ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению контрольной работы по дисциплине

«Геология»

Составитель: Д.А. Костин

В методическом указании для выполнения контрольной работы рассмотрены две темы, являющиеся неотъемлемыми при изучении курса «Геология» - минералы и горные породы.

Минералы

Минералами (от греч. «минера» - руда) называют однородные по составу и внутреннему строению природные вещества (химические соединения или отдельные элементы), образовавшиеся в результате процессов, происходящих в недрах земной коры и на её поверхности.

В земной коре минералы находятся преимущественно в кристаллическом состоянии, и лишь незначительная часть - в аморфном. Свойства кристаллических веществ обусловливаются как их составом, так и внутренним строением, т.е. кристаллической структурой. В кристаллических решетках расстояния между элементарными частицами и характер связей между ними в разных направлениях неодинаковы, что обусловливает и различие свойств. Такое явление называется анизотропией кристаллического вещества.

Все многообразие форм минералов можно условно разделить на три основные группы:

1. Одинаково развитые по всем трем измерениям – изометрические кристаллы (кубические кристаллы пирита, флюорита, галенита;

2. Вытянутые в одном направлении – столбчатые, призматические, игольчатые (призматические кристаллы антимонита, горного хрусталя);

3. Вытянутые в двух направлениях при сохранении третьего – таблитчатые, пластинчатые, листоватые, чешуйчатые кристаллы (тальк, биотит, гипс).

В настоящее время установлено около 3500 минеральных видов. Однако лишь несколько десятков минералов (около 70) пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и руд и называются породообразующими.

Диагностические свойства минералов – простейшие свойства, по которым минералы определяются на глаз и с помощью простейших средств (стеклянная пластинка, бисквит, иголка, компас и др.)

1.Оптические свойства

2.Механические свойства

3.Прочие свойства

Оптические свойства минералов.

Цвет. Это важный признак минералов, который, однако, можно использовать лишь в совокупности с другими свойствами. Окраска минерала определяется его химическим составом (основным и примесями), структурой, механическими примесями и неоднородностями. В связи с этим один и тот же минерал может иметь различную окраску, а разные минералы бывают окрашены в одинаковый цвет.

Цвет черты. Для непрозрачных и сильно окрашенных слабопрозрачных минералов важным диагностическим признаком является цвет минерала в порошке, или цвет черты. Он может быть и таким же, как в куске (см. магнетит), но может от него отличаться (см. пирит). У прозрачных и большинства просвечивающих минералов порошок белый или слабо окрашенный. Для определения цвета порошка минералом проводят по шероховатой поверхности фарфоровой пластинки, называемой бисквитом, на которой остается черта, соответствующая цвету порошка; если твердость минерала больше твердости бисквита, на последнем остается царапина. Например, гематит и магнетит часто трудно отличить визуально, а по черте легко. Гематит оставляет черту вишневого цвета, а магнетит – черного.

Прозрачность, характеризующая способность минерала пропускать свет, зависит от его кристаллической структуры, а также от характера и однородности минерального скопления. По этому признаку выделяют минералы: непрозрачные, не пропускающие световых лучей; прозрачные, пропускающие свет подобно обычному стеклу; полупрозрачные или просвечивающие, пропускающие свет подобно матовому стеклу; просвечивающие лишь в тонкой пластинке. Агрегаты многих минералов на глаз кажутся непрозрачными.

Блеск зависит от показателя преломления минерала и от характера отражающей поверхности. Выделяют минералы с металлическим блеском, к которым относятся непрозрачные минералы, имеющие темноокрашенную черту. Блеск, напоминающий блеск потускневшего металла, называют металловидным (полуметаллическим), он характерен прежде всего, для руд металлов.. Значительно более обширную группу составляют минералы с неметаллическим блеском, к разновидностям которого относятся: алмазный, стеклянный, жирный, перламутровый, шелковистый, восковой и, в случае отсутствия блеска, матовый.

Механические свойства минералов.

Излом определяется поверхностью, по которой раскалывается минерал. Она может напоминать ребристую поверхность раковины - раковистый излом, может иметь неопределенно-неровный характер - неровный излом. В мелкозернистых агрегатах определить излом отдельных минеральных зерен не удается; в этом случае полезно описать излом агрегата - зернистый, занозистый или игольчатый, землистый.

Спайность - способность кристаллических минералов раскалываться по ровным поверхностям - плоскостям спайности, соответствующим направлениям наименьшего сцепления частиц в кристаллической структуре минерала. В зависимости от того, насколько легко образуются сколы по плоскостям и насколько они выдержаны, выделяют различные степени спайности:

• весьма совершенная - минерал легко расщепляется на тонкие пластинки (тальк, мусковит, биотит, гипс);

• совершенная - минерал при ударе раскалывается по плоскостям спайности (кальцит, флюорит, галит, галенит);

• средняя спайность - при ударе минерал раскалывается как по плоскостям, так и по неровному излому;

• несовершенная спайность - на фоне неровного излома лишь изредка образуются сколы по плоскостям (апатит, халькопирит);

• весьма несовершенная спайность - всегда образуется неровный или раковистый излом (кварц).

Макроскопически две последние степени различить обычно не удается. Спайность может быть выражена в одном, двух, трех, реже четырех и шести направлениях. Если спайность выражена в нескольких направлениях, необходимо определить взаимное расположение плоскостей спайности, оценивая приблизительно угол, образуемый ими.

Твердость - способность противостоять внешнему механическому воздействию - важное свойство минералов. Обычно в минералогии определяется относительная твердость путем царапанья эталонными минералами поверхности исследуемого минерала: более твердый минерал оставляет на менее твердом царапину. В принятую "шкалу твердости" входят десять минералов, расположенных в порядке увеличения твердости: первый минерал - тальк обладает самой низкой твердостью, принятой за единицу (1), последний- алмаз имеет самую высокую твердость, принятую за десять (10). Для определения твердости минералов можно пользоваться некоторыми распространенными предметами, твердость которых близка к твердости минералов - эталонов. Так, твердостью 1 обладает графит мягкого карандаша; около 2-2,5 - ноготь; 4 - железный гвоздь; 5 - стекло; 5,5-6 - стальной нож, игла; 7 - напильник. Более твердые минералы встречаются редко.

• Шкала твердости

• Минерал Формула Твердость

• Тальк Mg₃(OH)₂[Si₄O₁₀] 1

• Гипс CaS0₄*H₂O 2

• Кальцит СаСОз 3

• Флюорит CaF₂ 4

• Апатит Ca₅(P0₄)₃[F,Cl,OH] 5

• Ортоклаз K[AlSi₃0₈] 6

• Кварц SiO₂ 7

• Топаз Al₂(F,OH)₂[SiO₄] 8

• Корунд Аl₂0₃ 9

• Алмаз С 10

Для каждого минерала характерна более или менее постоянная плотность. Для минералов, в состав которых входят тяжелые металлы, высокая плотность является существенным диагностическим признаком.

При определении минералов надо фиксировать все перечисленные выше свойства, так как только их комплекс может дать правильный результат.

Классификация минералов

В настоящее время установлено около 3500 минеральных видов. Однако лишь несколько десятков минералов (около 70) пользуются широким распространением. Они входят в состав горных пород и руд и называются породообразующими. Остальные минералы присутствуют лишь в виде примесей и называются акцессорными (акцесориус – лат., дополнительный). Минералы можно группировать по разным признакам. В основе принятой в настоящее время классификации минералов лежат химический состав и структура. Большое внимание уделяется также генезису (греч. "генезис" - происхождение), что позволяет познавать закономерности распространения минералов в земной коре.

Ниже приводится классификация главнейших породообразующих минералов:

Тип	Класс	Подкласс
Простые вещества	Самородные элементы
Сернистые соединения и их аналоги	Сульфиды
Галоиды	Хлориды
	Фториды
Кислородные соединения	Оксиды
	Силикаты и алюмосиликаты	Островные
		Кольцевые
		Цепочечные
		Ленточные
		Листовые
		Каркасные
	Карбонаты
	Сульфаты
	Фосфаты

Главнейшие породообразующие минералы

Сера	Сильвин	Оливин	Мусковит	Нефелин
Графит	Флюорит	Гранат	Биотит	Кальцит
Золото	Кварц	Эпидот	Лепидолит	Доломит
Пирит	Халцедон	Берилл	Каолинит	Сидерит
Марказит	Гематит	Авгит	Глауконит	Гипс
Халькопирит	Магнетит	Роговая обманка	Ортоклаз	Ангидрит
Галенит	Корунд	Тальк	Микроклин	Апатит
Сфалерит	Опал	Серпентин	Альбит
Галит	Лимонит	Хлориты	Лабрадор

Порядок описания минералов:

1. Цвет

2. Цвет черты

3. Форма кристаллов

4. Блеск

5. Твердость

6. Спайность

7. Излом

8. Удельный вес

9. Особые свойства (магнитность, растворимость и пр.)

10. Происхождение

11. Химическая формула

12. Название