2. Микропетрографические и оптические признаки группы амфиболов. Ее филогения.

Известковистые амфиболы

Тремолит — Ca,Mg₅ [Si4O11]2 [ОН]₂ Актинолит — Са₂ (Mg, Fe)₅ |Si₄O11]2 [OH]₂

Роговая обманка —Ca₂Na (Mg, Fe)₄ (Al, Fe) [(Si, Al)₄O11]₂ [OH]₂ Базальтическая роговая обманка имеет состав такой же, что рого­вая обманка, но содержит больше Fe³+ и Ti.

Щелочные амфиболы

Арфведсонит — Na₃ (Fe, Mg)₄ (Fe, Al) [Si₄O11]₂ [OH, F]2 Рибекит — Na₂Fe2 ⁺ /3 Fe_s'⁺ [Si₄O_n]₂ [OH, O]₂.

Все амфиболы имеют значительные показатели прелом­ления, но более низкие, чем оливины и пироксены. Все амфиболы, содержащие в составе железо, обладают ок­раской и резким плеохроизмом, причем особенно интенсивно окрашены щелочные амфиболы. Бесцветными являются лишь антофиллит и тремолит и по этому признаку они легко отличаются от других амфиболов.

Двупреломление амфиболов колеблется в широких пределах. Наиболее низкое значение имеет оно у щелочных амфиболов, среднее — в обыкновенной роговой обманке и наиболее высокое — в базальтической. Щелочные амфиболы обладают сильной дисперсией осей индикатрисы, благодаря чему некоторые сечения их при скрещенных николях не гаснут. Это свойство щелочных амфиболов является очень характерным и оно отличает их от многих других мине­ралов.

Тремолит —и актинолит —минералы моноклинной сингонии, образуют длиннопризматические, игольчатые и волокнистые кристаллы без концевых граней. Тремолит в шлифах бесцветен, актинолит светло-зеленый по Ng, зеленовато-желтый по Nm и почти бесцветный по Np. Плеохроизм ясный. Бесцветные разности очень похожи на волластонит, от которого отличаются большим двупреломлением и большим углом оптических осей.

Роговая обманка — алюмосиликат, кристаллизуется в моноклинной сингонии. В связи с тем, что химический состав роговой обманки непостоянный, оптические свойства ее колеблются в широ­ких пределах. В наиболее распространенных роговых обманках коле­бания оптических свойств происходят в следующих преде­лах: Ng — от 1,644 до 1,704; Nm — от 1,637 до 1,697; Np — от 1,630 до 1,678; Ng — Np — от 0,014 до 0,026; cNg от 15° до 27°; 2v —от —63° до — 87°; r<v. В шли­фах роговые обманки всегда окрашены и резко плеохроируют, имея схему абсорбции Ng > Nm > Np. Окраска по Ng буровато-зеленая или красно-бурая, по Nm — зеленая или светло-бурая, по Np — светло-желтая. Если в роговой обманке имеются включения минералов, содержащих радио­активные элементы (циркон, ортит, некоторые сфены и др.), вокруг них наблюдаются плеохроичные оболочки.

Уралит-это вторичная роговая обманка, представляющая собой полную псевдоморфозу по моноклинным пироксенам, в связи с чем по форме кристал­лов уралит не отличается от пироксенов.Уралит отличается в шлифе по неправильной призматиче­ской спайности, видимой на поперечных разрезах и по грязно-зеленоватой или синеватой окраске. Иногда в ура­лите находятся остатки пироксена, выделяющиеся бесцветностью и более высоким рельефом. Наиболее характерным продуктом изменения роговой обманки является хлорит, который нередко развивается вместе с эпидотом,. кальцитом, кварцем.

3. По результатам минералогического анализа определить минеральную ассоциацию в Q отложениях. Перечислить минералы-спутники монацита; указать возраст возможной древней россыпи и оконтурить перспективный участок.

В древних корах выветривания: циркон, рутил, лейкоксен, ильменит, турмалин, касситерит, корунд, шпинель, хромшпинелиды.

В гранитных пегматитах: циркон, апатит, ильменит, ортит, тантало-ниобаты, торит, гранат.

4. По геологической карте построить геологический разрез, определить формы залегания горных пород.

5. Определить среднее содержание кобальта среднеарифметическим и средневзвешенным способами по исходным данным:

С=∑с/n=0,656

2 средневзвешенное на длину влияния отдельных проб: С=∑cl/∑l=0.653802

3. средневзвешенное на объемный вес: С=∑сml/∑ml=0.652098

6. Расчет % содержания ионов в растворе.

Рассмотрим определение процентного содержания ионов в растворе на примере алюминия. 5 мг Al₂O₃ в литре раствора представ­лены суммой всех его частиц в растворе. По данным химиков, алюминий в водном растворе представлен катионами Al³⁺, Аl(ОН)²⁺, Al(OH)⁺₂, нейтральным комплексом Аl(ОН)°₃ и анионом Аl(ОН)^-₄.

Примем общее количе­ство алюминия в растворе за 100% или за 1. Тогда будем иметь:

100% = 1 = [Al³⁺] + [Al(OH)²⁺] + [Al(OH)⁺₂] + [Аl(ОН)°₃] + [Аl(ОН)^-₄] (1)

В квадратных скобках принято выражать активность комплекса в водном растворе. Активность обозначают буквой α, тогда то же выражение (1) можно записать так:

100% = 1 = α_Al3+ + α_Al(OH)2+ + α_Al(OH)+2 + α_Al(OH)o3 + α_Al(OH)-4 (1а)

В разбавленных растворах активность иона равна его концентрации, т.e. α = C. В растворах с высоким содержанием растворенных веществ концентра­ция выражается через активность, умноженную на коэффициент активности γ, т.е. С = α × γ.

Грунтовые воды в большинстве случаев представляют из себя разбавленные растворы, в которых активность иона можно принять равной его концентрации.

Комплексы алюминия в растворе находятся в равновесии между собой при конкретных параметрах температуры, давления, рН и Eh раствора. Эти равновесия можно представить следующим образом:

Al³⁺ + H₂O = Al(OH)²⁺ + H⁺ А1³⁺ + 2Н₂O = Al(OH)⁺₂ + 2H⁺

А1³⁺ + ЗН₂O = Аl(ОН)°₃ + 3Н⁺ А1³⁺ + 4Н₂O=Аl(ОН)^-₄ + 4Н⁺

С помощью уравнений (2) — (5) можно выразить активность одних ионов через активность других.

Из химии известно, что константа равновесия реакции

аА + вВ = сС + дД(6)

равна К₆=[С]^с × [Д]^д / [А]^а × [В]^в ,

поэтому К₂ = [Al(OH)²⁺] × [H⁺] / [Al³⁺] × [Н₂О] (2')

Активность воды (растворителя) принимается равной единице, поскольку от количества воды константа равновесия не изменяется, реакция будет идти одинаково и в баке с водой, и в стакане, и в цистерне, значит

К₂ = [Al(OH)⁺₂] × [Н⁺] / [Al³⁺] (2а)

Отсюда [Al(OH)⁺₂] = К₂ × [А1³¹] / [Н⁺] (2б)

Аналогичным образом для реакций (3) – (5)

Если теперь в уравнение (1) подставить значения активностей комплексов алюминия в растворе, выраженные через [Al³⁺] уравнения , то получим следующее выражение:

100% = 1 = [Al³⁺] + К₂ × [Аl³⁺] / [Н⁺] + К₃ × [Al³⁺] / [Н⁺]² + К₄ × [А1³⁺] / [Н⁺]³ + К₅ × [А1³⁺] / [Н⁺]⁴

Вынесем [Al³⁺] за скобку и приравняем всё равным единице.

1= [Аl³⁺] {1 + К₂ / [Н⁺] + К₃ / [Н⁺]² + К₄ / [Н⁺]³ + К₅ / [Н⁺]⁴} (8)

Значения К₂, К₃, К₄ и К₅ мы рассчитаем, воспользовавшись данными таб­лицы , где приведены сведения о ∆G, для комплексов алюминия в водном растворе в зависимости от температуры.

По формуле:

Теперь подставим значения констант равновесия реакций (2) — (5) при 25°С в уравнение (8):

Подставляя далее в то выражение различные значения рН, можно вы­числить содержание каждого иона алюминия в процентах.

Значение выражения рН:

pH=-lg[H⁺]. Например pH=5, т.е. [H⁺]=10^-5