№ 2 Зертханалық жұмыс

Тақырып: Минералдарды бір николде зерттеу. Кендік минералдардың шағылу қасиеті. Эталон-минералдар

Методы изучения и практического решения задач темы: освоение техники определения отражательной способности рудных минералов, путем сопоставления их с главнейшими минералами-эталонами.

Цели лабораторного занятия: Научиться диагностировать рудные минералы по их отражательной способности (2 часа).

Задания:

1. Определить отражательную способность высокоотражающих минералов, путем сопоставления их с пиритом, арсенопиритом, халькопиритом, галенитом.

2. Определить отражательную способность низкоотражающих минералов, путем сопоставления их со сфалеритом и шеелитом.

Контрольные вопросы:

1. Дать определение понятию отражение.

2. Перечислите основные минералы-эталоны по отражательной способности.

3. Назовите причины, приводящие к ошибочным определениям отражательной способности.

Минералдың жалтыратылған бетіне түскен жарықтың белгілі бір бөлігінде шағылу қасиеті пайда болады. Минералдардың шағылуын қарапайым сөзбен айтқанда «жарық» сөзімен ауыстыруға болады. Барлық белгілі шағылу дәрежесін анықтау әдістердің негізінде зерттелетін минералдардың шағылу көрсеткіштерін эталон немесе салыстырма үлгітастың шағылу көрсеткіштерімен салустыру қағидасы жатады. Қолданатын құралдар мен өлшеу тәсіліммен байланысты, шағылу қабілетін анықтау екі түрге бөлінеді: 1) объективтік әдіс, арнайы фото қабылдағышпен минералдың жарығын тіркеуіне негізделген. Бұл мақсаттарға жету үшін пайдалынатын өлшеу аспаптар – әртүрлі үлгілі спектрфотометрлер, зерттеушінің жоғарғы білікті болуын талап етеді – сондықтан арнайы зерттеу жұмыстарында қолданылады; 2) субъективтік әдіс, минералдың жарқырауын көзмөлшермен қабылдауға негізделген. Бұл жағдайда минералдардың шағылу қабілеті мен түсін, зерттеуші зерттелетін минералды белгілі эталон –минералмен салыстыру арқылы көзбен бағалайды.

Кендік минералдар жарықты күшті шағылыстырады және жалтыратылған тастілімде ашық, жарық боп көрінеді. Желілік минералдар жарықты әлсіз шағылдырады және сондықтан сұр, қара-сұр сияқты болып көрінеді. Жалтыратылған тастілімде кендік минералдардың жарықтығы бірдей емес. Сомтума металдар, арсенидтер, антимонидтер, теллуридтер неғұрлым жарық, жалтырап көрінеді ( R ≥60 %); неғұрлым жарықтығы аз, бірақ өте ашық түсті сульфидтер – R = 30—60%; ашық-сұр және сұр – оксидтер R= 10—30%; қара-сұр – бейкендік минералдар (силикаттар, тотықтар, карбонаттар, сульфаттар), олардың шағылуы өте төмен (кварцта R = 4 %).

Әртүрлі минералдардың шағылу қабілетін күнделікті минераграфиялық тәжірибеде анықтауында, бастысы салыстырмалы жарықтар айырмашылығын айқындау болады, ол минералдарды түстерінің реңктері бойынша айыруына емес, ең маңыздысы тек сұр түстердің қарқындығын анықтауына байланысты.

Екі минералдардың қарауттысы әлбетте төмен шағылу қабәлетіне ие болады.

Ауада белгіленетін шағылу қабілетінде аздаған айырмашылығы, жиі майлы иммерсияда ұлғаяды. Бұл мақсатқа жету ұшін ерекше әлсіз иммерсиялық объективтерді ұсынуға қажет.

Зерттелетін минералды анықтауында шағылу қабілеттері бойынша салыстыруға пайдалынатын негізгі эталон-минералдарды 1 кестеде көрсетілген. Минералдардың шағылу қабілеттері 95% – 3-4% аралығында болады.

Шағылу қабілетінің төмен көрсеткіші бейрудалық минералдарға тән.

1 кесте

Эталон-минералдар – шағылу қабілеті бойынша

Минерал атауы	Формула	Минерал түсі	Шағылу қабілеті, %
Пирит	FeS2	Ашық сары түсті, ақ түсті арсенопириттің жанында жақсы байқалады.	55
Арсенопирит	FeAsS	Ақ түсті, кейде нәзік қызғылт реңктіі болады.	54
Халькопирит	CuFeS2	Ашық сары түсті, жарық немесе сары.	48
Галенит	PbS	Ашық ақ, кейде нәзік күлгін реңкпен.	43
Куңгірт руда	Cu12(AsSb)4S13	Сұрша-ақ, галенитпен салыстырғанда жасылтым реңкті.	30
Гематит	Fe2O3	Ашық. Басқа минералдар болмаса таза ақ; сульфидтердің қасында күңгірт және көкшілдеу	25
Магнетит	Fe3O4	Сұр, айнымалы қоңырлау реңкті.	20
Сфалерит	ZnS	Сұр, төмен шағылғыш минерал.	17
Шеелит	CaWO4	Қарауытты-сұр, төмен шағылғыш минерал, бейрудалық минералдарға жақын.	10

Ескертпе: Аншлифтерде әртүрлі түстері бар минералдардың шағылу қабілеттерін салыстырғанда сәулесүзгішті пайдалану қажет, олар минералдардың жарығына келтіретін түстің кедергі әсерін жояды. Әдетте қызғылт сары, жасыл және көк сәулесүзгіш пайдалынады, олар арнайы опақ-иллюминатордың ойығына қондырылады. Түссіз минералдарды салыстырмалы бағалауы әдетте «ақ» жарықта іске асырылады.

Шағылу қабілетін бағалауына кері әсерін келтіретіні ең маңызды қағидалар.

1. Минералды нашар жалтырату. Егер жарықшалар, тырналуы, қуыстар мен кеуектері көп болса, минералдар жалтырлатқан жазықта төмен шағылғыш боп көрінеді (мысалы, марганец, темір гидроксидттері және т.б.). Сондықтан аншлифтегі жарықшалары мен тырналуы жоқ түйірлерді таңдап алады, оларды көз аясына қояды және эталонмен салыстырады.

2. Зерттеушінің көзімен әртүрлі шағылу толқын ұзындығын, тек белгілі аралығында ажыратуымен байланысты, минерал түсі қыйыншылық туғызуы мүмкін. Осы қыйыншылықты жою үшін сәулесузгіш еңгізіледі, сонда аншлифке түскен жарық қысқа толқын ұзындықтар аралығында шектеледі. Мысалы, халькопирит үшін – сары, ковеллин үшін – көк және т.б. Сәулесузгіштің түсі минералдың түсіне жақын болса, сол минералдың R жоғары; және керісінше болады.

3. Анизатропты минералдардың шағылуы түйірлердің бағыттануымен байланысты өзгереді, сондықтан R көрсеткішін өте жарық және ашық түйірлерде бағалау кажет.

4. Кейбір минералдардың R көрсеткішінің өзгеруі, олардың химиялық құрамы изоморфты қоспалар арқылы өзгеруімен байланысты (мысалы, сфалерит үшін).

Сонымен, егер осы себептерді есте сақтап және ескерсек, сонда көзбен шағылуды белгілі дәлділікпен бағалау мүмкіндігі бар деп санауға және сонымен қатар минералды анықтауға болады.

Шағылу қабілетін анықтау техникасы: бір әйнекте немесе бір табанында екі жалтырлатқан шлифтер қатар қойылады – біреуі эталон-минерал, екіншісі анықталатын. Екеуінің жалтырлатқан беттері бір деңгейде болуы қажет. Микроскоппен зерттелетін алаңдарын әр шлифте қоршап сызып алу керек. Осындай қос препаратта, анықтайтын минералды және эталон-минералдарды ауыстырып шағылу көрсеткішін тез салыстыруға болады.

Әдебиет: [1] б. 38-52; [2] б. 7-12; [3] б. 54-60; [4] б. 48-51; [5] б. 88-93; [8] б. 208-217

№ 3 ЗЕРТАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

Тақырып: Минералдарды бір николде зерттеу. Минералдардың түсі мен қосшағылуы

Методы изучения и практического решения задач темы: наблюдение цвета минералов в сравнении с другими минералами, с которыми они часто ассоциируют, а также с минералами-эталонами по цветам. Использование характерных рудных минералов для наблюдения явления двуотражения.

Цели лабораторного занятия: приобрести практические навыки в распознавании цветовых оттенков. Научиться видеть явление двуотражения у рудных минералов (2 часа).

Задания:

1. Знать деление минералов по цветам и определить цвета минералов путем сравнения с цветом эталонов (галенит, сфалерит, халькопирит).

2. Запомнить цвета минералов на фоне других окружающих минералов.

3. Описать явление двуотражения в рудных минералах.

4. Разделить основные характерные минералы по явлению двуотражения.

Контрольные вопросы:

1. Назовите причины, оказывающие влияние на цвет минерала.

2. Назовите минералы-эталоны бесцветных и ясноокрашенных минералов.

3. У каких минералов наблюдается двуотражение?

4. Что такое плеохроизм отражения?

Шағылған жарықтағы минералдың түсі – өте маңызды белгі, бірақ бастаушы мамандарға оны бағалау көп қиындық туғызады. Шағылған жарықта минералдың түстерін түс өні мен жарықтығына қарай ажыратады (минералдың шағылу қабілеті). Түс өні күшті көрінетін минералдарға түсі, өте маңызды анықтау белгісі боп келеді. Алайда минералдардың көбі таза ақ және әлсіз реңкті сұр түсті болады. Шағылған жарықта, әдетте адамның тәжірибесі ұлғайған сайын, көзі түстің әлсіз айырмашылығын аңғара бастайды және алғашында байқалмаған түс реңктері, шағын тәжірибе алғанда айқын көрінетін болады

Түстері бойынша кендік минералдар шағылған жарықта екі топқа бөлінеді: 1) түссіз және әлсіз боялған; 2) айқын боялған. Кенді минералдардың басымы түссіздерге жатады. Олардың түстері ақ, ашық-сұр және сұр. Әлсіз боялған минералдар – түссіз минералдардың боз төсеніштік өндері: көкшілдеу, сарылау, күлгіндеу, қоңырлау, жасылдау. Минерал түсінің реңкі галенит арқылы немесе иммерсиялық майда анықталады. Түссіз минералдар әлсіз түстілерге қарағанда аз таралған. Кендік минералдардың түс эталондары 2 кестеде көрсетілген, оларды шағылған жарықтағы минерал тұсін анықтағанда пайдалануға болады.

2 кесте

Шағылған жарықтағы кендік минералдардың негізгі түстерінің эталон-минералдарды

Минерал	Минерал түсі
Түссіз және әлсіз боялған
Галенит	Ақ
Күңгірт кен	Ашық-сұр, оливалық реңкпен
Сфалерит	Сұр
Шеелит	Қара-сұр
Пирротин	Крем
Никелин	Крем-күлгін
Жарық боялған
Халькопирит	Сары
Ковеллин	Көк
Борнит	Қоңыр, қызғылт және күлгін, тотығуына және құлпырмасына байланысты

Минерал түсі қоршаған минералдардың түстерімен салыстырғанда кендік микроскопта немесе салыстырғыш микроскопта көзбен анықталады. Әдетте зерттелетін минерал түсі эталондар түстерімен салыстырылады. Галенитпен барлық минералдар, сфалеритпен – R<17—18 % минералдар салыстырылады. Сонда минералдың түсінің реңкі анықталады.

Шағылған жарықта зерттегенде кендік минералдардың түс өзгертуінің басты себептері:

1. Нашар жалтыратылғаны, кендік минералдардың түсін анықтауға кедергі жасайды. Мысалы, халькозин, көкшілдеу реңкті ақ, нашар жалтырлатылса көк болады.

2. Қоршаған минералдардың кендік минералдарды анықтауына әсер етуі. Мысалы, халькопирит галениттің жапсарласында анық сары, алтынның қасында жасылдау-сары боп көрінеді.

3. Иммерсииялық ортаның сыну көрсеткіші.

Минерал түсін анықтау: Егер белгісіз минералдың қасында эталон-минерал жақын орналасса, ол минералдың түсін нақты айқындауға болады. Егер ондай минерал болмаса, онда келесідей жасау керек. Зерттеліп жатқан шлифтің және эталон-минерал шлифінің бүйір жақтарын жалтыратып, сол жақтарын айқастырып қол пресімен бастырып, ал жалтыратылған беттерін бір жазыққа келтіреді. Сонымен екі минерал микроскоптың көз аясына түседі және бір-біріне жақын орналасады. Зерттелетін минералды эталон-минералмен салыстырғанда, оның бояуын және айрықша түс реңкін анықтауға болады.

Қосшағылу – минералдың шағылуын өзгерту қасиеті. Шағылу плеохроизмі – минералдың түсі мен реңкін өзгерту қасиеті. Қосшағылу минералға тән қасиеттің бірі болады және ∆R түртіндімен көрсетіледі. Анықтау мағынасы зор. Кубтық сингония минералдары, түйірлердің әртүрлі бағдарында, микроскоп үстелшесін айналдырған кезде, шағылуын және түсін өзгерпейді. Басқа сингониялардың басым минералдары белгілі бағытта айналдырған кезде, кимасы шағылуын немесе түсін (немесе екеуінде) өзгертеді. Бірақ гексагондық және тетрагондық кристалдардың изометриялық (базалық) қималары осы қасиеттердің бірде-бірін көрсетпейді және өздерін кубтық минералдардай көрсетеді.

Қоссыну шамасы бойынша үш деңгей ажыратылады: күшті, әлсіз және өте әлсіз. Қосшағылуы бар минералдар мысалы 3 кестеде көрсетілген.

3 кесте

Қосшағылу көріністері бар минерал мысалдары

Күшті қосшағылатын минералдар
Графит, молибденит, ковеллин, пиролюзит, марказит, антимонит, халькофанит, валлериит. Біршама әлсіз қосшағылатын ильменит, пирротин, никелин, кубанит, висмутин, бертьерит.	Минералдың монотүйірінде ауада кіші ұлғайтқыш объктивте (4,7; 9) байқалады және әртүрлі жарықтық және сирек, түсті әсерімен сипатталады.
Әлсіз қосшағылатын минералдар
Гематит, арсенопирит, энаргит, саффлорит, раммельсбергит, леллингит.	Әлсіз қосшағылуы оңаша түйірлерде зорға белгіленеді, бірақ изотропты минералдар қоршауында жақсы көрінеді.
Өте әлсіз қосшағылатын минералдар
Халькопирит, халькозин, аргентит, кобальтин, бурнонит, маухерит.	Өте әлсіз қосшағылу заттық үстелшені айналдырғанда және изотроптық минералдардың жапсарларында онша көрінбейді.

Сонымен, әр анизотропты минералда бір жазықтыққа параллель қосшағылу болмайды, және бір немесе бірнеше кристаллографиялық жазықтарына параллель қосшағылу максималды болады. Мысалы орта сингония кристалдарында с өсіне перпендикуляр қималарында, қосшағылуы жоқ, ал с өсіне параллелінде қосшағылу максималды болады. Осы себепке байланысты, қосшағылуды байқауын әртүрлі бағыттағы түйірлерде жүргізу қажет. Шағылу плеохроизмі мен қосшағылуы бар минералдар мысалы 4 кестеде келтірілген.

4 кесте

Шағылу плеохроизмі (ауада) мен қосшағылуы бар минералдар

		Қосшағылу (~R% λ 546 нм болғанда)
Минерал	Түстерінің өзгеруі (күңгірт — ақшыл)
Ковеллин	Күңгірт -көк — көкшіл-ақ	|7—24
Молибденит	Ақшыл-сұр — ақ	19—39
Висмутин	Ақшыл-сұр — сарғыш-ақ	38—45
Пирротин	Қызғылтым-қоңыр— қоңырлау-сары	34—40
Никелин	Қызғылтым-қоңыр — көкшіл-ақ	47—52
Кубанит	Қызғылтым-қоңыр — ақшыл-сары	35—40
Валлериит	Қоңырлау-сұр — кремді-сары	14—22
Миллерит	Сары — ақшыл-сары	50—50
Графит	Қоңырлау-сұр — сұр-қара	7—18

Кейбір жоғарғы қоссынуы бар мөлдір минералдарда қосшағылуы көрінеді. Сонымен, күшті қосшағылу Са, Мg, Fе, Рb, Zn карбонаттарында байқалады. Кварц, барит, гипс және дала шпаттарында қосшағылу жоқ.

Қосшағылу көріністерін байқау: Ол микроскоп үстелшесін 360° айналдырғанда поляризатор арқылы анизотроптық кендік және желілік минералдарда байкалады. Қосшағылуды күндізгі жарық сәулесүзгішімен және поляризатордың құлаған жарықтың тербеліс бағытына көлденең болғанында жүргізу керек. Минералдың қосшағылуын байқағанда микроскоптың көз аясына мономинералды телімі қойылады, онда әртүрлі бағыттас түйірлер болады. Қосшағылуды зерттеуді молибденит, графит, антимонит, ковеллин, пирротин, арсенопирит, кальцит минералдарда ең жақсы жүргізеді.

Әдебиет: [1] б. 38-52; [2] б. 7-12; [3] б. 54-60; [4] б. 48-51; [5] б. 88-93; [8] б. 208-217