Всеукраїнська експедиція учнівської та студентської молоді

«Моя Батьківщина- Україна»

Напрям: «Духовна спадщина мого роду»

Тема науково- дослідницької роботи:

Дослідження складу гірських порід та мінералів Піщанського кар’єру

міста Кременчука

Автори:

Пошуковий загін «Геолог»

Керівник: підоріна Людмила Іванівна,

Вчитель географії Кременчуцької

загальноосвітньої школи I-III ступенів №31

Кременчук

Пошуковий загін «ДОСЛІДНИКИ» ЗОШ №31 м. Кременчука

Керівник: Підоріна Людмила Іванівна, вчитель географії ЗОШ №31

м. Кременчука, роб. тел. 4-15-11, моб. тел. 0934204807

Члени загону:

Кукса Тетяна, учениця 11 класу ЗОШ№31, збір та обробка матеріалів

Бенедик Тетяна, учениця 11 класу ЗОШ №31, збір та обробка матеріалів

Пироженко Олександр, учень 11 класу ЗОШ №31, збір та обробка матеріалів

Маненко Наталія, учениця 11 класу, збір та обробка матеріалів

Левочко Богдан, учень 10 класу, збір та обробка матеріалів

Полуденко Владислав, учень 11 класу, фотограф, художник-оформлювач

Стадніченко Вікторія, учениця 11 класу, збір та обробка матеріалів

Чудакова Тетяна , учениця 11 класу, збір та обробка матеріалів

Члени шкільного гуртка «Геолог»

Дослідження складу гірських порід та мінералів Піщанского кар’єру міста Кременчука

Мета експедиції: збір, опис та систематизація гірських порід та мінералів м. Кременчука, прищеплення інтересу до наукових досліджень з геології та ознайомлення з професією геолога.

I. Геологічна будова Кременчуцького району

У межах Кременчуцького району структура фундаменту платформи представлена північно-східним схилом Українського кристалічного щита (УКЩ), структура чохла – Дніпровсько-Донецькою западиною (ДДЗ) – північною частиною Дніпровсько-Донецького авлакогена Зона зчленування північно-східного схилу УКЩ з південно-західним бортом ДДЗ є особливістю геологічної будови Кременчуцького району.

Перехід ДДЗ у відкриту частину УКЩ фіксується численними виходами кристалічних порід на денну поверхню по обох берегах Дніпра.

УКЩ складений різними за віком осадово-метаморфічними та магматичними гірськими породами: амфіболітами, кварц - біотитовими сланцями, залізистими кварцитами, гнейсами, плагіогранітами, мігматитами, мікрокліновими гранітами. Кременчуцькі плагіограніти і мігматити поширені на обох берегах Дніпра. Вони складаються м. Кременчука і його околиць . Це сірі, переважно середньозернисті породи, як правило, смугастої текстури. Зі збільшенням темно кольорових мінералів граніти поступово переходять у мігматити. Головні мінерали: плагіоклаз (50-55%), кварц (20-30%), біотит (10-15%). Акцесорні: апатит, циркон, сфен. Вторинні: епідот, хлорит .

На території міста розташоване Піщанське родовище з вивченими запасами.

II. Польові дослідження

Експедиція учнів ЗОШ № 31 до Піщанського кар’єру ТОВ «Кварц» .

Експозиція зразків гірських порід та мінералів з двох кар’єрів на географічному майданчику ЗОШ № 31 м.Кременчука (Додаток 1) – 150 екземплярів.

III.Камеральні дослідження

Визначення магнітних властивостей мінералів за допомогою компасу

Визначення твердості мінералів за допомогою леза ножа

Визначення твердості мінералів за допомогою голки

Визначення твердості мінералів за допомогою скла

Визначення кольору мінералів за допомогою шкали твердості

Визначення кольору мінералів за кольором риски на бісквіті

Визначення спайності та зламу

Визначення реакції з 10 % розчином HCL(Додаток 2)

IV. Опис мінералів (загальний)

Для визначення мінералів у польових чи лабораторних умовах треба навчитися чітко встановлювати їхні основні діагностичні ознаки – фізичні та деякі хімічні. Знання діагностичних ознак дає змогу з достатньою достовірністю визначити найпоширеніші мінерали не тільки у великих зразках, але й у разі наявності їх у породах у вигляді невеликих вкраплень, уламків тощо. Основними діагностичними фізичними ознаками мінералів є їхні колір, блиск. Прозорість, твердість, спайність, злам, густина. Рідше використовуються магнітність, смак, запах тощо.

Колір мінералів визначається їхнім хімічним складом, кристалічною структурою, механічними домішками. Розрізняють колір мінералів у суцільному стані і в порошку. Оскільки лише порівняно невелика кількість мінералів має постійне забарвлення (малахіт – зелений, сірка – жовта, кіновар – червона), а багато мінеральних видів різнобарвні (флюорит – жовтий, коричневий, рожевий, зелений, фіолетовий, безбарвний; кварц – білий, чорний, димчастий, рожевий, зелений тощо), надійнішою ознакою є колір порошку мінералу, або його риска. Колір риски визначають, потерши мінералом об шорстку поверхню фарфорової пластинки (бісквіта). Наприклад, колір риски різнобарвного флюориту завжди білий. Колір риски можна,однак. Визначити лише для порівняно м’яких мінералів. Якщо ж твердість їх перевищує твердість бісквіта (5…6) за шкалою Мооса, то вони дряпають його, не залишаючи риски. Отже, для кожного мінералу встановлюють, за можливості, дві характеристики – колір його в суцільному стані (в куску), який визначається візуально, і колір риски. Остання характеристика особливо важлива для непрозорих, густозабарвлених мінералів. У прозорих і напівпрозорих різновидів мінералів порошок, як правило, безбарвний, білий.

Блиск мінералів зумовлений відбиттям світла від їхньої поверхні. За блиском мінерали поділяються на дві групи.

До першої належать мінерали з металічними чи напівметалічним (металоподібним) блиском. Металічний блиск нагадує блиск поверхні металу. Так блищать самородні метали, сульфіди, деякі оксиди (пірит, галеніт, золото, магнетит тощо). Це непрозорі мінерали з чорною чи темнозабарвленою рискою. Напівметалічний блиск (тьмяний металічний) характерний, наприклад, для графіту.

Другу, численнішу, групу утворюють мінерали з неметалічним блиском:

алмазний блиск – дуже сильний, характерний, для прозорих та напівпрозорих мінералів (алмаз,сфалерит);

скляний блиск нагадує блиск поверхні скла, дуже поширений (кальцит, галіт, кварц на гранях кристалів);

жирний блиск – поверхня мінералу видається ніби змащеною жиром, чи покритою жирною плівкою (нефелін, кварц на зламі);

перламутровий блиск нагадує блиск внутрішніх поверхонь черепашок деяких молюсків (слюда, гіпс);

шовковистий блиск буває в мінералів, які утворюють голчасті чи волокнисті агрегати( азбест, селеніт);

восковий блиск мають деякі мінерали з аморфною будовою (кремінь).

Окремі мінерали, зокрема ті, що утворюють землисті агрегати, взагалі не блищать, у цьому разі їхній блиск характеризують як матовий (піролюзит, лімоніт).

Металічний блиск характерний для більшості рудоутворювальних мінералів.

Крім здатності відбивати світло, мінерали мають і здатність пропускати світло – прозорість. За цією ознакою виділяють мінерали прозорі,напівпрозорі (як матове скло)і непрозорі. До останніх належать мінерали з металічним блиском. Однак майже всі мінерали, за винятком деяких самородних, прозорі або просвічують у дуже тонких зрізах, шліфах, які використовують для діагностування їх під мікроскопом.

Під твердістю мінералів розуміють їхню здатність протистояти зовнішній махе нічній дії (дряпанню, різанню, стиранню тощо). Твердість залежить від особливостей кристалічної структури мінералів.

Німецький мінералог Ф. Моос запропонував десятибальну шкалу, в якій мінерали групуються відповідно до їхньої відносної твердості. Шкалу назвали його ім’ям - шкала Мооса, або мінералогічна шкала твердості. Вона складається з 10 мінералів-еталонів, з яких кожний наступний, тобто мінерал з вищим порядковим номером, завдає подряпин кожному попередньому, тобто залишає на ньому неглибокий слід. Мінерали з рівними значеннями твердості не дряпають один одного.

Шкала твердості відносна. З її допомогою можна встановити лише, який мінерал твердіший. Для порівняння наведено абсолютну твердість мінералів-еталонів, виміряну на спеціальних приладах-склерометрах.

Мінерали з твердістю 1…2, за шкалою Мооса, умовно вважаються м’якими, з твердістю від 3 до 6 – середньої твердості і вище 6 - твердими.

Для визначення твердості мінералів, за шкалою Мооса, слід гострими краями зразків дряпати рівні, свіжі, не вивітрені поверхні. В деяких мінералів, через особливості будови кристалічної решітки, твердість може бути різною в різних напрямках (анізотропія).

За відсутності шкали Мооса орієнтовану твердість мінералу можна визначити підручними засобами. Наприклад, можна скористатися олівцем (твердість графіту – 1), залізним цвяхом – твердість 4, склом – твердість 5, ножем – твердість 5…6, голкою – твердість 6.

Спайністю називають здатність мінералів розколюватися чи розщеплюватися за певними площинами, паралельними дійсним чи можливим граням кристала, які називають площинами спайності. Вони здебільшого гладенькі, блискучі, утворюють внаслідок неоднакових сил зчеплення між певними плоскими сітками кристалічної решітки кристала

Розрізняють такі ступені спайності:

цілком досконалу - мінерал розщеплюється пальцями на окремі гладенькі пластини (слюди, гіпс, тальк);

досконалу-мінерал від легкого удару розколюється в одному чи кількох напрямках з утворенням рівних гладеньких поверхонь (кальцит, галіт, галеніт);

середню-внаслідок удару утворюються окремі уламки, обмежені рівними і нерівними поверхнями (польові шпати);

недосконалу – всі уламки мають нерівні поверхні (кварц, магнетит), тобто в цьому разі спайності немає зовсім.

Деякі мінерали характеризуються спайністю в двох, трьох, чотирьох й шести напрямках. У такому разі вказують кути між площинами спайності.

Площини спайності не треба плутати зі гранями кристалів. Слід пам’ятати, що, по-перше площини спайності вирізняються сильнішими, ніж на гранях, блиском, свіжіші на вигляд, по-друге, у мінералів зі спайністю є здебільшого декілька паралельних площин спайності. У деяких мінералів на гранях видно штриховку (пірит, кварц), тоді як площини спайності завжди гладенькі .

Для мінералів з недосконалою чи цілком недосконалою спайністю важливою діагностичною ознакою може служити злам, тобто характер поверхні уламків, на які мінерал розколюється внаслідок удару. Найпоширенішими видами зламу є:

раковистий – гладенька випукла поверхня з концентричною ребристістю, що нагадує черепашку деяких молюсків (кварц);

скабистий – характерний для стовпчастих чи волокнистих агрегатів деяких мінералів на поперечному сколі (рогова обманка, азбест);

землистий – характерний для тонкозернистих, пилуватих агрегатів (лімоніт);

східчастий – з характерними східцеподібними уступами (галеніт);

нерівний (нефелін, апатит) тощо.

Густина мінералів у повсякденний практиці визначається лише орієнтовано звичайним зважуванням на долоні ( в лабораторних умовах з допомогою гідростатичних ваг). Густина мінералів коливається переважно від 1 до 20 г/см³.

Важливо навчитися хоча б приблизно визначати належність мінералу до певної групи: легкі мінерали мають густину до 2,5г/см³, середні – до 4, важкі – 4…6, дуже важкі понад г/см³. За певних навичок вдається досить легко відрізняти, за необхідності, мінерали перших і останніх груп.

Деякими мінералам властиві також такі ознаки, як магнітність – здатність діяти на магнітну стрілку (магнетит), смак (галіт – солоний, сильвін – гіркуватий), запах (фосфорити при терті, сірка при горінні), ковкість (золото), жирність на дотик (тальк), гнучкість (слюди), горючість (слюди).

З хімічних ознак діагностичне значення має реакція з 10% розчином соляної кислоти і розчинність у воді. Реакцію з 10% HCI (або зі столовим оцтом) дають мінерали групи карбонатів (скипання). Деякі мінерали (галіт, сальвін) можуть повністю або частково розчинятися в дистильованій воді.