- •ЛЕКЦИЯ 1
- •Минералогия как наука, связь минералогии с другими предметами
- •Объекты и содержание минералогии
- •Значение минералов для человека
- •История развития минералогии
- •История развития минералогии в России
- •ЛЕКЦИЯ 2
- •Минералы в строении вселенной
- •Минералы метеоритов
- •Строение земной коры и минералогическая зональность
- •Химическая связь. Теория кристаллического поля
- •Кристаллическая структура минералов
- •Принцип плотнейшей упаковки атомов и ионов
- •Особенности кристаллических веществ
- •ЛЕКЦИЯ 3
- •Способы изображения кристаллических структур минералов
- •Аморфные и скрытокристаллические минералы
- •Полиморфизм и полиморфные модификации
- •Изоструктурные минералы
- •Твердые растворы
- •Псевдоморфозы (ложные кристаллы)
- •Типы изоморфизма
- •ЛЕКЦИЯ 4
- •Химический состав минералов
- •Химические анализы
- •Расчет формул минералов
- •Причины кристаллизации минералов
- •Закон постоянства гранных углов
- •Двойниковые сростки кристаллов
- •ЛЕКЦИЯ 5
- •Микрорельеф поверхности кристаллов
- •Пирамиды и зоны роста кристаллов
- •Расщепленные кристаллы, скелетные кристаллы и дендриты, метасомы, пойкилосомы
- •Включения в кристаллах
- •Облик и габитус кристаллов (морфология минералов)
- •Морфология кристаллических агрегатов
- •ЛЕКЦИЯ 6
- •Физические и химические свойства минералов
- •Анизотропия свойств кристаллов
- •Физические свойства изоморфных смесей
- •Оптические свойства
- •Отражение и преломление света
- •Поляризация и двойное лучепреломление
- •Блеск
- •Светопроницаемость (прозрачность)
- •ЛЕКЦИЯ 7
- •Окраска минералов
- •Собственные окраски минералов
- •Окраска за счет избирательного светопоглощения
- •Анизотропия окраски
- •Игра и переливы цвета
- •Чужеродные окраски
- •ЛЕКЦИЯ 8
- •Цвет черты
- •Люминесценция
- •Плотность
- •Механические свойства
- •Твердость
- •Спайность, излом
- •ЛЕКЦИЯ 9
- •Прочность минералов
- •Магнитные свойства минералов
- •Электрические свойства
- •Пьезоэлектричество
- •Пироэлектричество
- •Радиоактивность
- •ЛЕКЦИЯ 10
- •Определение и описание минералов
- •Макроскопическая идентификация минералов
- •Физические свойства минералов
- •Морфология кристаллов
- •Блеск
- •Цвет и черта
- •Твердость
- •Плотность и методы ее определения
- •ЛЕКЦИЯ 11
- •Спайность, отдельность и излом
- •Прочность
- •Специальные физические тесты
- •Люминесценция
- •Магнетизм
- •Электрические свойства
- •Радиоактивность
- •Минеральные ассоциации
- •Химические тесты при изучении минералов
- •Растворимость
- •Вкус и запах
- •ЛЕКЦИЯ 12
- •Лабораторные методы определения минералов
- •Устройство микроскопа
- •Оптические методы определения минералов
- •Изучение прозрачности
- •Изучение формы зерен
- •Исследование включений
- •Определение оптического класса
- •Определение показателя преломления
- •Изучение окраски минерала и плеохроизма
- •Определение силы двупреломления
- •Угол погасания
- •Изучение минералов в сходящемся свете
- •ЛЕКЦИЯ 13
- •Основные методы определения ювелирных минералов
- •Рефрактометр. Определение показателя преломления
- •Полярископ
- •Рефлектометр
- •Определение окраски ювелирных камней
- •Цветной фильтр Челси
- •Дихроизм и дихроскоп
- •Спектроскоп
- •ЛЕКЦИЯ 14
- •Методы исследования структуры минералов
- •Дифракция рентгеновских лучей
- •Виды дифракционных исследований
- •Порошковый метод рентгенографии
- •Монокристалльный метод рентгенографии
- •Дифракция нейтронов
- •Дифракция электронов и электронный микроскоп
- •Методы исследования химического состава минералов
- •Электронно-зондовый микроанализ
- •Рентгеновский флуоресцентный анализ
- •ЛЕКЦИЯ 15
- •Генетическая минералогия
- •Среды минералообразования
- •Причины и способы минералообразования
- •Типы минеральных месторождений
- •ЛЕКЦИЯ 16
- •Эндогенное минералообразование
- •Магматический этап минералообразования (магматические минеральные месторождения)
- •ЛЕКЦИЯ 17
- •Минеральные ассоциации пегматитов
- •Гидротермальное минералообразование
- •Контактово-метасоматическое минералообразования
- •Скарны и грейзены
- •Метаморфическое минералообразование
- •ЛЕКЦИЯ 18
- •Экзогенное минералообразование
- •Минералы коры выветривания
- •Минералы осадочных пород
- •Обломочные осадочные месторождения
- •Хемогенные осадочные месторождения
- •Биогенные осадочные месторождения
- •Диагенетическое минералообразование
- •Методические указания
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •Плотность минералов
- •Медь
- •Твердость минералов-эталонов в шкале Мооса
- •Таблица 2
- •Магнитность ряда минералов
- •Минералы магматических пород
- •Минералы пегматитов
- •Таблица 5
- •Минералы скарнов
- •Таблица 6
- •Минералы гидротермальных жил
- •Минералы грейзенов
- •Таблица 8
- •Минералы метаморфического генезиса
- •Таблица 9
- •Минералы осадочного генезиса
- •Таблица 10
- •Физические свойства эталонных минералов
- •Сера
- •Галенит
- •Оливин
- •Турмалин
- •Пироксены
- •Биотит
- •Плагиоклазы
- •Кальцит
- •Флюорит
- •Вопросы к экзамену по дисциплине «Минералогия, ч. 1»
- •Рейтинговая система оценки
- •ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ, ПРАКТИЧЕСКИХ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ СТУДЕНТОВ ПО МИНЕРАЛОГИИ
- •Темы самостоятельной работы в Музее землеведения БГУ
AB
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|||
|
|
|
|
D |
|
|
|
|||
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
||
w |
|
|
|
|
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
w |
w. |
|
|
|
|
o |
||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||
|
|
|
|
|
A BBYY |
c |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|
|||
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
||
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
B |
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||||
A |
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
|
||
|
w |
|
|
|
|
|
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
w |
w. . |
o |
|||||||
Вопросы. 1. Что необходимо знать для того, чтобы вывести формулу минерала? 2. |
|
|
|
c |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
A B BYY |
|
|
|
|||
Что такое метамиктные минералы и какова причина их образования? 3. Что необходимо знать, чтобы рассчитать формулу минерала? 4. Как рассчитать химическую формулу сульфида? 5. Чем отличаются двойники от случайных сростков? 6. Как двойникование может влиять на физические свойства минерала?
ЛЕКЦИЯ 5
Пирамиды и зоны роста. Расщепленные кристаллы, дендриты, скелетные кристаллы, метасомы, пойкилосомы. Включения в кристаллы и их типы. Морфология минералов (облик и габитус минералов). Агрегаты кристаллов. Физические и химические свойства минералов.
МИКРОРЕЛЬЕФ ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВ
Часто грани кристаллов имеют различные, вроде бы случайные, дефекты поверхности. Они бывают следующего типа: конуса (бугорки), штриховка, паркетчатость, лунки, отпечатки других кристаллов и зерен, ямки травления. Эти дефекты встречаются как вместе, так и по отдельности.
К о н у с а свойственны скоплению винтовых дислокаций, они обычно широкие и низкие. В редких случаях на них заметны ступеньки роста. Контуры конусов отражают симметрию граней.
Ш т р и х о в к а образуется либо в результате незавершенного роста слоев, либо за счет стремления кристалла ограничиться другой простой кристаллографической формой. Первая штриховка не имеет особого названия, она проявлена во многих кристаллах – алмазе, сфалерите, берилле. Подобная штриховка образуется в условиях перепада(увеличении или уменьшении) концентрации вещества. Вторая разновидность штриховки называется комбинационной. Наиболее типичный и простой пример– кристаллы пирита со штриховкой на гранях гексаэдра (куба). Каждый штрих, как оказывается, имеет три поверхности – одну горизонтальную (параллельную грани куба) и две боковые (они наклонены вправо и влево от штриха, угол их наклона отвечает углу пентагондодекаэдра). Комбинационная штриховка возникает при продолжении роста кристалла в изменившихся условиях. В случае пирита на месте граней куба постепенно сформируются грани пентагон-додекаэдра. В то же время грубые штрихи в пирите указывают на большие пересыщения растворов; грани, обращенные в сторону подтока вещества, также имеют более грубую штриховку.
П а р к е т ч а т о с т ь состоит в том, что грани кристаллов как бы сложены из отдельных полигональных террас, несколько разориентированных в пространстве. Такие кристаллы бывают у кварца и граната из некоторых месторождений и других минералов. Паркетчатость показывает мозаичное (блоковое) внутреннее строение кристаллов.
Л у н к и – это углубления на гранях над незаросшими включениями.
О т п е ч а т к и других более ранних кристаллов и зерен чаще всего выглядят как шероховатости, случайные неровности граней. Особым видом отпечатков является индукционная штриховка. Она образуется при совместном (одно-
30
AB
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|||
|
|
|
|
D |
|
|
|
|||
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
||
w |
|
|
|
|
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
w |
w. |
|
|
|
|
o |
||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||
|
|
|
|
|
A BBYY |
c |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
|||
|
|
|
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||||
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
w |
|
|
|
|
|
|
m |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
временном) |
росте двух кристаллов. Такую штриховку |
|
|
|
|
w |
w. . |
o |
|
|||||||
несут на поверхностях |
|
|
c |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A B BYY |
|
|
|
|
|||
соприкосновения кристаллы кварца, граната и других минералов в друзах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Я м к и |
т р а в л е н и я являются результатом |
начавшегося |
растворения |
|
||||||||||||
кристалла. Они бывают двух типов– конусовидне и с плоским дном. |
Первые |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
формируются на выходах винтовых дислокаций. Вторые располагаются в местах грани, где имеются точечные дефекты.
Пирамиды и зоны роста кристаллов
Грани каждой простой кристаллографической формы способныпо разному поглощать вещества из среды, поэтому скорость их роста разная. Способность поглощения изоморфных примесей разными гранями различается, поэтому дефектность строения граней также разная. Как результат, тело кристалла состоит из пирамид нарастания, расходящихся из центра кристалла, а их основаниями являются его внешние грани. В срезах из них получаются сектора. Пирамиды одной простой кристаллографической формы характеризуются одинаковым химическим составом, структурными особенностями и физическими свойствами, отличающимися от пирамид других простых форм. Обычно эти различия незначительны, но бывают случаи, когда их состав значительно различается. Встречаются различно окрашенные по секторам кристаллы топаза, берилла и других.
З о н ы р о с т а – типичная особенность внутреннего строения кристаллов. Они отражают колебания условий кристаллизации и химического состава среды минералообразования. Иногда по-разному окрашены из-за различных примесей. Например, кристаллы турмалина, флюорита, кварца.
Расщепленные кристаллы, скелетные кристаллы и дендриты, метасомы, пойкилосомы
Р а с щ е п л е н н ы е к р и с т а л л ы. Встречаются своеобразные кристаллы, как бы расщепленные с краев, это сразу и монокристаллы и агрегат кристаллов. Расщепленные кристаллы гипса, гематита, натролита, а также различные розочки. Причины образования расщепленных кристаллов:
1.Во-первых, такие кристаллы образуются, когда в среде есть микрочастицы, которые поглощаются растущим кристаллом, но не «вписываются» в его кристаллическую решетку, хотя их размер соизмерим с толщиной слоя нарастания. Такой слой надвигается на частицу, отклоняется и растет как самостоятельный индивид. Так образуются «веера», «снопы», «пучки» и др.
2.Во-вторых, расщепление может возникать из-за механических деформаций.
3.В-третьих, такое явление может происходить из-за явлений изоморфизма,
когда нарушается однородность структуры минерала С к е л е т н ы е к р и с т а л л ы известны всем по снежинкам– это шестилу-
чевые кристаллы льда, причем каждый луч имеет ребристое строение. Если снежинку очертить, получится обычный гексагональный кристалл льда, а образуется только вершинами и ребрами. Скелеты – это вершинные и реберные формы роста кристаллов. Такие по формам кристаллы бывают у галита, галенита, кварца и др.
31
AB
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|||
|
|
|
|
D |
|
|
|
|||
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
||
w |
|
|
|
|
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
w |
w. |
|
|
|
|
o |
||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
||
|
|
|
|
|
A BBYY |
c |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
F Tran |
sf |
|
|
|||
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Y |
P |
|
|
|
|
or |
e |
||
|
B |
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
B |
|
|
|
|
|
|
buy |
r |
||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||||
A |
|
|
|
|
|
|
|
to |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
here |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Click |
|
|
|
|
|
||
|
w |
|
|
|
|
|
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
w |
w. . |
o |
|||||||
В лабораторных условиях скелетные кристаллы обычно растут из сильно |
|
|
c |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
A B BYY |
|
|
|
|||
пересыщенных растворов, что обуславливает их высокую скорость роста, в результате чего вместо целого кристалла получается его контурная форма с пустотами.
Своеобразная разновидность скелетных кристаллов футляровидные кристаллы. В природе изредка такие кристаллы бывают у берилла и апатита при их росте в пегматитах.
Д е н д р и т ы – это скелетные монокристаллы, похожие на ветви дерева – результат вершинного и реберного роста. Образование дендритов особенно характерно для самородных золота, меди, серебра, пиролюзита. Причина их образования – либо быстрый рост (например для дендритов пиролюзита на аргиллитах), либо стесненные условия (рост по извилистым трещинам, пустотам для самородных серебра, золота, меди и др.)
М е т а с о м ы ( м е т а к р и с т а л л ы ) – кристаллы, образующиеся в твердой горной породе при ее перекристаллизации. Их рост начинается в межзерновом пространстве из поровых растворов и идет одновременно с разъеданием, замещением растущим кристаллом зерен других минералов. Метасомы обычно располагаются цепочками, показывая трещинки или каналы, по которым поступало вещество. Метасомы очень характерны для метаморфических пород.
Частной разновидностью метасом являются пойкилокристаллы. Они как бы заполняют межзерновые пространства горной породы, оставляя почти незамещенными эти зерна, т.е. становится «цементом». Широко известны под именем репетекского гипса пойкилокристаллы этого минерала, выросшие в песчаниках выше уровня грунтовых вод в Каракумах. Такие же кристаллы имеются в Сахаре – «розы Сахары».
Включения в кристаллах
В кристаллах бывают включения г о м о г е н н ы е– однофазовые (твердые, жидкие или газообразные), г е т е р о г е н н ы е – многофазовые. Происхождение их бывает:
1.р е л и к т о в о е (остаточные твердые фазы, среди которых рос кристалл),
2.с и н г е н е т и ч н о е (включения растут одновременно с кристаллом),
3. э п и г е н е т и ч н о е (образуются в уже сформированных кристаллах).
Реликтовые включения – это зерна и кристаллы более ранних минералов, которые играли роль механических препятствий при росте кристалла, т.е. это механические примеси. Иногда они в виде «пыли» садятся на грани кристалла, сверху на которые нарастают новые– так образуются «фантомы» они маркируют зоны роста кристаллов. Каждый такой «налет» отвечает смене условий кристаллизации. Пойкилокристаллы и метасомы – это частные случаи реликтовых включений.
Сингенетичные включения – это захваченные частички среды, в которой рос кристалл. Они могут быть твердыми, жидкими, газообразными. Они бывают гомогенными, т.е. состоящими только из одно фазы, или гетерогенными, со-
32
