- •1. Понятие о минерале. Основные задачи минералогии. История классификации минералов. Принципы, лежащие в основе современной классификации минералов.
- •2.Кристаллические и аморфные вещества. Кристаллическая структура минералов. Типы структур по характеру сочетания структурных единиц.
- •3.Плотнейшие шаровые упаковки. Шариковые и полиэдрические модели представления структуры минералов. Понятия о координации, координационном числе и координационном полиэдре.
- •4.Типы химической связи в минералах. Примеры.
- •7.Твердые растворы. Распад твердых растворов. Интерметаллические соединения.
- •9.Графические способы представления химических составов минералов. Изображение бинарных и тройных систем
- •10.Полиморфизм и политипия. Типы полиморфных переходов. Примеры
- •12. Оптические свойства минералов: прозрачность, цвет и природа окраски, преломление света и блеск, люминесценция. Диагностическое и генетическое значение оптических свойств минералов.
- •14. Понятия о парагенезисе и минеральной ассоциации. Примеры.
- •15.Кристаллохимическая классификация силикатов. Зависимость диагностических свойств силикатов и алюмосиликатов от кристаллической структуры и химического состава.
- •16.Силикаты с островной структурой (орто-, диорто-, кольцевые силикаты). Химическая и структурная характеристика, общие свойства.
- •17. Островные силикаты без добавочных анионов. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •18. Островные силикаты с добавочными анионами. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •19.Кольцевые силикаты. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •20. Силикаты с цепочечной структурой. Пироксены и пироксеноиды. Химическая и структурная характеристика, общие свойства.
- •21.Магнезиально-железистые пироксены. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •22. Кальциевые и натровые пироксены. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •23. Силикаты с ленточной структурой. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •24. Силикаты и алюмосиликаты со слоистой структурой. Химическая и структурная характеристика, общие свойства.
- •25. Минералы группы слюд. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование. Группа слюд.
- •26.Алюмосиликаты с каркасной структурой. Химическая и структурная характеристика, генезис, общие свойства.
- •27.Минералы группы полевых шпатов. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •28.Минералы группы цеолитов. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •29. Самородные элементы. Краткая химическая и структурная характеристика. Общие свойства самородных металлов и неметаллов.
- •31. Полиморфные модификации углерода. Графит и алмаз: химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •32.Сульфиды и их аналоги. Основы классификации, краткая химическая и структурная характеристика, общие свойства.
- •33. Простые сульфиды. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •34. Дисульфиды и их аналоги. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •35. Окислы и гидроокислы. Основы классификации, краткая химическая и структурная характеристика.
- •36. Простые окислы. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •37. Полиморфные модификации SiO2. Кварц, его разновидности, химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •38. Сложные окислы. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •39. Гидроокислы. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •40. Карбонаты и нитраты. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование. Морфотропия в карбонатах.
- •41. Сульфаты. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •42. Фосфаты, арсенаты, ванадаты. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •43. Вольфраматы, молибдаты, хроматы. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •44. Бораты. Принципы классификации, химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •45. Галогениды. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
- •46.Классификация процессов минералообразования.
- •47. Магматический процесс минералообразования. Краткая характеристика, минеральные ассоциации. Ряд Боуэна.
- •48. Пегматитовый процесс минералообразования. Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •49.Метасоматические процессы минералообразования. Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •Гидротермальный процесс минералообразования. Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •51.Осадочный процесс минералообразования. Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •52. Минералообразование при процессах выветривания магматических горных пород и гидротермальных рудных жил. Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •53. Метаморфический процесс минералообразования (в том числе импактный). Краткая характеристика, минеральные ассоциации.
- •54. Типоморфизм минералов. Примеры зависимости химического состава, морфологии и физических свойств минералов от условий их образования.
36. Простые окислы. Химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
Простые окислы — это соединения одного элемента с кислородом. Широко распространены окислы двух-, трёх-, четырехвалентных элементов.
Редки окислы с формулами А2О3, А2О4. Катион чаще всего представлен H, Si, Al, Fe, Ti, Mn, Sn, Pb, Mg, As, Sb, Bi, Cu, U и редко другими элементами.
Структура таких окислов очень проста. Координационные числа катионов обычно 4 или 6.
Физические и оптические свойства простых окислов варьируются в широких пределах. Ряд простых окислов характерен для зон окисления, осадочных месторождений, эндогенных месторождений. Такие окислы как корунд, гематит и др., чаще всего встречаются в метаморфогенных месторождениях.
Относящиеся сюда минералы в большинстве обладают сравнительно простыми кристаллическими структурами. Более сложны лишь кристаллические структуры минералов особо стоящей группы кварца SiO2. Отношения между катионами и анионами кислорода в этих минералах колеблются в пределах от 2 : 1 (А2Х) до 1 : 2 (АХ2).
Примеры основных оксидов: Na2O (гемиоксид натрия), Mg0 (периклаз), CaO(известь), FeO (вюстит) Амфотерные оксиды: MnO2 (пиролюзит), Al2O3 (корунд), TiO2 (рутил), ZrO2(бадделеит) Ангидриды: SiO2(модификации кремнезема), WO3(тунгстит), CO2(диоксид углерода), B2O3 (сесквиоксид бора), P2O5 (гемипентаксид фосфора).
Кристаллические структуры большинства оксидов природных строятся по принципу заполнения катионами пустот в плотнейшей упаковке из анионов О2-. При этом в простых оксидах природных высокозарядных катионов (Ti4+, Zr4+) плотнейшая упаковка сильно искажена.
Оксиды природные непереходных элементов обычно бесцветны и прозрачны, со стеклянным блеском. Оксиды природные переходных элементов окрашены в тёмные тона (бурые до чёрных) и часто имеют металлический или полуметаллический блеск (метамиктные — смоляной). Плотность оксидов природных в целом ниже, чем у сульфидов, а твёрдость — выше.
Образование оксидов природных связано с различными геологическими процессами: эндогенными, экзогенными и метаморфическими.
Большое практическое значение оксидов природных определяется тем, что к ним принадлежат такие важнейшие рудные минералы, как магнетит, гематит, пиролюзит, касситерит, ильменит, рутил, лопарит, пирохлор, микролит, танталит, колумбит, вольфрамит; хромит, бадделеит и др., а также кварц (в т.ч. аметист, агат, цитрин и др.), корунд и его драгоценные разновидности (рубин, сапфир), ювелирные разновидности хризоберилла (александрит) и т.д.
37. Полиморфные модификации SiO2. Кварц, его разновидности, химическая и структурная характеристика, диагностические свойства, генезис, практическое использование.
Диоксид кремния (SiO2) имеет несколько полиморфных модификаций. Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии. При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит. Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.
Кварц — один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород.
Разновидности кварца:
Авантюрин — желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит;
Агат — слоисто-полосчатая разновидность халцедона;
Аметист — фиолетовый;
Бингемит — иризирующий кварц с включениями гётита;
Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы;
Горный хрусталь — кристаллы бесцветного прозрачного кварца;
Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие в основном из кварца и в меньшей степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их разрушении;
Морион — чёрный;
Празем — зелёный (из-за включений актинолита);
Празиолит — луково-зелёный, получается искусственно прокаливанием жёлтого кварца; Раухтопаз - (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый;
Розовый кварц — розовый;
Халцедон — скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-жёлтого. Образует сферолиты, сферолитовые корки, псевдосталактиты или сплошные массивные образования.
Цитрин — лимонно-жёлтый.
Сапфировый кварц — синеватый, грубозернистый агрегат кварца.
Кошачий глаз — белый, розоватый, серый кварц с эффектом светового отлива.
Соколиный глаз — окварцованный агрегат синевато-серого амфибола.
Тигровый глаз — аналогичен соколиному глазу, но золотисто-коричневого цвета.
Свойства: не растворим в щелочах, растворим во фтороводородной кислоте с образованием кремнефтористоводородной кислоты. При 250-400 оС реагирует с газообразными фтороводородом и фтором давая тетрафторид кремния; при 200-250 С - с гидрофторидом аммония. В смеси с углем реагирует с хлором при нагревании давая тетрахлорид кремния. При сплавлении с различными оксидами образует силикаты.
Во всех модификациях, кроме стишовита, кремний образует с кислородом плотные тетраэдрические группировки (Si04), в них он располагается между четырьмя прилегающими друг к другу атомами кислорода. Связи между кислородом и кремнием смешанные ионно-ковалентные, тетраэдры соединяются друг с другом через свои вершины (через атомы кислорода), образуя бесконечный трехмерный каркас "полостями" между тетраэдрами.
Диагностические свойства: кварц легко узнается по призматическим кристаллам с поперечной штриховкой, раковинчатому излому, твердости (7), стеклянному или жирному блеску.
Образуется кварц в разных условиях: как продукт кристаллизации кислых магм; как гидротермальный минерал в скарнах, рудных и нерудных жилах и других минеральных выделениях; как составная часть метаморфических горных пород; как минерал осадочных горных пород и т.д.
Кварц используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре, в электронных приборах (кварцевый резонатор — компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). В стекольной и керамической промышленности (горный хрусталь и чистый кварцевый песок). В производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.