Лабораторная работа №2

КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ

Наиболее распространенная классификация неорганических минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре вещества. При этой классификации все известные минералы разбиваются на классы: самородные элементы, сульфиды, окислы и гидроокислы, галогениды, карбонаты, сульфаты, бораты, нитраты, фосфаты и силикаты, вольфраматы и молибдаты.

Минералы, слагающие основную массу горной породы, называются породообразующими, некоторые из них, имеющие наиболее важное значение, рассматриваются ниже.

Самородные элементы

В самородном состоянии в природе встречается около 40 химических элементов. Нахождение элементов в самородном состоянии связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки:

АЛМАЗ – С.

Бесцветные разновидности состоят из чистого углерода. В окрашенных и непрозрачных разностях обнаруживают SiO₂, MgO, СaО. В виде включений в алмазах нередко наблюдается графит. Сингония куби­ческая. Алмаз обладает самой высокой среди минералов твердостью, равной 10. Отличается сильным, так называемым алмазным, блеском. Эти свойства обусловлены его внутренней структурой. Цвет различный, чистые разности бесцветны, водяно-прозрачны, иногда имеет оттенки коричневого, красного, желтого, синего и других цветов. Довольно хрупок. Спайность по окта­эдру средняя. Люминесцирует в ультрафиолетовых лучах голу­бовато-синим цветом. Плотность 3,5 г/см³. Измеряются алмазы в каратах; один метрический карат равен 0,2 г. Электропроводность слабая.

Происхождение алмазов магматическое. Образование алмазов связано с кристаллизацией остаточной магмы ультраосновного состава, богатой летучими соединениями. Кристаллизация алмазов начинается еще до начала извержения магмы, причем для этого необходимы специфиче­ские условия: очень высокое давление, приблизительно 60 - 80 тыс. атм, и сравнительно низкая температура - около 1000 °С. Полагают, что такие условия существовали при обра­зовании кимберлитовых трубок. Впоследствии в результате взрыва газов образовался «канал», а сами породы были брекчированы.

Диагностические признаки. Исключительная твердость. Характерны также сильный алмазный блеск, часто кривоплоскостные грани кристал­лов. Мелкие зерна легко узнаются по люминесценции, резко проявляю­щейся в ультрафиолетовых лучах.

ГРАФИТ - С.

В отличие от алмаза графит представляет собой гексаго­нальную модификацию углерода. Упа­ковка атомов углерода в графите менее плотная, чем у алмаза. Это приводит к уменьшению плотности графита по сравнению с алмазом, а значительные промежутки между плоскими гекса­гональными сетками вызывают совершенную спайность. Плот­ность графита 2,25 г/см³, твердость 1.

Цвет железно-черный. Черта черная, блестящая. Блеск ме­талловидный. Проводит электричество. Огнеупорен и кислото­упорен.

Графит образует мелкие шестиугольные кристаллики в из­вестняках и сланцах. Агрегаты графита плотные, чешуйчатые, землянистые, сферические. От похожего на него молибденита отличается по черте: графит дает черную черту на бумаге, мо­либденит - голубоватую.

Агрегаты час­то тонкочешуйчатые, реже встречаются шестоватые или волокнистые мас­сы. Химический состав редко отличается чистотой. В значительных коли­чествах (до 10-20%) часто присутствует зола, иногда вода, битумы, газы. Сингония гексагональная.

В тонких листочках гибок. Жирен на ощупь. Мажет бумагу и пальцы. Плотность 2,09-2,23 г/см³. Обладает высокой элек­тропроводностью.

Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, низкой твердо­сти и жирности на ощупь.

Практическое значение. Графит используется в литейном производстве, в изготовлении тиглей, смазочных материалов, при производстве красок, электродов. Графит повсеместно применяется для из­готовления грифелей для карандашей.

СЕРА S.

Сингония ромбическая. Кристаллы имеют дипирамидальный облик (дипирамиды усечены) и образуют кра­сивые друзы. Часто встречаются в сплошных массах и натечных формах.

Цвет желтый, бурый и черный от включения битумов. Черта светло-желтая. Кристаллы просвечивают. Блеск на гранях стек­лянный, в изломе жирный, смолистый. Излом неровный до ра­ковистого. Очень хрупкая. Твердость 1,5-2. Спайность отсут­ствует. Плотность 2,07 г/см³. Сера легко плавится и при 270° горит синим пламенем с выде­лением SO₂. Диэлектрик - при трении заряжается отрицательно.

Происхождение:

1. Осадочное, биохимическое, отчасти обра­зуется благодаря жизнедеятельности серных бактерий; ассоци­ирует с гипсом, битумами.

2. При разложении гипсоносных толщ.

3. В зоне окисления сульфидов.

4. В результате возгона при вулканической деятельности дает порошковатые налеты, корки, натечные образова­ния. Иногда встречается селенистая сера.

Диагностические признаки. Сера легко узнается по желтому цвету, хруп­кости, блеску и легкости воспламенения.

Практическое значение. Сера идет главным образом на получение сер­ной кислоты, употреб­ляется в текстильной и резиновой промышленности, для производства красок, взрывчатых веществ и для борьбы с вре­дителями сельского хозяйства.

ЗОЛОТО Au.

Химически чистое золото в природе почти не встречается. Хотя бы в небольшом количестве оно содержит Ag, Сu, реже другие металлы, с которыми образует твердые рас­творы. Сингония кубическая. В кристаллах встречается редко и большей частью образует мелкую вкрапленность в виде зерен и чешуек в кварце. Иногда встречается в виде дендритов, ните­видных агрегатов и натечных форм. Цвет золотисто-желтый; чем больше примесь серебра, тем золото светлее; от примеси меди приобретает красноватый от­тенок. Цвет черты желтый. Блеск металлический. Твердость 2,5-3. Очень ковкое и тягучее, из 1 г золота можно растянуть до 3 км проволоки или раскатать пластинку в 27 м². Излом крючковатый. Плотность зависит от примесей, для чистого зо­лота она равна 19,3 г/см³. Характеризуется химической стойкостью, в кислотах не растворяется (кроме царской водки).

Золото является рассеянным элементом ли­тосферы. Химические анализы устанавливают его присутствие в малых количествах во всех магматических породах и в мор­ской воде. Месторождения золота генетически связаны с кислыми интрузиями. Наиболее характерным для него является гидротер­мальное происхождение в кварцевых жилах. Спутниками золота являются пирит, арсенопирит, блеклые руды, халькопирит, висмутин. Благодаря химической стойкости золото накапливается в россыпях. По геологическим признакам различают аллюви­альные, делювиальные, террасовые, русловые и другие россыпи.

Диагностические признаки. Диагностика осуществляется по цвету, блестящей черте, высокой плотности, ковкости, тягучести, малой твердости, неокисляемости.

Практическое значение. Золото является главным валютным металлом. Широко применяется оно в ювелирном деле, в некоторых прибо­рах и реактивах, в зубоврачебном деле.

СЕРЕБРО Ag.

Часто содержит примеси Аu, Сu, Hg.

Сингония кубическая. Обычно встречается в виде дендритов, тонких пластинок, разнооб­разных волосовидных и про­волочных форм. Цвет и черта серебряно-бе­лые, на поверхности иногда с черным налетом. Блеск металлический. Твердость 2,5. Плотность 10,5 г/см³. Очень ковкое. Излом крючковатый. Отлича­ется высокой электропроводно­стью.

Самород­ное серебро встречается в качестве гидротермального минерала в жилах с сульфидами и в зоне окисления серебряных и некоторых полиметалличе­ских месторождений, где оно образуется за счет аргентита (Ag₂S) и сложных сульфосолей серебра гидротермального происхождения.

Диагностические признаки. По цвету, большой плотности, ковкости, электропроводности. Плавится при 960 °С в блестящий ша­рик, легко растворяется в НNO₃, парагенезис с арсенидами Со и Ni; аргентитом, кальцитом, баритом.

Практическое значение. Серебро употребляется в ювелирном деле, для чеканки монет, в различных сплавах.

МЕДЬ Cu.

Встречается в виде дендритов, в крупных непра­вильных пластинках и ветвистых агрегатах.

Сингония кубическая. Цвет медно-красный, черта блестя­щая. Блеск металлический. Твердость 2,503. Плотность 8,9 г/см³. Тягучая и ковкая. Излом крючковатый. Обладает высокой электропроводностью.

Происхождение:

1. Экзогенное - медь главным образом на­ходится в зоне окисления медных месторождений в ассоциации с халькозином, купритом, борнитом, лимонитом, малахитом, кальцитом. Самородки меди в зоне окисления достигают иногда нескольких тонн.

2. Гидротермальное - редко, причем всегда низкотемпературное.

Диагностические признаки. По красному цвету свежей поверхности, блес­тящей черте и ковкости, обычно покрыта медной зеленью и другими окисленными минералами меди.

Практическое значение. Основными потребителями меди являются электротехника, машиностроение, приборостроение и судострое­ние. Широко применяются различные сплавы с медью (бронза, латунь, мельхиор).

ПЛАТИНА Pt.

В чистом виде не встречается, обычно она обра­зует твердые растворы с железом, иридием, палладием, родием, осмием, медью и другими металлами. В связи с этим различают платину иридистую, палладистую, родистую и др. Наиболее распространенным в природе является поликсен (Pt, Fe) с содержанием железа 9-11 %.

Сингония кубическая. Обычно находится в неправильных зернах, самородках. Цвет и черта светлые, стально-серые. Блеск металлический Твердость 4-4,5. Ковкая, излом крючковатый

Происхождение магматическое - генетически связана с ультраосновными породами (дунитами, перидотитами, пироксенитами), образуя в них вкрапленность или шлировые выде­ления. Спутниками платины являются оливин, пироксен, хро­мит, магнетит. В результате выветривания ультраосновных пород платина скапливается в россыпях, откуда добывается промывкой.

Диагностические признаки. Отличительными свойствами платины явля­ются большая плотность (15-19), тугоплавкость (температура плавления 1771°С) и химическая инертность. Платина раство­ряется только в царской водке.

Практическое значение. Платина применяется для изготовления хими­ческой посуды (тиглей, шпателей, чашек), как катализатор в химической промышленности и как благородный металл в ювелирном и зубоврачебном деле.