vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

путем. Широко распространены в гидротермальных месторождениях, формируясь в них при средних и низких температурах. В зонах окисления рудных месторождений накапливаются карбонаты Pb, Zn, Cu и др. тяжелых металлов.

Использование[править | править исходный текст]

Они используются во многих отраслях промышленности: в строительной при производстве цемента и других стройматериалов, металлургической — при изготовлении огнеупоров, оптической, химической, бумажной, стекольной и др. Многие карбонаты

являются рудами металлов: Pb, Zn, Cu, Fe, Mn и др.

Окислы и гидроокислы — минералы, являющиеся соединениями металлов и неметаллов с кислородом.

Классификация[править | править исходный текст]

Взависимости от химических свойств окислы разделяют

1.Кислотные или ангидриты (SiO2 и другие).

2.Основные (СаО и другие).

3.Амфотерные (Al2O3 и другие)

4.Безразличные или индифферентные (редкие)

5.Смешанные (FeFe2O4 и другие).

По составу среди окислов выделяют: простые, сложные и гидроокислы.

Простые окислы — это соединения одного элемента с кислородом. Широко распространены окислы двух-, трёх-, четырехвалентных элементов. Редки окислы с формулами А2О3, А2О4. Катион

чаще всего представлен H, Si, Al, Fe, Ti, Mn, Sn, Pb, Mg, As, Sb, Bi, Cu, U и редко другими элементами.

Структура таких окислов очень проста. Координационные числа катионов обычно 4 или 6. Физические и оптические свойства простых окислов варьируются в широких пределах. Ряд простых окислов характерен для зон окисления, осадочных месторождений, эндогенных месторождений. Такие окислы как корунд, гематит и др., чаще всего встречаются в

метаморфогенных месторождениях.

Сложные окислы — представляют собой соединения с кислородом двух или более металлов различной валентности. Поскольку окислы некоторых металлов, входящих в сложные окислы, являются ангидритами, эти сложные окислы могут рассматриваться как соли соответствующих кислот: Алюминаты, антимонаты,антимониты, титанаты, ниобаты, танта

латы и т.п. Среди сложных окислов различного состава распространены окислы с формулой АВ2О4, в которых А = Mg, Fe2+, Zn, Mn2+, Ni, Be, Cu; В = Al, Fe3+, Cr, Mg3+. К ним относятся минералы рядов шпинели, магнетита, хромита и других. Весьма важные сложные окислы содержат Nb, Ta, Ti,

U, Th, TR.

Сложные окислы обычно имеют твёрдость по шкале Мооса 4—8, повышенный удельный вес и

высокий показатель преломления. Некоторые из них непрозрачны. Образуются они при различных процессах , однако, наиболее характерны для эндогенных, частично магматических, скарновых и высокотемпературных гидротермальных месторождений.

Гидроокислы - представляют собой соединения металлов с гидроксильной группой [OH]−,

полностью или частично замещающую ионы кислорода в окислах.

1.Простые гидроокислы. В них представлены катионы Fe3+, Al, Mg, Mn, Са, В, W и некоторых

других металлов.

Большинство гидроокислов имеют слоистую структуру, характеризующуюся гексагональной или близкой к ней плотнейшей упаковкой ионов [OH]−. Большая часть гидроокислов образует пластинчатые кристаллы с совершенной спайностью, параллельной слоям структуры. Твердость по шкале Мооса 2—5, удельный вес малый. Образуются при низких температурах. Наиболее

характерны для экзогенных месторождений и зон окисления.

Выделяют следующие группы минералов

1.Окислы меди (куприт)

2.Окислы и гидроокислы алюминия (Корунд, диаспор, бёмит, гидраргиллит, боксит, шпинель)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3. Окислы и гидроокислы железа, окислы титана и хрома (гематит, магнетит, гётит, лепидокрокит, лимонит, рутил, ильменит, хромит)

4.Окислы и гидроокислы марганца (пиролюзит, манганит, псиломелан, вад)

5.Окислы и гидроокислы олова, урана, тантала и ниобия

(касситерит, уранинит, колумбит, танталит, пирохлор, микролит)

6. Окислы мышьяка, сурьмы, висмута, молибдена и вольфрама (арсенолит, сенармонтит, валентинит, бисмит, ферримолибдит, тунгстит).

Многие окислы и гидроокислы являются важными рудами на Fe, Al, Mn, Cr, Sn, U, Cu и другие.

Галогениды — группа минералов, представляющих собой соединения галогенов с другими химическими элементами или радикалами.

К галогенидным минералам относятся фтористые, хлористые и очень

редкие бромистые и иодистые соединения. Фтористые соединения (фториды), генетически связаны с магматической деятельностью, они являются возгонамивулканов или продуктами гидротермальных процессов, иногда имеют осадочное происхождение.

Галогенидные минералы являются oсадками морей и озёр и главными минералами соляных толщ и месторождений. Некоторые галогенные соединения образуются в зоне окисления сульфидных (медных, свинцовых и других) месторождений.

К практически важным фторидам и хлоридам можно отнести: флюорит (плавиковый шпат), галит (поваренная соль),силивин, карналлит.

11 вопрос:

Кристаллооптические свойства

Минералы (точнее, их кристаллы) разделяются на две большие группы: оптически изотропные и оптически анизотропные.

К первой группе относятся минералы кубической сингонии. В высокосимметричных кристаллах кубической сингонии атомы, ионы и другие составляющие их частицы равномерно распределены в трех взаимно перпендикулярных направлениях, и потому световой луч распространяется в них во все стороны с одинаковой скоростью. Соответственно эти кристаллы имеют один показатель преломления, представляющий собой величину, обратную скорости распространения светового луча в какой-либо среде.

Показатель преломления любой оптически прозрачной среды измеряется по отношению к показателю преломления воздуха, равному 1,0003 и обычно без особой погрешности принимаемому за единицу — показатель преломления пустоты. Поэтому определяемые экспериментально значения показателей преломления прозрачных сред, в том числе и кристаллов, практически можно считать абсолютными.

Помимо кристаллов кубической сингонии оптически изотропными являются аморфные вещества, включая опал, янтарь, аллофан и другие минералоиды, а также стекла. Они тоже характеризуются одним

показателем преломления.

Правда, у некоторых оптически изотропных минералов с высоким светопреломлением (например, у алмаза)

бывает резко выражена дисперсия света, а точнее — дисперсия показателей преломления лучей видимого спектра, т.е. значения показателей преломления световых лучей разного цвета (с разной длиной волны) значительно различаются.

Проходя сквозь такие кристаллы, белый свет разлагается в радужный спектр, и в кристалле вспыхивают разноцветные блики или он даже рассыпает снопы цветных искр; этот эффект называется "огнем", или "игрой", кристалла (в частности, драгоценного камня).

Явление оптической дисперсии вызывает необходимость раздельного определения показателей преломления света с разной длиной волны даже для оптически изотропных сред. Сопоставление различных сред по оптической плотности, т.е. по величине показателя преломления (чем он выше, тем больше оптическая плотность среды) чаще всего производится по показателю преломления, измеренному для желтого света с длиной волны 589,3 нм, испускаемого парами натрия (показатель преломления для натриевого света).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Внормальном случае (за исключением некоторых аномальных веществ, которых, впрочем, нет среди драгоценных камней, — а ведь именно для них роль дисперсии наиболее значима) показатель преломления повышается с уменьшением длины волны света, т.е. от красного края видимого спектра к фиолетовому. С увеличением показателя преломления среды (кристалла) в целом возрастет, хотя и нелинейно, угловая ширина спектра, т.е. той радужной полоски, которая возникает вследствие разложения белого света при прохождении его через кристалл. Она-то и служит выражением величины дисперсии, вызывающей

сияние и искрение алмаза и ряда других драгоценных камней: чем шире эта полоска, тем дисперсия сильнее. Но это — чисто качественный подход, а такое важное свойство, как дисперсия, подлежит, разумеется, количественной оценке, которая давала бы возможность сравнивать числовые значения дисперсии разных минералов и синтетических кристаллов.

Вцелях унификации измерения дисперсии принято выражать ее в виде разности

показателей преломления световых лучей в стандартном интервале, соответствующем фраунгоферовым линиям В (686,7 нм) и G (430,8 нм) видимой части солнечного спектра; интервал B-G охватывает почти всю

видимую часть спектра: линия В лежит у его красного конца, линия G — у фиолетового.

Практически же дисперсия обычно измеряется для интервала 670,8-422,7 нм, ограниченного красной

спектральной линией лития и фиолетовой — кальция. Наибольший эффект дает дисперсия света у бесцветных прозрачных кристаллов с высоким показателем преломления; у окрашенных камней даже высокая дисперсия менее заметна, хотя все же, несомненно, делает их более привлекательными.

Среди бесцветных минералов максимальной дисперсией BG обладает алмаз (0,044), за ним следует циркон (0,039). Но надо сказать, что для своего весьма высокого показателя преломления, равного 2,42, алмаз имеет не столь уж большую дисперсию. Есть несколько минералов (гранат-демантоид, титанит, касситерит),

значительно превосходящих алмаз по величине дисперсии, хотя у них показатели преломления гораздо ниже. Однако все эти минералы окрашены, а потому эффект "огня" (игры камня), обусловленный высокой дисперсией, у них не столь заметен как у алмаза.

Зато ряд бесцветных синтетических кристаллов — такие, как искусственный рутил TiO2, титанат стронция (фабулит), ниобат лития (линобат) или фианит (кубические ZrO2 и HfO2, стабилизированные Y2O3) имеют

более высокую дисперсию, чем алмаз, и соответственно более сильную игру (огонь). Правда, большинство таких кристаллов (кроме фабулита и фианита) оптически резко анизотропны, что снижает возможность их использования в качестве имитаций алмаза (при рассматривании таких ограненных камней в лупу их задние ребра двоятся).

Ко второй группе оптически анизотропных минералов — относятся все представители средних и низших сингоний, т.е.абсолютное большинство минералов. Оптически анизотропные кристаллы обладают способностью поляризовать естественный свет, т.е. строго упорядочивать и ориентировать в пространстве направление его колебаний. Эта их способность есть ответная реакция атомов (ионов), слагающих кристалл, на воздействие, которое оказывает на них электрическое поле световых волн: ведь свет, как известно, — один из видов электромагнитных колебаний.

Световые лучи создают электрическое поле с очень высокой частотой колебаний: в диапазоне (4-7,5) * 1014 колебаний в секунду. При столь высокой частоте энергетический импульс световых волн слишком мал,

чтобы сдвинуть с места тяжелые ядра атомов; они остаются неподвижными, зато электронные оболочки атомов деформируются, поляризуются. Такая поляризация атомов называется электронной.

Всвою очередь поляризованные атомы воздействуют на световые волны, поляризуя проходящие через кристалл лучи света и уменьшая скорость его распространения. Чем сильнее поляризованы атомы, тем скорость света в кристалле меньше, т.е. тем больше его показатель преломления. Входя в оптически анизотропный кристалл, луч света раздваивается. При этом в кристаллах средних и низших сингоний свет распространяется по-разному.

Вкристаллах средних сингоний, имеющих, как мы уже знаем, одну кристаллографическую ось высшего порядка — тройную, четверную или шестерную — ориентированную вертикально (служащую осью с), световой луч раздваивается на два с разными свойствами. Один из них подчиняется обычным законам преломления света, т.е. имеет постоянную скорость распространения во всех направлениях в кристалле и, соответственно, постоянный показатель преломления; иными словами, на его поведении оптическая анизотропность кристалла не сказывается. Этот луч был назван Х.Гюйгенсом (1678; опубликовано в 1690) "обыкновенным" (о). Другой же луч в разных направлениях распространяется с различной

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

скоростью, т.е. его показатель преломления зависит от направления в кристалле. Такой луч получил название"необыкновенного" (е).

Но в кристаллах средних сингоний есть одно направление, в котором раздвоения лучей не происходит. Если пучок света распространяется вдоль главной кристаллографической оси, то все лучи пучка ведут себя как обыкновенные. Это направление, совпадающее в кристаллах средних сингоний с осью e, т.е. с их единственной кристаллографической осью высшего порядка (L3, L4, L6), называется оптической осью;

соответственно такие кристаллы являются оптическиодноосными. Если скорость распространения обыкновенного луча больше, чем необыкновенного (или, иными словами, показатель преломления первого меньше, чем второго), то одноосный кристалл считается оптически положительным, при обратном соотношении скоростей — оптически отрицательным.

Воптически положительных одноосных кристаллах необыкновенный луч имеет наибольшую скорость, равную скорости луча обыкновенного, распространяясь вдоль оптической оси (оси с кристалла), — т.е. в том случае, когда он и ведет себя во всех отношениях как обыкновенный луч. В этом направлении переменный показатель преломления необыкновенного луча понижается до своего минимального значения, равного показателю преломления обыкновенного луча. А максимальное значение показателя преломления необыкновенного луча у оптически положительных одноосных кристаллов соответствует его распространению в плоскости, перпендикулярной оптической оси (оси с кристалла); в этой плоскости скорость распространения необыкновенного луча постоянна и в таких кристаллах минимальна.

Воптически отрицательных одноосных кристаллах наблюдается, естественно, обратная картина: вдоль оси с (оптической оси) необыкновенный луч распространяется с наименьшей скоростью, т.е. имеет наибольший показатель преломления (равный опять-таки показателю преломления обыкновенного луча), а в плоскости,

перпендикулярной оптической оси, — с постоянной и максимальной скоростью, т.е. его показатель преломления в этой плоскости — самый низкий по сравнению с показателем преломления обыкновенного луча.

Явление раздвоения светового луча в кристаллах с возникновением двух лучей, имеющих разные скорости распространения, носит название "двойное лучепреломление", или (чаще

употребляемое) двупреломление. Разность показателей преломления обоих лучей (ne-no для положительных и no-ne для отрицательных одноосных кристаллов, причем в первом случае принимается во

внимание максимальное значение показателя преломления необыкновенного луча, а во втором — минимальное) характеризует силу двупреломления.

Явление двупреломления нагляднее всего наблюдается на классическом примереисландского шпата — прозрачных крупных кристаллов кальцита (точнее, их спайных выколков по ромбоэдру). Если положить спайный ромбоэдр исландского шпата на лист бумаги с каким-либо текстом или рисунком и

посмотреть на них сквозь грань ромбоэдра, то мы увидим, что строки текста или линии рисункараздваиваются, причем одна строка (линия) располагается выше, другая — ниже (рис. 3.2); при повороте ромбоэдра верхнее изображение (создаваемое обыкновенными лучами) остается неподвижным, а нижнее вращается около него, поскольку оно создается лучами необыкновенными.

Рис. 3.2. Двупреломление в спайном ромбоэдре исландского шпата (оптического кальцита)

Кальцит — одноосный оптически отрицательный минерал, и скорость распространения в нем необыкновенных лучей больше, чем обыкновенных; поэтому изображение, создаваемое первыми, располагается ниже, а создаваемое вторыми — выше. Если же вырезать из исландского шпата пластинку, перпендикулярную оси с, и поглядеть сквозь нее на тот же текст или рисунок, то никакого их удвоения или перемещения не наблюдается: ведь вдоль оптической оси все лучи проходят как обыкновенные.

Однако, бросив косой взгляд (под углом к направлению оси с), мы вновь обнаружим оба проявления двупреломления. А если пластинку вырезать параллельно оси с, так, чтобы луч зрения был ориентирован по направлению, ей перпендикулярному, то, хотя в этом случае и возникает удвоение изображения (причем максимальное), но располагаются оба они строго одно над другим, т.е. перекрываются, и чтобы заметить удвоение, придется опять-таки изменить угол зрения.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В количественном отношении двупреломление минералов удобно подразделять на низкое (слабое) —

менее 0,010;среднее — от 0,010 до 0,050; высокое (сильное) — от 0,050 до 0,10; и весьма высокое (очень сильное) — более 0,10.

Кальцит обладает весьма высоким двупреломлением (0,172), благодаря чему раздвоение изображения у исландского шпата и выражено столь резко. Из исландского шпата изготовляли (да и сейчас иногда изготовляют) поляризующие свет призмы (призмы Николя, в обиходе — николи) для исследовательских поляризационных микроскопов; впрочем, нынче для этого чаще употребляют особые пленки — поляроиды.

Различия в свойствах обыкновенного и необыкновенного лучей вызываются поляризацией света кристаллическим веществом. Оба луча являются плоско поляризованными, т.е. колебания каждого из них локализованы в одной плоскости. Но у обыкновенного луча плоскость колебаний (плоскость поляризации) перпендикулярна оптической оси (оси с) кристалла, а у необыкновенного — параллельна ей. С целью наглядно представить себе ход лучей света в кристаллах строится вспомогательный геометрический образ

— оптическая индикатриса; при ее построении в направлениях, перпендикулярных направлениям распространения обоих поляризованных лучей, откладываются отрезки, пропорциональные их показателям преломления (No и Ne).

Оптическая индикатриса одноосных кристаллов имеет форму эллипсоида вращения — слегка вытянутого по вертикали (вдоль оси Ne) для положительных или слегка сплюснутого (с короткой вертикальной осью Ne)

для отрицательных кристаллов (рис. 3.3.). Оптическую индикатрису представляют себе как бы вписанной или "встроенной" в кристалл таким образом, что вертикальная ось эллипсоида вращения (Ne) совмещается с осью с (оптической осью) кристалла. Перпендикулярно ей располагается круговое сечение с радиусом No, что соответствует постоянству показателя преломления обыкновенного луча в одноосных кристаллах.

Рис. 3.3. Оптические индикатрисы одноосных кристаллов (эллипсоиды вращения). а индикатриса оптически положительного кристалла; б индикатриса оптически

отрицательного кристалла.

В кристаллах низших сингоний оба луча, возникающие в результате поляризации проходящего сквозь них света, оказываются необыкновенными, но поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях и с различными скоростями распространения в кристалле, т.е. с разными показателями преломления. В таких кристаллах существуют не одно, а два направления, распространяясь вдоль которых световой луч не раздваивается, — т.е. две оптических оси. Ввиду этого кристаллы низших сингоний называют оптически двуосными.

Скорости распространения обоих поляризованных лучей и, следовательно, их показатели преломления различны в трех взаимноперпендикулярных направлениях. Соответственно

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

оптическая индикатриса двуосных кристаллов имеет форму трехосного эллипсоида, главные оси которого обозначаются Ng, Nm и Np (рис. 3.4).

В этой фигуре имеются три плоскости симметрии, соответствующие трем главным сечениям эллипсоида входящий в кристалл вдоль длинной оси Ng, раздваивается; возникающие поляризованные лучи имеют показатели преломления nm и np; если входящий луч параллелен короткой оси Np, то показатели преломления поляризованных лучей будут ng и np; а если он параллелен средней оси Nm, то поляризованные лучи будут иметь показатели преломления ng и np. Мерой силы двупреломления двуосных кристаллов служит разность максимального и минимального показателей преломления: Д = ng-np.

Рис. 3.4. Трехосный эллипсоид

Сечение NgNp является плоскостью оптических осей; последние лежат в этой плоскости, располагаясь симметрично относительно осей индикатрисы Ng и Np; иными словами, либо длинная, либо короткая ось индикатрисы служат биссектрисами угла оптических осей (2 V).

Величина этого угла представляет одну из важнейших оптических констант оптически двуосных кристаллов. Если биссектрисой острого угла 2V между оптическими осями ("острой биссектрисой") является Ng, кристалл считается оптически положительным; Np в этом случае играет роль "тупой биссектрисы", делящей пополам тупой угол между оптическими осями.

Наоборот, в оптически отрицательных двуосных кристаллах острой биссектрисой служит Np, а тупой биссектрисой — Ng. Поскольку 2V принято измерять величиной того угла, который делит пополам Ng, у оптически положительных двуосных кристаллов 2V<90°, а у отрицательных >90° (рис. 3.5). Что же касается средней оси индикатрисы — Nm, то она обычно играет роль так называемой оптической нормали — оси, перпендикулярной плоскости оптических осей. Перпендикулярно каждой из двух оптических осей располагаются круговые сечения индикатрисы, радиус которых равен Nm. Для двуосных кристаллов измеряются и приводятся в справочниках значения трех показателей преломления: ng, nm и np. Оптически положительные двуосные кристаллы характеризуются соотношением ng-nm/nm-np>l, а оптически отрицательные ng-nm/nm-np< 1.

Рис. 3.5. Оптические индикатрисы двуосных кристаллов, а — индикатриса оптически положительного кристалла; б — индикатриса оптически отрицательного кристалла.

Оптическая индикатриса ориентируется в кристаллах ромбической сингонии так, что все три ее главные оси

— Np, Nm и Np совпадают с кристаллографическими осями а, b и с, причем с каждой из кристаллографических осей может совмещаться любая из главных осей индикатрисы. Соответственно плоскость оптических осей может занимать одно из трех положений: параллельно 1-му (переднему) пинакоиду (001), 2-му (боковому) пинакоиду (010) или 3-му (базопинакоиду) (001).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В кристаллах моноклинной сингонии одна из осей индикатрисы (любая) всегда совмещается с осью b; плоскость оптических осей либо параллельна боковому пинакоиду (010), если с осью b совпадает оптическая нормаль Nm, либо — если с осью b совмещена Ng или Np — эта ось будет лежать в плоскости оптических осей. Что же касается низкосимметричных триклинных кристаллов, то в них оптическая индикатриса может располагаться в произвольной ориентировке, не контролируемой какими-либо

кристаллографическими направлениями.

Важной диагностической константой оптически двуосных моноклинных и триклинных минералов является также "угол погасания" cNg (или cNp), характеризующий ориентировку оптической индикатрисы относительно кристаллографических осей; аналогичную роль играет определение знака удлинения ("главной зоны") сечения кристалла; эти определения, однако, выполняются в прозрачных шлифах (или иммерсионных препаратах) под микроскопом.

Оптически анизотропные кристаллы так же, как и изотропные, могут обнаруживать дисперсию света, подчас весьма сильную (например, у рутила, касситерита, титанита она много выше, чем у алмаза, а у

циркона — лишь немногим ниже). Но у двупреломляющих минералов разные лучи могут проявлять различную степень дисперсии; поэтому в справочниках для них приводится обычно максимальная величина дисперсии, далеко не всегда соответствующая наблюдаемой на практике.

Кроме того, использование сильно двупреломляющих бесцветных или слабоокрашенных кристаллов в качестве имитаций алмаза затрудняется тем, что такую имитацию очень легко раскрыть: стоит лишь внимательно рассмотреть камень (в том числе и ограненный) под лупой — и у камней с высоким двупреломлением (типа циркона) становится заметным раздвоение ребер задних граней (фасеток), чего никогда не бывает у кристаллов кубической сингонии, таких, как алмаз или искусственные драгоценные камни — фианит, фабулит (титанат стронция), синтетические редкоземельные гранаты.

У многих кристаллов наблюдается также дисперсия оптических осей и/или биссектрис (осей индикатрисы), проявленная в разной степени, но для некоторых минералов весьма характерная; к сожалению, однако, увидеть ее можно только под микроскопом. Такого рода дисперсия имеет своим следствием изменение величины угла оптических осей (2V) для световых лучей с разной длиной волны; поэтому и значение 2V обычно дается в справочниках для того же натриевого света с длиной волны 589,3 нм.

Коснемся, хотя бы в самых общих чертах, интересного вопроса о связи кристаллооптических свойств с химическим составом и кристаллической структурой минерала.

Как мы видели, эти свойства обладают резко выраженным векторным характером, а значит, должны обнаруживать зависимость от структурных особенностей кристаллов. Что же касается влияния состава минералов на их оптические свойства (прежде всего — на величину показателей преломления), то оно может быть охарактеризовано как суммарный эффект, оказываемый различными катионами и анионами.

Существует целый ряд катионов, вхождение которых в минерал всегда повышает показатель (показатели) преломления. К их числу относится прежде всего железо, причем как Fe2+, так и особенно Fe3+. Железистые

минералы всегда имеют более высокое светопреломление, чем их магнезиальные аналоги (например, члены изоморфных рядов) или изоструктурные с ними минералы, не содержащие железа; например, в

парах корунд Al2O3 — гематит Fe2O3 или бёмит AlO(OH) — лепидокрокит y-FeO(OH) у железистых

аналогов показатели преломления много выше.

Повышают показатели преломления также Ti4+ и Zr4+. Наоборот, такие катионы, как Н+ и В3+, всегда их

понижают. Но особенно резко влияют на показатели преломления в сторону понижения некоторые (наиболее мелкие) анионы, в частности F- и (ОН)-. В то же время крупные анионы, например, Cl- или Br-,

способствуют повышению показателей преломления.

Более высокие значения показателей преломления (при постоянном составе) присущи, как правило, минералам с более плотной структурой (упаковкой атомов), т.е. с большим координационным числом катионов. Такие минералы обычно имеют и более высокую плотность. Это хорошо видно на уже знакомых нам примерах полиморфных модификаций: более тяжелые из них имеют и большую оптическую плотность. Такое соответствие значений плотности и показателей преломления наблюдается, в частности, в рядах андалузит-силлиманит-кианит, анатаз-брукит-рутил, кальцит-арагонит и др. Как плотность, так и показатель

преломления NaCl выше, чем КСl.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

преломления и выйдет из призмы, сохраняя приобретенные в кристалле колебания в строго определенной плоскости.

Поляризационный микроскоп отличается от обычных биологических наличием приспособлений, необходимых для получения поляризованного параллельного и сходящегося света. Отечественная промышленность выпус- кает поляризационные микроскопы марки «Полам», но большинство учеб-

ных и производственных петрографических лабораторий укомплектованы микроскопами серии «МИН».

При помощи поляризационного микроскопа прозрачные минералы ис-

следуют в параллельном и сходящемся свете. Получение параллельного и сходящегося пучков поляризованного света достигается системой оптиче- ских линз и устройств. Поляризационный микроскоп дает возможность изу- чать минералы в неориентируемых сечениях кристаллов (на плоском столи-

ке) и в ориентируемых сечениях, которые получают на оптическом приборе (столике Е.С. Федорова), установленном на предметном столике микроскопа. Принципиальная оптическая схема микроскопа приведена на рис. 23. Основными агрегатными узлами всех микроскопов являются штатив, тубус, предметный столик, конденсорное и осветительное устройства, ком-

плект сменных объективов, окуляров и других оптических приспособлений. Штатив служит опорой всего инструмента. При помощи специальных приспособлений к нему крепятся остальные узлы микроскопа.

Тубус — полая цилиндрическая труба, в которой частично размещается оптическая система микроскопа: сменный объектив, выдвижной верхний по-

ляризатор (анализатор, или верхний николь), выдвижная линза Бертрана, сменный окуляр. В нижней части тубуса микроскопа имеется прорезь для компенсатора. Прорезь ориентирована под углом 45° к плоскости симметрии микроскопа.

Предметный столик представляет собой вращающийся диск — кольцо.

По окружности он разделен на 360 делений ценой каждого 1°. Два нониуса, закрепленные на неподвижной части столика, позволяют отсчитывать углы поворота столика. С помощью специального винта столик может быть засто-

порен. Диск столика имеет два отверстия для установки пружинных клемм, два отверстия для установки столика Федорова и шесть отверстий для уста-

новки препаратоводителя.

Конденсорное устройство представляет собой двухлинзовый конден-

сор, расположенный под предметным столиком. Конденсорное устройство усиливает освещенность объекта. Конденсорная система должна иметь более высокую апертуру, чем объектив, иначе ее нельзя полностью реализовать. Для получения необходимых соотношений апертуры конденсора и объектива к микроскопам придается комплект съемных верхних линз конденсора. Из- менять апертуру пучка лучей, освещающих объект, можно также при помо-

щи ирисовой апертурной диафрагмы. К конденсору крепится откидная линза Лазо, которая вводится в оптическую систему микроскопа между верхней съемной апертурной линзой и предметным столиком. Линза Лазо характери- зуется высокой апертурой и употребляется при больших и средних увеличе-

ниях для усиления освещения объекта, ослабления рельефа и для получения сходящегося пучка света. В нижней части конденсорного устройства закреп- ляется винтом поляризатор в оправе. При отжатом стопорном винте поляри- затор можно вращать вокруг оси микроскопа. Угол его поворота отсчитыва-

ется по шкале с ценой деления 5°. Назначение поляризатора — преобразовывать обыкновенный свет в поляризованный. Поляризатор дол-

жен быть закреплен таким образом, чтобы пропускаемые им световые волны колебались параллельно или перпендикулярно плоскости симметрии микро-

скопа.

С помощью специального винта конденсорное устройство вместе с по-

ляризатором перемещается вверх—вниз вдоль оси микроскопа. В рабочем состоянии микроскопа оно должно обеспечивать максимальную освещен-

ность поля зрения, при сохранении резкости и рельефности изображения. Поляризатор называется призмой Николя по имени его изобретателя шотландского физика У. Николя. Призма Николя представляет собой кри-

сталл исландского шпата, распиленный под определенным углом к граням, а затем склеенный канадским бальзамом. Луч света, войдя в кристалл, разлага-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

– совместное пространственное нахождение, возникающее в результате одновременного или последовательного образования минералов, горных пород.

Минеральная ассоциация

- совокупность всех минералов, совместно присутствующих в данном участке

земной коры. M. a. более широкое понятие, чем Парагенезис минералов. B состав M. a. могут входить наряду c реликтами первичных минералов и более поздние, в частности, продукты метасоматич. изменения ранних (в т.ч. и гипергенных) минералов. Иногда под M. a. понимают сообщество минералов, возникающих в течение одной стадии или этапа минералообразования. B любом случае M. a. охватывает неск. парагенетич. ассоциаций, сменяющих одна другую во времени.

Кристаллизация – это процесс образования участков кристаллической решетки в жидкой фазе и рост кристаллов из образовавшихся центров.

Жидкая фаза – атомы расположеныне хаотично, как в газообразном состоянии, а имеют так называемый «ближний» порядок в расположении атомов – расположение упорядочено на очень небольшом расстоянии (в отличии от твердого состояния, где «дальний» порядок). Ближний порядок неустойчив вследствие теплового движения и быстро рассыпается, чтобы возникнуть в другом месте. При температурах, близких к температуре плавления, в жидком металле «ближний» порядок может иметь такую же упаковку, как твердый кристалл – фазовая флуктуация. Она может стать зародышем твердой фазы.

С изменением внешних условий свободная энергия изменяется по сложному закону различно для жидкого и кристаллического состояний.

Причина затвердевания жидкого металла (кристаллизации) - система приходит к

термодинамически более устойчивому состоянию с меньшей свободной энергией Гиббса (F)! Свободная энергия – та составляющая полной энергии вещества, которая может изменяться с изменением температуры. F = H − TS, H - полная энергия; S - энтропия; T - температура.

Характер изменения свободной энергии жидкого и твердого состояний с изменением температуры показан на рис.

В соответствии с этой схемой выше температуры Ts вещество должно находиться в

жидком состоянии, а ниже Тs – в твердом. При температуре равной Тs жидкая и твердая фаза обладают одинаковой энергией, металл в обоих состояниях находится в равновесии, поэтому две фазы могут существовать одновременно бесконечно долго. Температура Тs – равновесная или теоретическая температура кристаллизации. Для начала процесса кристаллизации необходимо, чтобы процесс был термодинамически выгоден системе и сопровождался уменьшением свободной энергии системы. Это возможно при охлаждении жидкости ниже температуры Тs. Температура, при которой практически начинается кристаллизация называется фактической температурой кристаллизации. Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением, которое характеризуется степенью переохлаждения.