4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Коды компетенций	Формы текущего контроля успевае­мости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам
				Л	ЛЗ	С	СР
1	Кристаллография	2	1-8	15	15	0	60		8 нед.– КР
	Геометрическая кристаллография			7	7		30	ОК-1, 2, 4, 9, 21; ПК-2, 4, 6, 10, 12, 21, 22, 23, 25
	Формы нахождения кристаллов в природе. Образование и рост кристаллов. Искусственные кристаллы. Рентгеновские методы изучения внутренней структуры кристаллов. Кристаллохимия.			8	8		30	ОК-1, 2, 4, 9, 21; ПК-2, 4, 6, 10, 12, 21, 22, 23, 25
2	Минералогия	2	9-16	15	15	0	60		16 нед. – КР Экзамен
	Процессы минералообразования			7	7	0	30	ОК-1, 2, 4, 9, 21; ПК-2, 4, 6, 10, 12, 21, 22, 23, 25
	Характеристика минералов различных классов			8	8	0	30	ОК-1, 2, 4, 9, 21; ПК-2, 4, 6, 10, 12, 21, 22, 23, 25

Л – лекции, ЛЗ – лабораторные занятия, С – семинары, СР – самостоятельная работа, КР – контрольные работы.

4.1. Содержание разделов дисциплины

1. Введение. Основные понятия.

Содержание курса, его связь с другими дисциплинами геологического цикла и в первую очередь петрографии, литологии, петрофизики и полезных ископаемых. Практическое значение минералогии. Значение минералогических исследований при поисках, разведке и освоении месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых.

Краткий обзор истории развития кристаллографии и минералогии. Значение работ М.В.Ломоносова, П.В.Севергина, Н.И.Кокшарова, Е.С.Федорова, В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана, Ю.В.Вульфа, Ф.Ю.Левинсон-Лессинга, В.Н.Лодочникова и др.

Определение понятий «кристалл», «минерал».

2. Кристаллография.

2.1. Кристалл. Основные законы геометрической кристаллографии.

Понятие о кристаллическом веществе как одной из форм существования материи. Распространенность кристаллов в природе. Аморфное вещество. Кристаллическая решетка. Основные свойства кристаллов.

Законы плоскогранности и прямореберности, симметрии, постоянства углов, рациональности отношений параметров, поясов. Связь внешней формы и внутреннего строения кристаллов. Примеры естественных кристаллов.

2.2. Симметрия. Сингонии. Координатные оси и символы граней.

Связь внешней симметрии с симметрией пространственной решетки. Элементы симметрии, их определение в кристаллах. Понятие о сингониях. Ориентировка координатных осей в кристаллах различных сингоний. Элементарные ячейки, единичные грани, единичные отрезки. Параметры и индексы. Символы граней и их определение.

2.3. Простые формы и их комбинации. Классы симметрии.

Понятие о простых формах, открытых и закрытых, главных и производных. Комбинации простых форм. Классы симметрии всех сингоний. Примеры естественных кристаллов.

2.4. Измерение кристаллов. Стереографические проекции.

Гониометры и измерение кристаллов. Стереографические проекции и необходимость их применения при изучении кристаллов. Сетка Вульфа. Правила установки кристаллов. Построение стереографической проекции с помощью сетки Вульфа.

2.5. Формы нахождения кристаллов в природе.

Монокристаллы и сростки. Сростки закономерные и незакономерные. Параллельные сростки. Двойники. Двойниковые оси и плоскости. Примеры двойников (гипс, кварц, полевые шпаты и др.).

2.6. Образование и рост кристаллов. Искусственные кристаллы.

Теории роста кристаллов. Рост плоскими слоями и спиральный рост на дислокациях. Рост кристаллов из расплавов, растворов, газов. Скорость кристаллизации. Зародыши и начальные стадии роста. Изменения кристаллов в процессе роста. Зональность и секториальность кристаллов. Изменения формы в зависимости от скорости роста граней. Влияние степени пересыщения среды. Скелетные кристаллы. Влияние концентрационных потоков, гравитации, примесей. Расщепление, мозаичный рост, дендриты. Влияние механических препятствий, идиоморфный и ксеноморфный рост.

Методы (Вернейля, Чохральского, гидротермальный, зонной плавки и др.) выращивания искусственных кристаллов корунда, алмаза, кварца, кремния и др. Практическое значение монокристаллов для электронной, оптической, радиотехнической и других отраслей промышленности.

2.7. Рентгеновские методы изучения внутренней структуры кристаллов.

Принципы рентгеноструктурного анализа. Формула Бреггов-Вульфа. Методы Лауэ, вращающегося кристалла, порошка. Роль рентгеноструктурного анализа для идентификации минералов, изучения тонкодисперсных горных пород.

2.8. Кристаллохимия.

Связь химического состава и структуры кристаллов. Принцип плотнейшей упаковки, Типы плотнейших упаковок и сингонии. Ионные и атомные радиусы, координационные числа. Типы энергетических связей. Металлические, ионные, ковалентные, молекулярные связи. Влияние внутренней структуры и состава кристаллов на их физические свойства.

Изменения состава и внутренней структуры минералов. Изоморфизм и ионные радиусы. Совершенный и несовершенный изоморфизм. Примеры «твердых растворов» (полевые шпаты, оливин, пироксены).

Явление полиморфизма. Полиморфизм углерода, кремнезема, карбоната кальция, силиката алюминия и др.

Значение изучения изоморфизма и полиморфизма для установления термобарических условий образования минералов и горных пород. Геотермометры и геобарометры.