Розподіл мінералів за магнітними властивостями

Серед мінералів важкої фракції часто значну кількість складають мінерали, що мають сильні магнітні властивості: магнітна фракція - магнетит, титаномагнетит, ільменіт, франклініт, піротин. Ці дослідження проводяться при великому вмісті рудних мінералів, що маскують нерудні, а також для діагностики і визначення кількості різних нерудних мінералів. Простим магнітом (підковоподібним, або магнітною стрілкою) виділяють магнітні мінерали. Магніт завертають в сигаретний папір або інший тонкий папір і повільно проводять ним по розсипаній тонким шаром породі чи фракції. Зерна, що причепились до магніту, збирають на другий папір.

Імерсійний метод

В практиці вивчення осадочних порід широко використовують імерсійні методи вивчення мінералів в зернах, порошках, приготовлених з породи, або у фракціях, одержаних при гранулометричному аналізі. Суть цього методу полягає у визначенні під мікроскопом оптичних властивостей мінералів, що знаходяться в оптично ізольованому середовищі з певним показником заломлення. Як імерсійне середовище застосовують різні органічні рідини, змішані між собою в кількості 98 еталонів з показником заломлення від 1,400 до 1,780, суміжні рідини відрізняються за показником заломлення на 0,003 - 0,013.

Для проведення роботи виготовляють імерсійний препарат (на предметне скло насипають легку або важку фракцію мінералів, накривають покрівельним склом і підбирають необхідну за показником заломлення рідину).Методика роботи така ж, як в курсі петрографії. Порядок роботи описаний в лабораторному практикумі з петрографії (Горванко Г.Д. 1999 рік ), тобто за допомогою поляризаційного мікроскопа визначають оптичні властивості мінералів в паралельному світлі, схрещених ніколях та сходженому світлі.

На основі оптичної діагностики визначають назву мінералів, а за допомогою спеціальних трафаретів встановлюють процентний вміст мінералів важкої або легкої фракції в породах.

Порядок виконання роботи

Студенти засвоюють теоретичний матеріал. Розподіляють мінерали за магнітними властивостями, готують імерсійні препарати і за допомогою поляризаційного мікроскопа вивчають оптичні властивості мінералів, визначають їх назву.

Контрольні питання

1 З якою метою проводять дослідження мінералів в важких рідинах, магнітному полі та імерсії?

2 Які рідини використовують при розподілі мінералів на важку і легку фракції?

3 Як проводиться дослідження мінералів за магнітними властивостями?

4 Як проводиться вивчення мінералів імерсійним методом?

Лабораторна робота № 7 Вивчення осадочних порід, що сформувались в різних фаціальних умовах. Макро- та мікроскопічне дослідження глинистих порід.

Мета і завдання: макроскопічне та мікроскопічне вивчення глинистих порід.

Завданням роботи є:

- знати визначення, які породи називаються глинистими;

- знати фаціальні умови формування глинистих порід і їх практичне значення;

- вміти макроскопічно описувати глинисті породи;

- вміти мікроскопічно ( в шліфах) характеризувати глинисті породи.

Теоретичні положення

Серед осадочних порід переважають глинисті. За даними Ф.М. Овчаренко [1973], об’єм глинистих порід становить близько 60% від усіх порід стратосфери. За А. Роновим [1976], на платформах глинисті породи становлять 46%, а в геосинкліналях – 38%. В межах континентального сектора стратосфери глинисті породи займають 2/3 об’єму осадочних формувань. Не менш важлива роль глинистих порід в океанічному басейні.

До глинистих порід відносять тонкоуламкові породи – пеліти: глини, аргіліти, глинисті сланці, які складені > 50% глинистими мінералами.

Глинисті породи займають проміжне положення між уламковими і хемогенними породами. Глинисті породи досить складні і полігенетичні за генезисом. Це суміш мінералів, що утворилися на суші в корах вивітрювання та ґрунтах і були знесені в басейни седиментації, та мінералів, що виникли при розкристалізації колоїдів та осіданні частинок з істинних розчинів в басейнах седиментації. Значна кількість глинистих мінералів виникає шляхом трансформації глинистих і неглинистих мінералів (алюмосилікатів) в процесі діагенезу осадків і подальших змін осадочних порід.

Таким чином, в глинистих відкладах є теригенні – уламкові і аутигенні компоненти, а тому глинисті породи виділяються за перевагою їх складових частин.

За сучасними даними в осадках світового океану переважають теригенні глини, аутигенні мають проміжне положення – це головним чином цеоліти – монтморилонітова різновидність червоних глибоководних глин і т.д.

Глинисті породи за фізико-хімічними властивостями і генезисом поділяються на три групи:

1). Безпосередньо глини з високою пористістю (50-60%) і більше, пластичні, при замішуванні з водою утворюють тісто, здатні зберігати форму. При випалюванні глини набувають твердості і міцності, що використовується в керамічній промисловості. Глини поглинають воду (добрі сорбенти) і значно збільшуються в об’ємі. При висиханні розтріскуються і розсипаються.

2). Аргіліти – спресовані, зцементовані глини.

3). Метаморфізовані глинисті породи – сланцюваті аргіліти, глинисті, аспідні, філітоподібні сланці.

За мінеральним складом розрізняють мономінеральні (каолінітові), олігоміктові (переважно із двох мінералів) і полімінеральні глини і глинисті породи. Крім того, в усіх фракціях глин можуть бути неглинисті мінерали: карбонати, (кальцит, сидерит, доломіт), сульфати (гіпс, ангідрит, барит, целестин, ярозит, алуніт), фосфати, сульфіди заліза (пірит, марказит), оксиди марганцю, хлориди. Як правило, в глинистих породах є домішки кварцу та польових шпатів.

Глини здатні давати з водою пастоподібну масу, набувають певної форми, при випалюванні міцності, що широко використовується в кераміці.

За хімічним складом в усіх глинистих породах переважає в межах від 45-50% до 70-80%, – 15-20%, (інколи до 35-38%, або навпаки менше 8-10%) оксиди заліза 2-4%, домішки – становлять не більше 1,5-2%, лужних металів від 2-4% до 6-8%, є домішки – 1-3%, – 7-8%; , , – становлять частки процентів.

Глинисті мінерали – це водні алюмосилікати, які відрізняються від інших мінералів цього класу: а) високою дисперсністю, б) гідрофільністю, здатністю до адсорбції та іонного обміну.

Невеликі домішки глинистих мінералів в інших породах впливають на їхню міцність, гідрофільність, водопроникливість, пластичність, набухання.

Глинисті мінерали мають стрічково-шарувату структуру кристалічної решітки, внаслідок чого вони мають особливі властивості порівняно з іншими.

Єдиної класифікації глинистих мінералів немає, що пов’язано з їх складною кристалічною будовою.

При макроскопічних дослідженнях визначають:

1) Водно-фізичні властивості глин – розмокання і пластичність. Якщо кусок породи розмокає зразу або через 1-20-30 хв. – це глина, якщо вона розмокає через декілька годин або діб – ущільнена глина. Якщо глиниста порода не розмокає, – це аргіліт або глинистий сланець. Щоб перевірити, чи є порода глиною, глинистий порошок замішують і розкачують в джгут. Справжні глини розкачуються в тонку нитку, важкі суглинки - в більш товсту, а супіски не розкачуються зовсім.

2. Мінеральний склад макроскопічно визначається приблизно за розбуханням у воді; каолінітові глини у воді не розбухають, вони сухі і жирні на дотик.

Гідрослюдисті глини у воді не розбухають, але розпадаються на грудочки, луски, пластинки. Монтморилонітові глини сильно набухають у воді (до десятикратного збільшення в об’ємі) і перетворюються в желеподібну масу. Крапля води на поверхні такої глини викликає спучування.

Візуальне визначення мінерального складу глинистих порід можна проводити за методом чеського літолога Іржі Конта [1955] методом краплі.

Цей метод базується на різній швидкості поглинання води або іншої рідини (етиленгліколю) відфільтрованою поверхнею глини, за різною формою краплі, характером її країв і поверхні поглинання.

Зокрема, глини різного мінерального складу мають різний час поглинання, характер поверхні, форму краплі і її конфігурацію.

Каолінітові глини досить швидко поглинають краплю (0,5 і 3,5 хвилини відповідно для води та етиленгліколю), при цьому крапля має випуклу форму і гладку круглу поверхню.

Монтморилонітові глини довше поглинають воду (за 4 хв. і десятки хвилин для етиленгліколю), плоска форма краплі, яка розтікається на більшу площу і має неправильну, рвану форму, (амебоподібний) контур. Поверхня глини стає спученою, набухлою.

Гідрослюдисті глини за цими ознаками займають проміжне положення.

Приклад опису: Глина темно-сіра (в сухому стані), структура алевропелітова, текстура нечітко виражена, тонкошарувата, з раковистим зламом, розмокає у воді за 10 хв., очевидно за мінеральним складом переважно гідрослюдиста, слабовапняковиста, з тонкорозсіяним обвугленим детритом.