Методические указания

Каждый студент получает коробочку с пятью минералами, относящимися к классу «Островные, кольцевые и цепочечные силикаты».

1. Внимательно рассмотрите образцы и определите число содержащихся в нем минералов, наметьте последовательность их диагностики по принципу «от простого к сложному».

2. Затем следует определять и фиксировать в рабочей тетради важнейшие диагностические признаки выбранного минерала в той последовательности, в какой предлагается в приложении 9.

3. После того как все перечисленные признаки определены, становится возможным определить минерал путем сопоставления его признаков с теми, что представлены в таблице (приложение 11 и 12).

4. Обязательно следует проверить правильность диагностики, для чего выясняются химические свойства диагностируемого минерала (его растворимость в кислотах или других реактивах и т.п.).

5. Только после положительных результатов проверки минерал относят окончательно к тому или иному минеральному виду, к той или иной разновидности, выделяемой по особенностям всей совокупности диагностируемых признаков.

Форма представление результатов

Отчетный материал по результатам лабораторной работы состоит из двух частей. Во-первых, составляется краткая характеристика минералов в виде таблицы (приложение 9) на развернутых листах рабочей тетради или на листах формата А4, с добавлением колонки «Название минерала». Во-вторых, устные ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие признаки положены в основу классификации силикатов?

1. Для каких пород характерен минерал оливин?

2. Перечислите разновидности гранатов? Их состав, цвет, в каких породах они встречаются?

3. Чем отличается топаз от кварца?

4. Охарактеризуйте эпидот, его генезис и применение.

5. Какова окраска родонита? Применение.

6. Перечислите разновидности берилла.

Лабораторная работа №11. Определение физических свойств и морфологических особенностей минералов класса силикаты: ленточные, листовые, каркасные

Цель: Получение навыков по самостоятельному определению макроскопических свойств минералов.

Задание: Описать и определить минералы данного класса.

Объем работы: 5 образцов минералов и их агрегатов.

Уровни сложности задания:

• Минимальное: определить три минерала, сделать их описание.

• Оптимальное: определить четыре минерала, сделать их описание.

• Максимальное: определить пять минералов, сделать их описание.

Принадлежности:

1. Коллекция минералов «Ленточные, листовые и каркасные силикаты».

2. Шкала Мооса.

3. Предметное стекло.

4. Фарфоровая пластинка.

5. Компас.

6. 10% соляная кислота.

7. Лист формата А4.

Краткая теория

Ленточные силикаты

В ленточных силикатах бесконечные цепочки тетраэдров соединены попарно, что отражается в формуле как блок Si₄О₁₁^6- (рис. 10.3, б). В некоторых пособиях они объединяются в один класс с цепочечными силикатами. Большинство ленточных силикатов (амфиболов) относится к группе роговой обманки. К ней относится ряд важнейших породообразующих минералов, имеющих переменный химический состав.

Слоистые силикаты

В слоистых силикатах кремнекислородные тетраэдры образуют бесконечные слои, обозначаемые как Si₄О₁₀^4-. Это определяет макроскопический облик слоистых силикатов: они обычно имеют пластинчатое или чешуйчатое строение. Этот подкласс силикатов имеет важное значение для свойств почв, поскольку эти минералы легко дробятся до микроскопического размера и их общая удельная поверхность в почве велика. Другое название слоистых силикатов ‑ глинистые минералы. Характерной особенностью слоистых силикатов является сочетание слоёв, составленных кремнекислородными тетраэдрами с бесконечными же слоями, состоящими из октаэдров, в центре которых находится алюминий, магний или железо, а в вершинах – гидроксильные группы (рис. 11.2).

Рис. 11.2 Схематическое изображение алюминиевого октаэдра

Простейшая для слоистых силикатов структура отмечается у для каолинита Аl₄(ОН)₈(Si₄О₁₀) и его магнезиального аналога серпентина (змеевика) Мg₆(ОН)₈(Si₄О₁₀) (рис. 11.3).

а б

Рис. 11.3 Схематическое строение кристаллической решётки слоистых силикатов структуры 1:1 (проекция перпендикулярна бесконечному слою); а ‑ каолинит, б – серпентин

Рacпpocтpaнeнной группой минepaлoв экзoгeннoгo и мeтамopфичecкoгo пpoиcxoждeния являютcя xлopиты, пoлyчивший cвoe нaзвaниe зa зeлeнyю oкpacкy. Они имеют структуру 2:2, то есть в них присутствует дополнительный слой октаэдров.

Слоистые силикаты широко используются человеком. Каолинит ‑ важнейшее сырьё для изготовления фарфора и керамики, а также наполнитель при производстве бумаги. Серпентин используется для изготовления асбеста. Тальк используется в виде порошков, в том числе служащих основой для активных веществ, в качестве наполнителей красок, бумаги и резины, а также для изготовления электрической изоляции и кислотоупорных покрытий. Слюды используются в качестве изоляционного материала, а также наполнителя и напылителя.

Каркасные силикаты

Минералы этого подкласса являются самыми распространёнными, составляя 65% от массы земной коры. В их кристаллической решетке кремнекислородные тетраэдры соединены в единый каркас. Структурная ячейка каркасных силикатов имеет формулу Si₄O₈. Нетрудно заметить, что эта формула соответствует кварцу; именно поэтому его иногда причисляют к каркасным силикатам.

Главными представителями этой группы являются полевые шпаты. Их подразделяют на группу кальциево-натриевых полевых шпатов, или плагиоклазов, и на группу калий-натриевых, или просто калиевых, или КПШ.

Плагиоклазы представляют из себя изоморфный ряд от чисто натриевой разности альбита Nа(АlSi₃О₈) до чисто кальциевой анортита Са(Аl₂Si₂О₈).

Kaлиeвые пoлeвыe шпaты, имeющиe фopмyлy K(AlSi₃O₈), нaзывaютcя микpoклин или opтoклaз, в зaвиcимocти oт нeзнaчитeльныx кoлeбaний в cтpoeнии кpиcтaлличecкoй peшeтки.

Каркасные силикаты используют преимущественно как строительные материалы, сырьё для изготовления эмалей и керамики; некоторые полевые шпаты используются как поделочные и декоративные камни.