Методы изучения минералов

Минералогия пользуется следующими методами исследования .

1.Химический метод является самым важным, хотя и самым трудоёмким и дорогим. Только благодаря химическому анализу мы сможем совершенно точно узнать химический состав минерала и содержащиеся в нем примеси.

2.Спектральный анализ минералов отличается быстротой и дешевизной. Важным является также и то обстоятельство, что для спектрального анализа необходимы очень не большие количества вещества. Испытания производится при помощи спектрографа. Присутствие некоторых элементов устанавливается даже в том случае, если их содержание составляет тысячные доли процента.

Спектральный анализ производится для установления качественного и от части количественного состава минералов. Он обычно предшествует химическому анализу.

3.Кристалографический метод изучения минералов основан на законе постоянства гранных углов кристаллов. Применение его возможно лишь к тем минералам, которые имеют кристаллографические формы. Замерив гранные углы на гониометре можно, пользуясь специальными руководствами, определить кристалл. Кроме того, изучаются простые формы, скульптура граней и т.д.

4. Кристаллооптический метод является чрезвычайно важным.Основан на изучении оптических свойств кристаллов, о чем было сказано выше на стр.42.

5. Рентгеноструктурный (рентгеновский) метод основан на изучении минералов при помощи рентгеновских лучей. Структура кристаллов служит

природной дифракционной решеткой для рентгеновских лучей, обладающих

очень малой длиной волны (от 0,1 до 10,0 ангстрем ). Получающиеся фотографические снимки ( рентгенограммы ) расшифровывают , определяя

сингонию кристалла и высчитывая межплоскостные расстояния решеток. Имеющиеся наборы рентгенограмм эталонных образцов своего рода определитель, по которому можно точно определить минерал.

6.Термический метод позволяет наблюдать изменения, происходящие в минералах от изменения температуры. Он применяется при изучении минералов, содержащих воду, а также в том случае, если для их характеристики недостаточны другие методы, например оптические методы исследования.

Термическим методом пользуются для изучении минералов, глин, бокситов и некоторых железных руд. В результате термического анализа получают кривые нагревания, которые характеризуют вещество и указывают на происходящие в нем изменения.

7.Термометрический анализ заключается в определении среды минералообразования и температуры образования минералов. Определение основано на изучении газово-жидких включений в минералах, которое проводиться в специальных термокамерах.

Петрография. Основные теории генезиса месторождения полезных ископаемых, промышленные типы месторождений.

Петрография — наука о горных породах. «Петра» в пере­воде с греческого означает скала, камень, отсюда «петрогра­фия» — описание камней.

Земная кора сложена из различных минеральных агрегатов, называемых горными породами. Горные породы могут быть мономинеральными (мрамор) или полиминеральными (гранит). Минеральный состав каждой горной породы более или менее одинаков. Химический состав ее, естественно, зависит от того, из каких минералов она состоит.

Горная порода образуется в определенных геологических условиях. Эти условия влияют на форму ее залегания, характер и взаимоотношения составляющих ее минералов (структуру).

Каждая горная порода отличается от других пород также и по физическим свойствам: цвету, удельному весу, механической прочности, плавкости и т.д.

Таким образом, горная порода — это агрегат более или менее количественно и качественно постоянных минеральных зе­рен, отличающихся определенным строением, физическими свой­ствами и геологическими условиями образования.

По своему происхождению все горные породы разделяются на три большие группы: 1) магматические, — связанные с процессами магматической деятельности, 2) осадочные, — связанные с экзогенными процессами, и 3) метаморфиче­ские,— образующиеся в результате преобразования магма­тических и осадочных пород.

Всесторонним изучением горных пород и занимается наука п е т р о г р а ф и я. Она изучает минеральный и химический состав горных пород, их строение, происхождение, геологи­ческие условия залегания, взаимоотношения между различными породами, а также изменение горных пород с течением времени. Петрография является одной из важных геологических дисцип­лин, на которой базируется учение о полезных ископаемых.

Под петрологией в настоящее время понимают науку, занимающуюся главным образом происхождением магматиче­ских и метаморфических пород, а под литологией — науку об осадочных горных породах!

Понятие о технической петрографии

Техническая петрография является новой отраслью общей пе­трографии и представляет собой учение об искусственных технических каменных породах.

К техническим силикатным продуктам относятся: керамические и 1де.1ия, цементы, огнеупорные и абразивные материалы, стекла и различные шлаки. Эти продукты занимают важное место в промышленности и строительстве. В силу этого большой практический и Научный интерес представляет изучение состава и строения сили­катных продуктов, в значительной степени предопределяющих их Качество. Ведущее место в развитии технической петрографии за­нимают работы Д. С. Белянкина, Н. А. Торопова, В. В. Лапина, Г). В. Иванова и многих других исследователей.

Технические каменные породы во многом аналогичны природ­ным горным породам. Это вытекает прежде всего из сходности про­цессов их образования. Шамот, фарфор, динас и цементный клин­кер образуются примерно в таких же условиях, как и метаморфи­ческие породы; доменные шлаки — как излившиеся магматические породы; бетон по способу образования приближается к сцементи­рованным природным конгломератам и т. Д.

По химическому составу технические продукты являются в боль­шинстве случаев силикатным и, что их еще более сближает с горными породами. В их состав входят Si0₂ и A1₂0₃, Fe₂0₃ и FeO, MgO, CaO, Na₂0, K₂0 и другие окислы. Своеобразием технических каменных пород является: 1) почти постоянное отсутствие в их составе воды, 2) необычное для природных тел сочетание химичес­ких элементов. Так, например, шамот состоит из Si0₂ и А1₂0₃, а содержание других окислов сведено почти к минимуму; домен­ные шлаки представляют собой сложный продукт, состоящий из СаО, А1₂0₃ и Si0₂—соотношение, редко наблюдающееся в естествен­ных горных породах. Все особенности химического состава находят свое отражение в их минералогии. С одной стороны, в состав техни­ческих продуктов входят минералы, свойственные природным об­разованиям (кварц, диопсид, шпинель, оливин и др.), с другой стороны, они содержат серию искусственных минералов, которые не встречаются в естественных горных породах (алит, белит, мул­лит и др.).

Известное своеобразие минералогического состава искусствен­ных материалов часто связано с тем, что их минералы образуются при температурах более высоких, чем температуры формирования многих естественных горных пород.

Особой областью силикатной технологии является петрургия-переплавление с теми или иными добавками базальтов и других горных пород. В результате его получаются каменнолитейные изде­лия нужной формы, обладающие улучшенными механическими и термическими свойствами.

При производстве и эксплуатации различных технических сили­катных продуктов важное значение имеет метод петрографического контроля за их составом, структурой и свойствами. Он осуществля­ется главным образом с помощью поляризационного и в ряде слу­чаев электронного микроскопа.

Ниже дается краткая характеристика некоторым техническим силикатным продуктам.