34.Связь минералогии с другими науками.

Минералогия оказала огромное влияние на развитие других естественных наук. Химия (в древности алхимия) развивалась на основе изучения химических свойств различных минералов и руд; на минералах отрабатывались методы аналитической химии, большинство химических элементов было обнаружено при изучении химического состава минералов.

Многие физические свойства и явления первоначально были открыты на природных кристаллах. С них же началось развитие представлений о строении кристаллического вещества. Именно в недрах минералогии зародились и в дальнейшем получили самостоятельное развитие кристаллография, кристаллохимия, петрография, геохимия,учение о полезных ископаемых и др.

Современная минералогия находится в тесном взаимодействии с естественными науками – физикой и химией. В минералогии широко используются теоретические и методические достижения этих наук. Учение о минералах служит своеобразным проводником научно-технического прогресса в смежные геологические и прикладные науки, связанные с изучением минерального состава пород и руд, с поисками, разведкой и переработкой минерального сырья. Минералогические методы изучения минералов широко используются в петрологии, литологии, геохимии, при изучении почв и грунтов, криологии, при изучении состава окаменелостей и каустобиолитов, в медицине, археологии и других науках.

35. Главные минералы руд медно-колчеданных месторождений Южного Урала.

КОЛЧЕДАННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ — залежи сернистых (сульфидных) соединений металлов в недрах Земли, имеющие промышленное значение. Разделяются на серно-колчеданные, медно-колчеданные и полиметаллически-колчеданные месторождения. В рудах серно-колчеданных месторождений преобладают сульфиды железа — пирит, пирротин, марказит. В рудах медно-колчеданных месторождений, кроме того, присутствуют минералы меди — халькопирит, борнит, халькозин. В рудах полиметаллически-колчеданных месторождений находятся минералы цинка и свинца, а также барита, иногда гипса.

1)ХАЛЬКОПИРИТ медный колчедан— минерал класса сульфидов, близкий по составу к CuFeS2 (обычно с небольшим дефицитом S). Цвет латунно-жёлтый с синей или пёстрой побежалостью. Блеск металлический. Твердость 3,5-4. Плотность 4200+100 кг/м3. Спайность отсутствует. Хрупкий. Излом раковистый. Кристаллизуется в тетрагональной сингонии, выше 700°С — в кубической. Характерны двойники. Красивые коллекционные кристаллы халькопирита величиной до 10 см известны в месторождениях Караобинское и Джезказганское (Казахстан), до 2-3 см — в Дашкесанском (Азербайджан) и Дальнегорском (Приморье) месторождениях.

Халькопирит — главный рудный минерал меди; широко развит в различных генетических группах месторождений: магматических сульфидных, медно-никелевых, скарновых, медно-порфировых, медно-колчеданных, гидротермальных жильных месторождениях, медистых песчаниках и сланцах (см. медные руды). Типичен также для полиметаллических месторождений. Установлен в составе лунного грунта, в виде включений в алмазах, оливинах и гранатах из кимберлитов (Якутия, ЮАР); типичный акцессорный минерал хондритов. Основной метод обогащения — пенная флотация, аналогично борниту.

2) БОРНИТ, пёстрая медная руда — минерал, сложный сульфид меди и железа, Cu5FeS4. В связи с дефектностью структуры наблюдаются широкие колебания химического состава (%): Cu — 52-65, Fe — 8-18, S — 20-27. Кристаллизуется в кубические сингонии. Известны тетрагональная, тригональная и ромбическая полиморфные модификации. Структура шпинелевого типа. Наиболее часто встречается в виде сплошных масс или зёрен неправильной формы; кристаллы крайне редки. Известны двойники по (111). Цвет на свежем изломе тёмный медно-красный, на воздухе появляется пёстрая (в основном синяя) побежалость. Блеск полуметаллический. Спайность практически отсутствует, излом мелкораковистый, неровный. Твердость 3-4. Плотность 4900-5300 кг/м3. Хрупок и непрозрачен. Парамагнитен. Генезис разный: гипогенный борнит (обычно из гидротермальных месторождений) типичен для колчеданных руд; гипергенный борнит — для зоны вторичного сульфидного обогащения и осадочных пород. В гидротермальных месторождениях борнит ассоциируется с халькопиритом, пиритом, сфалеритом, блёклой рудой. В зоне окисления за счёт борнита образуются малахит, азурит, куприт и другие гипергенные минералы.бБорнит — важный минерал медных руд. Основной метод обогащения — флотация.

3) ХАЛЬКОЗИН медный блеск, — минерал класса сульфидов, Cu2S. Содержит 79,8% Cu, примесь Ag (до 0,2%). Сингония моноклинная; гексагональная полиморфная модификация устойчива при температуре выше 105°С. Кристаллическа структура координационная. Призматические или толстотаблитчатые кристаллы редки. Образует двойники псевдогексагональной формы или микроскопически пластинчатые. Обычно встречается в виде массивных, плотных или зернистых агрегатов серой (до чёрной) окраски. Блеск металлический. Спайность неясная, излом раковистый. Твердость 2,5-3. Плотность 5500-5800 кг/м3. Ковкий, хороший проводник электричества. Халькозин образуется при гипергенных и гипогенных процессах. Значительные скопления его обычно приурочены к зонам вторичного сульфидного обогащения медно-колчеданных месторождений (например, Рио-Тинто, Испания; Моренси, Бингем-Каньон, США, и др.), где ассоциирует с борнитом, халькопиритом и другими сульфидами. Является главным рудным минералом медистых песчаников (Джезказганское месторождение, Казахской CCP; Медоносный пояс Центральной Африки и др.). Встречается также в рудах гидротермальных кварцево-сульфидных жильных месторождений медных руд (Бьютт, США). Халькозин — один из главных рудных минералов меди (см. медные руды). Обогащается в основном пенной флотацией.

36. Минералы группы слюд: мусковит, биотит, флогопит, лепидолит, фуксит.

1) МУСКОВИТ - Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость 2-2,5. Удельный вес 2,76-3,1 г/см3. Бесцветный, белый. Черты не дает. В кристаллической решетке мусковита тетраэдры, состоящие из ионов кремния, алюминия, кислорода, соединяются между собой ионами калия и образуют бесконечные слои. Это определяет наличие весьма совершенной спайности. Агрегаты листоватые, чешуйчатые. Листочки упруго-гибкие.

Отличительные признаки. Для мусковита характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), постоянный цвет (мусковит бесцветный или белый), весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты. Мусковит можно спутать с тальком. Отличие — у талька листочки гибкие, но не упругие.

Разновидности: Серицит - термин, который используется для обозначения тонкозернистой белой слюды (мусковита или парагонита). Серициты они часто характеризуются высоким содержанием SiO2, MgO и Н2О и низким содержанием К2О по сравнению с мусковитом. Тонкозернистые образцы, которые отличаются от мусковита по содержанию некоторых или всех вышеперечисленных составляющих, могут быть классифицированы как фенгиты, гидромусковиты или иллиты.

Фуксит - относительно редкая Cr-содержащая разновидность мусковита, ярко-зелёного цвета.

Фенгит - применяется для обозначения мусковитов, у которых отношение Si : А1 больше, чем 3 : 1; а обычно увеличение содержания Si сопровождается замещением А1 в октаэдрических положеиях на Mg или Fе+2.

Марипозит представляет собой разновидность фенгита с высоким содержанием Cr

Алургит употребляется для обозначения фенгитов с заметным содержанием Mn.

Мусковит – минерал из класса водных алюмосиликатов, группа слюд. Химическая формула: KAl2[AlSi3O10](ОН,F)2.

Происхождение: Выделяется мусковит из кислых и средних магм в результате охлаждения и кристаллизации последних, а также в пегматитовых жилах, связанных по происхождению с гранитами. Входит в состав гранитов, реже сиенитов, диоритов и жильных магматических пород – пегматитов. Кроме того, возникает в контакте осадочных пород с кислыми интрузиями. Мусковит, образовавшийся в результате регионального метаморфизма под влиянием высокого давления, входит в состав гнейсов, слюдяных и серицитовых сланцев. Никогда не встречается в излившихся магматических породах.

В магматических породах и гнейсах: кварц, полевые шпаты. В нефелиновых сиенитах: нефелин. В пегматитовых жилах: кварц, полевой шпат, топаз, берилл. В контактах: кальцит, апатит

Мусковит — ценное сырьё для электро- и радиопромышленности, среди слюд отличается наиболее высокими электроизоляционными свойствами. В размолотом виде применяется также в строительной, химической, резинотехнической и фарфоровой промышленности. Роскоэлит может использоваться как руда на ванадий.

Наибольшее практическое значение имеют месторождения пегматитового и метаморфического происхождений. Месторождения мусковита имеются в России, Индии (штаты Бихар, Раджастхан, Андхра) и Бразилии. Слюдоносные основные районы нашей страны – Мамско-Чуйский, Карело-Мурманский, Алданский. Центром слюдяной промышленности Восточной Сибири является поселок Мама. Мусковит также имеется на Урале.

2)БИОТИТ— Физические свойства. Сингония моноклинная. Блеск стеклянный. Твердость 2-3. Удельный вес 2,8-3,4 г/см3. Цвет черный. Черты не дает. Некоторые разности дают заленовато-серую черту. Спайность весьма совершенная. Агрегаты листоватые, чешуйчатые. Имеет довольно изменчивый состав за счет содержания различных примесей, в т.ч. Na, Mg, Ti, Li, Sr, Y, Ce и др.

Биотит — породообразующий минерал магматических и метаморфических горных пород (гранитов, гранодиоритов, диоритов, гнейсов, кристаллических сланцев), а также пегматитов (наиболее крупные кристаллы). Обогащается гравитационными, магнитными и флотационными методами. Используется для определения абсолютного возраста горных пород аргоновым и стронциевым методом. Применяется для изготовления смазок, бронзовой краски, в оптическом приборостроении, в производстве электроизоляционных материалов, декоративных типов цемента.

Отличительные признаки. Для биотита характерны неметаллический блеск, небольшая твердость (не царапает стекло), черный цвет, весьма совершенная спайность и листоватые, чешуйчатые агрегаты.

Разновидность

Лепидомелан (с др.-греч. λεπίς — чешуя, μέλας — черный) – железистый биотит.

Мероксен (с др.-греч. ξένος — чужой) — нормальный, бедный железом биотит.

Рубеллан — коричневатая или кирпично-красная разновидность, встречающаяся в эффузивных породах.

Сидерофиллит (с др.-греч. σίδηρος — железо, φύλλον — лист) — богатый железом и почти не содержащий магния биотит.

Выделяется биотит из магмы при ее кристаллизации и входит в состав глубинных (граниты, сиениты, диориты) и излившихся (липариты, трахиты) магматических пород. Образуется также в результате регионального метаморфизма при высоком давлении и входит в состав гнейсов, слюдяных сланцев и других метаморфических пород. Реже биотит выделяется в пегматитовых жилах. Кроме того, образуется в результате химического изменения роговой обманки и авгита.

Биотит - минерал подкласса листовых силикатов класса силикатов из группы слюд. Назван по фамилии французского физика и минералога Жана Батиста Био (1774-1862), изучавшего оптические свойства слюд. Син. - "слюда железная".

3) ФЛОГОПИТ (phlogopos — огненный, яркий, из-за красноватого оттенка) — минерал семейства слюд подкласса листовых силикатов,. Кристаллическая структура и сингония, как у всех слюд. Кристаллы флогопита — столбчатые, короткопризматические, пластинчатые, часто псевдогексагональные, с грубой штриховкой на гранях призмы. Характерны двойники по базопинакоиду, агрегаты чешуйчатые, пластинчатые, редко волокнистые.

Формула KMg3[Si3AlO10]•(F,OH)2.Примесь Mn,Ba,Cr,Na,Ti,Ni,Zn,Ca,Li,Rb,H2O. Сингония Моноклинная. Цвет Бесцветный, серебристый, серый, белый, светло-желтый, бурый, темно-бурый. Цвет черты Белый. Блеск Стеклянный, перламутровый. Прозрачность Прозрачный, полупрозрачный. Твёрдость 2-3. Спайность Весьма совершенная по {001}. Излом Слюдоподобный. Плотность 2,78—2,85 г/см³

Происхождение флогопита магматическое, метаморфическое, метасоматическое. Флогопит известен в ультрабазитах, характерен для кимберлитов и карбонатитов, магнезиальных скарнов и кальцифиров. Жильные зоны и гнездовые скопления флогопита известны на месторождениях Сибири, Восточно-Канадской провинции, на острове Мадагаскар, в массивах щелочных ультрабазитов и карбонатитов (месторождения Кольского полуострова, северо-западный части Сибирской платформы; юго-западной и юго-восточной части Африканского континента; Жакупиранга в Бразилии; Айрон-Хилл в США и др.).

Флогопит применяется для изготовления электроизоляционных прокладок, смотровых окон промышленных печей, деталей электронных приборов, шайб для авиасвечей, клеёной электричесой изоляции, рубероида, как наполнитель в резиновой промышленности, в производстве композиций с пластмассами или цементом. Большое количество мелкой слюды используется для выпуска слюдобумаг и слюдопласта. Флогопит некоторых месторождений — потенциальный источник редких металлов.

4) Лепидоли́т - слюдистый минерал, силикат листовой структуры из группы слюд, являющийся вторичным источником лития. Лепидолит описан в 1792 г. немецким химиком Мартином Клапротой. Встречается вместе с другими литий-содержащими минералами, такими как сподумен, в пегматитовых жилах. Он является одним из основных источников редких щелочных металлов, рубидия и цезия. В 1861 г. Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф добыли 150 кг лепидолита и получили несколько граммов солей рубидия для анализов, таким образом они обнаружили новый элемент — рубидий.

Цвет: фиолетовая середина и от бледно розового до белого по краям, иногда оттенков серого или жёлтого. Блеск: от стекловидного до жемчужного. Прозрачность: от прозрачного до полупрозрачного. Кристаллическая система: моноклинная, 2/м.

Кристаллические характеристики: представляет собой слоистые призматические кристаллы с выпуклыми пинакоидальными разрывами. Лепидолит образует собой псевдо-шестигранные «книги». Также как слюдяные или гранулированные массы.

Спайность: весьма совершенная в одном направлении по (001) перпендикулярно оси C. Излом: неровный. Твёрдость: 2,5. Удельный вес: 2,8+ , Прожилки: белые. Плотность: 2,8-2,9. Средняя величина 2,84.

Сопутствующие минералы: кварц, полевой шпат, сподумен, амблигонит, турмалин.

Известные места добычи: Бразилия; Уральские горы, Россия; Калифорния; Манитоба, Канада; Мадагаскар.

5) ФУКСИТ - Сингония: Моноклинная. Состав (формула): K(Al,Cr)3Si3O10(OH)2, Цвет: Изумрудно-зеленый, ярко-зеленый, голубовато-зеленый из-за присутствия ионов Cr3+ Цвет черты (цвет в порошке): Белый . Прозрачность: Просвечивающий. Спайность: Совершенная. Блеск: Перламутровый, Стеклянный, Шелковистый. Твёрдость: 2,5-3. Удельный вес, г/см3: 2,77-2,88 - измеренный;

Форма выделения: Агрегаты чешуйчатые, слюдоподобные, радиально-лучистые, изредка сланцеватые массы.

Фуксит встречается в ассоциации с минералами богатыми хромом, в частности с уваровитом, хромсодержащей разновидностью диопсида (хромдиопсидом), изумрудом, иногда в виде включений в кварце.

Применение: Фуксит является рудой на хром. Также используется для производства материалов, применяемых в установках, работающих при высоких температурах. Поделочный камень. Вызывает интерес у коллекционеров.

Фуксит образуется в результате гидротермального изменения ультраосновных пород (в хромсодержащих оливиновых породах, при изменении перидотитов), встречается в гранитных пегматитах, хромитах. Служит индикатором изумрудоносности и золотого оруденения.

Фуксит известен в России (Березовское месторождение, Урал; окрестности горы Хизавара, север Карелии); Австралии (о. Тасмания); Бразилии; Германии; Канаде (провинция Квебек); Китае; на Мадагаскаре; в Норвегии; Нигерии; Парагвае; США (штаты: Виргиния, Калифорния, Колорадо, Онтарио, Южная Каролина), Чехии, Финляндии, Швеции.

37. Минералогия как наука о природных химических соединениях (минералах) изучает во взаимной связи их состав, кристаллическое строение, свойства, условия образования и практическое значение.

В соответствии с этим и задачи данной науки должны быть тесно связаны, с одной стороны, с достижениями смежных с нею наук (физики, химии, кристаллохимии и др.), а с другой — с запросами практики поисково-разведочного дела.

значение: 1) всестороннее изучение и более глубокое познание физических и химических свойств минералов во взаимной связи с их химическим составом и кристаллическим строением с целью практического использования их в различных отраслях промышленности и выявления новых видов минерального сырья;

2) изучение закономерностей сочетания минералов и последовательности образования минеральных комплексов в рудах и горных породах с целью выяснения условий возникновения минералов и истории процессов минералообразования (генезиса), а также использования этих закономерностей при поисках и разведках различных месторождений полезных ископаемых.

38.Самородные элементы - Это минералы, состоящие из одного элемента. Хотя они встречаются редко и составляют всего 0,1% от веса земной коры, их значение для человека велико. В самородном состоянии в природе известны около 40 химических элементов, но большинство из них встречается очень редко.

В самородном состоянии в природе известно около 45 химических элементов (точнее, простых веществ), но большинство из них встречается очень редко. По подсчетам В. И. Вернадского на долю самородных элементов, включая газы атмосферы, приходится не более 0,1 % веса земной коры. Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки.