
Рис.36. Элементы структур ленточных и слоистых силикатов
25
РАЗДЕЛ «МИНЕРАЛОГИЯ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ»
12. Кристаллохимическая классификация минералов
Тип 1. А, Аn
Класс I. Простые вещества (самородные элементы-алмаз, графит, серебро, платина, золото, сера);
Тип 2. АnXm
Класс II. Сульфиды, арсениды и т.д. Соединения серы, мышьяка, сурьмы, теллура, например, вюрцит;
Класс III. Галоиды (хлориды, фториды и др.) X= Cl, F, Br, I. (галит, флюорит); Класс IV. Окислы и гидроокислы; Х= О, ОН (рутил, шпинели, перовскит, неустойчивая модификация гётита β-FeO(OH);
Тип 3. An[BXm] X= O, иногда с замещением на (OH), F, Cl; реже S (сложные сульфиды).
Класс V. Титанаты, титано-тантало-ниобаты; X= O, (OH); B= Ti, Nb, Ta. Класс VI. Нитраты; B= N.
Класс VII. Карбонаты; B= C (кальцит, доломит).
Класс VIII. Сульфаты; B= S. Пример: гипс, крокоит PbCrO4.
Класс IX. Хроматы, молибдаты, вольфраматы, B= Cr, Mo, W (шеелит, вольфрамит). Класс X. Фосфаты, арсенаты, ванадаты; B= P, As, V (апатит Сa5[РO4]3(F,О,ОН),
ванадинит Pb5(VO4)3Cl);
Класс XI. Бораты; B= B.
Класс XII. Силикаты, алюмосиликаты и др.; B= Si, Al; X= O, (OH), F, Cl, S.
An[SiXm] – силикаты
An[(Al, Si)Xm] - алюмосиликаты
Пример: альбит NaAlSi3O8, виллемит ZnSiO4.
Тип 4. Соединения C с H, N, S, P и др. Класс XIII. Органические вещества (янтарь, жемчуг, коралл).
Список минералов, название и формулы которых необходимо знать: графит, сера, пирит, халькопирит, кварц, халцедон, опал, магнетит, гематит, лимонит, хромит, кальцит, магнезит, сода, трона, гипс, ангидрит, мирабилит, тенардит, алунит, сильвин, галит, флюорит, апатит, фосфорит, асбест, тальк, каолин, монтмориллонит, пирофиллит, плагиоклаз, микроклин, лабрадор, нефелин
26
13. Классификация горных пород
Классификация горных пород по генезису
Магматические Осадочные Метаморфические
Таблица 12 Классификация обломочных пород по величине обломков
Размер |
|
|
Характер обломков и сложение |
|
|||
обломков, мм |
Рыхлые |
Сцементированные |
Основные |
||||
|
Обломки |
|
Обломки |
Обломки |
Обломки |
структуры |
|
|
остро- |
|
окатанные |
остро- |
окатанные |
|
|
|
угольные |
|
|
угольные |
|
|
|
|
|
|
Крупные |
|
|
Псефитовые |
|
Более 1000 |
Глыбы |
|
|
|
(грубообло- |
||
|
валуны |
|
|
||||
|
|
|
|
|
мочные) |
||
|
|
|
|
|
|
||
100—1000 |
Мелкие |
|
Валуны |
|
|
|
|
глыбы |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
10-100 |
Щебень |
|
Галечник |
Брекчия |
Конгло- |
|
|
|
мерат |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
2—10 |
Дресва |
|
Гравий |
|
|
|
|
0,1—2 |
Песок |
|
Песчаник |
Псаммитовые |
|||
|
(песчаные) |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
0,01—0,1 |
Алеврит |
Алевролит |
Алевритовые |
||||
(иловатые) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Менее 0,01 |
Пелит (глина) |
Аргиллит |
Пелитовые |
||||
(глинистые) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Классификация магматических горных пород по условиям происхождения
Эффузивные образуются за счёт излияния вулканических
лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые - базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты
Интрузивные образуются за счёт полной кристаллизации
магматического расплава глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении.
Наиболее распространённые - граниты, диориты, габбро, сиениты.
27
Таблица 13
Основные магматические горные породы
Содержа- |
Породообразующие минералы |
Окраска, |
|
Название пород |
||
ние SiO2, |
Главные |
Второстепенные и |
плотность |
Глубинные |
Излившиеся |
Вулканич. |
масс.% |
|
акцессорные |
(удельный вес) |
|
|
породы |
|
|
|
|
|
|
непостоянного |
|
|
|
|
|
|
состава |
Ультракис- |
полевой шпат (ортоклаз), |
слюда, топаз, |
светлая, |
пегматит |
- |
- |
лые и |
кварц |
турмалин, берилл |
легкий |
|
|
|
кислые |
кварц, K-полевой шпат |
апатит, циркон, |
светлая, |
гранит |
липарит, |
пемза, обсидиан |
|
(ортоклаз, микроклин), кислый |
магнетит, турмалин |
легкий, |
|
кварцевый |
|
|
плагиоклаз, слюда (биотит, |
|
средний |
|
порфир |
|
|
мусковит), амфиболы (роговая |
|
|
|
|
|
|
обманка) |
|
|
|
|
|
Средние |
К-полевой шпат, роговая |
кварц, циркон, |
светлая, |
сиенит, |
порфиры |
пемза, пепловые |
|
обманка, кислый плагиоклаз, |
титанит, нефелин |
легкий, |
нефелино- |
(ортофир), |
туфы, обсидиан |
|
реже биотит |
|
средний |
вый сиенит |
нефелиновый |
|
|
|
|
|
|
порфир |
|
|
средние плагиоклазы, роговая |
кварц, К-полевой |
темная, |
диорит |
андезит, |
пемза, |
|
обманка, реже биотит, |
шпат, апатит, |
легкий, |
|
порфирит, |
обсидиан, |
|
пироксены (авгит) |
титанит, магнетит |
средний |
|
|
вулканические |
|
|
|
|
|
|
туфы |
Основные |
основные плагиоклазы, |
ортоклаз, кварц, |
темная, |
габбро |
базальт, |
вулканические |
|
пироксены, реже оливины, |
апатит, магнетит, |
средний, |
|
диабаз |
туфы |
|
роговая обманка, биотит |
титанит, ильменит |
тяжелый, |
|
(базальтовый |
|
|
|
|
|
|
порфир) |
|
|
лабрадор (плагиоклаз) |
|
|
лабрадорит |
- |
|
Ультра- |
оливин, пироксены (авгит), |
магнетит, ильменит, |
темная, |
перидотит |
пикрит, |
вулканические |
основные |
реже роговая обманка |
хромит, шпинель, |
тяжелый |
|
пикритовые |
туфы |
|
|
пирротин, |
|
|
порфириты |
|
|
пироксены, реже роговая |
самородная платина |
|
пироксенит |
- |
|
|
обманка |
|
|
|
|
|
|
оливин |
|
|
дунит |
- |
|
28
Литература
Основная литература:
№ |
Шифр |
|
Название |
|
|
|
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
548 |
Кристаллография: |
Учебное |
пособие |
для |
вузов/ |
Ш-272 |
М.П. Шаскольская.- М.:«Высшая школа», 1984. - 376 с. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
548 |
Кристаллохимия/ Г.Б.Бокий. – М.: Наука, 1971. – 400 |
с. |
|||
Б-783 |
||||||
|
|
|
||||
|
|
Методические указания к лабораторному практикуму по |
||||
3 |
3421 |
кристаллографии: Учебное пособие/Сост. Курцева Н.Н., |
||||
|
|
Пахомова Т.В. - М.: МХТИ, 1987. - 40 с. |
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
Методические указания к лабораторному практикуму по |
||||
4 |
2275 |
кристаллохимии: Учебное пособие/Сост. Курцева Н.Н., |
||||
|
|
Пахомова Т.В. - М.: МХТИ, 1981. - 32 с. |
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
Лабораторные работы по минеральному сырью силикатной |
||||
5 |
2922 |
промышленности: Учебное пособие/Сост. Курцева Н.Н., |
||||
|
|
Пахомова Т.В. - М.:МХТИ, 1985. - 48 с. |
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
Лабораторные работы по минеральному составу и строению |
||||
6 |
2768 |
технических силикатных материалов: Учебное пособие/Сост. |
||||
|
|
Курцева Н.Н., Пахомова Т.В. - М.: МХТИ, 1983, 48 с. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Дополнительная литература:
1.Шафрановский И.И., Алявдин В.Ф. Краткий курс по кристаллографии. М.: «Высшая школа», 1984, 120 с.
2.Бетехтин А.Г. "Курс минералогии", Государственное Издательство геологической литературы, Москва, 1951, 542 с.
3.Татарский В.Б. Кристаллооптика и иммерсионный метод исследования минералов. М.: «Недра», 1965.
29