Кафедра исторической и динамической геологии

Кафедра исторической и динамической геологии

 

                                                                                              Допущены

                                                                         к проведению занятий в 2016-2017 уч.году

                                                                         Заведующий кафедрой

                                                                         Профессор

И.В.Таловина

                         «13» сентября 2016 г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

для проведения лабораторных занятий по учебной дисциплине

«ОБЩАЯ ГЕОЛОГИЯ»

 

Специальность: 21.05.02 «Прикладная геология»

Специализация: Поиски и разведка подземных вод и инженерно-

геологические изыскания, Геология нефти и газа, Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых, и Прикладная геохимия, петрология, минералогия

Разработал: профессор И.В. Таловина

Обсуждены и одобрены на заседании кафедры

Протокол № 2 от 13 сентября 2016 г.

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2016

Введение

Цель преподавания дисциплины – дать студентам общие представления о строении, составе и процессах формирования Земли и её основных структурных элементов, о составе, строении и образования минералов, горных пород и полезных ископаемых.

Задачи дисциплины: ознакомить с современными представлениями о: геологических процессах на поверхности и в недрах Земли; главнейших минералах; основных типах осадочных, магматических и метаморфических пород; основных видах полезных ископаемых; геологическом времени и методах определения возраста горных пород; формах залегания горных пород; складчатых и разрывных структурах земной коры; геологической истории Земли и процессах преобразования земной коры, а также привить практические навыки определения важнейших минералов и горных пород и интерпретации геологической графики.

В результате изучения дисциплины студент должен:

-      знать значение и место геологической науки в рыночной экономике; основные геологические объекты и их взаимоотношение в природе; основные минералы и горные породы; геологические процессы, формирующие минералы и горные породы; стратиграфическую шкалу; элементы залегания горных пород; устройство горного компаса и его назначение; содержание и назначение геологических карт.

-      уметь макроскопически определять основные минералы и горные породы; читать простейшие геологические карты и строить по ним разрезы; ориентироваться на местности и определять элементы залегания горных пород с помощью горного компаса.

-      иметь представление о проведении полевых наблюдений и их документации.

Содержание и объемы лабораторных работ

№ п/п	Наименование лабораторных работ	Содержание лабораторных работ	Всего часов
1	Диагностические свойства минералов.	Физические свойства минералов (цвет, цвет черты, блеск, прозрачность, спайность, твердость и т.д.). Диагностика и методы исследования минералов.	4
2	Диагностика простых веществ, сульфидов, оксидов и гидроксидов, галоидов и кислородных солей.	Классификация минералов. Характеристика основных классов минералов: самородных элементов, сульфидов, оксидов, гидроксидов, карбонатов, сульфатов, галоидов, фосфатов, силикатов. Их признаки и химический состав. Практическое значение.	4
3	Диагностика силикатов	Классификация силикатов. Характеристика силикатов. Их признаки и химический состав. Практическое значение.	4
4	Диагностика магматических горных пород.	Классификации магматических горных пород. Минеральный состав, диагностика, структуры и текстуры магматических горных пород.	6
5	Диагностика осадочных горных пород.	Осадочные горные породы: обломочные, хемогенные, органогенные. Принципы классификации осадочных горных пород. Минеральный состав, структуры и текстуры осадочных горных пород. Понятие о пирокластике.	6
6	Диагностика метаморфических горных пород.	Типы метаморфизма: локальный (динамический и контактово-гидротермальный) и региональный. Метасоматоз. Основные представители метаморфических горных пород, их минеральный состав, структуры и текстуры.	6
7	Работа со смешанными коллекциями минералов и горных пород	Подготовка к контрольной работе. Работа со смешанными коллекциями минералов и горных пород.	2
8	Горный компас и работа с ним. Элементы залегания.	Горный компас и измерение элементов залегания.	2
9	Геологические карты и разрезы с горизонтальным залеганием слоев, их чтение и построение.	Понятие о пластовом характере залегания горных пород. Горизонтальное залегание. Виды мощности.	2
10	Геологические карты и разрезы с моноклинальным залеганием слоев, их чтение и построение.	Моноклинальное залегание. Чтение и построение карт с моноклинальным залеганием слоев.	2
11	Геологические карты и разрезы со складчатым залеганием слов, их чтение и построение.	Элементы складок, форма складок, особенности их изображения в плане (на карте). Классификации складчатых структур.	2
12	Геологические карты и разрезы с разрывными нарушениями, их чтение и построение.	Сбросы, взбросы, надвиги, тектонические покровы, горсты, грабены, сдвиги, глубинные разломы. Элементы дизъюнктивных дислокаций и их изображение в плане (на карте).	3
13	Геологические карты и разрезы со структурными этажами, их чтение и построение.	Понятие структурного этажа. Особенности построения геологических разрезов по картам со структурными этажами.	2
14	Геологические карты и разрезы с магматическими телами, их чтение и построение.	Тела магматических горных пород. Особенности построения геологических разрезов по картам со магматичяескими телами – секущими и согласными.	2
15	Построение стратиграфической колонки	Методика и принципы построения стратиграфической колонки.	2
16	Принципы ведения полевых геологических наблюдений	Принципы ведения полевых геологических наблюдений. Ведение полевого дневника, методика описания точек наблюдения, образцов, выполнения геологических зарисовок.	2

Шкала Мооса

перед названием каждого минерала стоит цифра, обозначающая относительную твердость соответствующего минерала:

1. Тальк

2. Гипс

3. Кальцит

4. Флюорит

5. Апатит

6. Ортоклаз

7. Кварц

8. Топаз

9. Корунд

10. Алмаз

Определение минералов с помощью шкалы твердости проводится царапанием неизвестного минерала острым концом эталонного, входящего в шкалу твердости. Например, если неизвестный минерал царапается ортоклазом (твердость 6) и не царапается апатитом (твердость 5), то твердость определяемого минерала - 5,5.

У большинства минералов на различных сколах и гранях твердость является величиной более или менее постоянной. Однако, в природе встречаются минералы, у которых твердость зависит от направления царапания. Например, у дистена твердость в направлении удлинения кристалла на грани (100) составляет 4,5, а в поперечном направлении—6; на гранях (010) п (110) твердость равна 7. Таких минералов с резко выраженной анизотропией твердости немного. Более точное определение твердости минералов проводят на специальных приборах, называемых склерометрами или микротвердометрами. Основной частью таких приборов является алмазная игла или пирамидка, по глубине вдавливания которых определяется твердость минерала.

В полевых условиях при отсутствии шкалы твердо­сти используют заменители шкалы твердости: мягкий карандаш 1; ноготь 2,5; «медная» монета (1, 2, 3, 5-копеечные монеты) 3—4; стекло 5; лезвие бритвы, стального ножа 5—6; напильник 7. В практике полевого определения твердости минералов они вполне заменяют шкалу твердости, их достаточно для определения широко распространенных минералов.

Спайность и излом. Спайностью называют способность кристаллов и минералов кристаллического строения раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям.

Спайность зависит от внутреннего строения минерала и не зависит от внешней формы кристаллов.

Спайность различается по совершенству, а также по числу и ориентации направлений, вдоль которых она наблюдается.

По совершенству принято выделять следующие типы спайности:

- весьма совершенная - слюды, слоистые силикаты, гипс.

- совершенная - кальцит,

- средняя – полевые шпаты,

- несовершенная - оливин,

- весьма несовершенная - кварц. 

Отдельность - схожее со спайностью свойство – характеризует способность кристалла раскалываться по плоскостям напряжений или поверхностям вдоль которых при росте кристалла произошло оседание посторонних частиц. Отличается отдельность тем, что при ней невозможно сколь угодно мелкое расщепление кристалла.

Излом. Структура минерала, наличие спайности, твердость определяют вид поверхности, получающейся при раскалывании минерала. Ее называют изломом.

Плотность минералов колеблется в широких пределах — от значений меньше единицы (природные газы, жидкие битумы) до 23 (некоторые минералы группы осмистого иридия). В ряде случаев это физическое свойство является хорошим диагностическим признаком. Даже взвешивая минералы просто на ладони, можно примерно определить их плотность. Большинство минералов имеет плотность в пределах от 2,5 до 3,5, рудные и самородные минералы— больше 4.

По плотности все минералы можно объединить в три группы:

•легкие - с плотностью до 2,5,

•средние - от 2,5 до 4,

•тяжелые - более 4. К группе тяжелых минералов относятся рудные минералы. Исключение из этого правила составляет барит, имеющий плотность 4,5— 4,7, не являющийся рудным минералом. Большой плотностью обладают: магнетит 5,5—6; галенит (свинцовый блеск) 7,5; киноварь 8 и др. Самородные элементы имеют в своем большинстве большую плотность: медь 8,9; висмут 9,7; серебро 11; ртуть 13,6; золото 15—19; платина 14—20; иридий и осмий 17—23.

Плотность возрастает с увеличением атомного веса слагающих структуру минерала атомов и с ростом компактности самой структуры, так, графит и алмаз, химически идентичные, различаются по плотности более чем в полтора раза.

Особые физико-химические свойства минералов. Изменение минерала при механическом воздействии характеризуют: хрупкость (способность к крошению), ковкость (способность к сохранении целостности при неупругих деформациях), упругость.

Специфическими физическими свойствами являются магнитность, радиоактивность, электрические свойства – способность к электризации, пироэлектрический и пьезоэлектрический эффекты.

Из химических свойств главными являются способность минерала взаимодействовать с кислотами и щелочами. В минералогической диагностике наиболее широко применяются водные растворы соляной кислоты, по реакции с которыми диагностируется ряд карбонатных и других минералов. Другое важно химическое свойство – растворимость минерала в воде, которая может меняться в широких пределах. Сюда же относятся поведение минерала при нагревании (плавление, возгорание, растрескивание).

К особым физико-химических свойствам относятся свойства поверхности минерала – гигроскопичность (способность впитывать воду), смачиваемость водой и другими жидкостями.

Специфические свойства минералов, характеризующие физиологическую реакцию человека – вкус (наблюдается у некоторых легкорастворимых минералов), запах при горении или ударе, ощущение поверхности – шероховатость, жирность и т.п.

Псевдоморфозы. В природных условиях иногда встречаются минералы с совершенно не свойственными им кристаллическими формами. Например, гипс, кри­сталлизующийся в моноклинной сингонии и дающий своеобразные кристаллы, был встречен в виде кубических форм. Это объясняется тем, что гипс заполнил при кристаллизации полости, образовавшиеся путем растворения кристаллов галита водой. Такие образования получили название псевдоморфоз (греч. «псевдос»—ложь, «морфис» — образование). Псевдоморфозы могут возникать и путем замещения одного минерала другим с сохранением его внешней формы. Так, наблюдаются псевдоморфозы гидрогётита по пириту с характерной кубической формой. Часто встречаются псевдоморфозы по органическим остаткам, например, опала или пирита по дереву, кальцита и фосфорита по раковинам моллюсков и др.

 

 

Самородные элементы

Это минералы, состоящие из одного элемента. Хотя они встречаются редко и составляют всего 0,1% от веса земной коры, их значение для человека велико. Достаточно перечислить представителей этой группы:

- алмаз С,

- графит С,

- сера S,

- золото Аu,

- серебро Аg,

- медь Сu.

Значительно реже в самородном виде встречается железо, которое более склонно формировать химические соединения. Крайне редки в природе самородки редких металлов: палладия (Pd), осмия (Os), иридия (Ir). Большинство минералов этой группы встречается преимущественно или только в самородном виде (Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os). Происхождение почти всех самородных элеменотов эндогенное, чаще всего гидротермальное. Исключением является сера, которая может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Отдельно рассматривается самородный углерод, образующий две базовых полиморфных модификации: алмаз и графит. Алмаз образуется в результате магматических процессов; чаще всего он встречается в кимберлитах, интрузивных телах типа некков. Графит формируется из богатых органическим веществом осадочных пород в результате процессов метаморфизма.

Существует ещё несколько более редких модификаций самородного углерода: лонсдейлит, чаоит и фуллерен. Первые два сходны с алмазом, отличаясь формой кристаллов и несколько меньшей плотностью. Фуллерен (С₆₀) представляет из себя кристалл шарообразной формы; он был сначала синтезирован, а затем обнаружен в природе в углях и шунгитовых сланцах.

Сульфиды

Это минералы общей формулы Ме_nS_m, где Ме – катион металла. Эти минералы также встречаются сравнительно редко (<2% от массы земной коры), чаще всего в виде руд. Их ценность заключается в том, что в эту группу входят минералы, являющиеся основными рудами на свинец, медь, цинк и ряд других цветных металлов. Кроме того, самый распространённый представитель этой группы, пирит, используется для производства серной кислоты. Представители этой группы:

- пирит (серный колчедан) FеS₂

- марказит (гребенчатый колчедан) FеS₂

- пирротин (магнитный колчедан) FеS

_- халькопирит (медный колчедан) СuFеS₂

- галенит (свинцовый блеск)       РbS

- сфалерит (цинковая обманка) ZnS

- киноварь НgS.

Пирит и марказит являются примером явления полиморфизма, т. е. при одинаковом химическом составе имеют разную форму кристаллов и отличаются по физическим свойствам. Происхождение большинства сульфидов эндогенное, чаще всего гидротермальное. Исключением является пирит, который часто формируется на поверхности Земли и является типичным минералом некоторых осадочных пород и почв.

Галоидные соединения

К галоидным соединениям относят соли соляной и плавиковой кислоты (естественные соединения брома и йода существуют, но являются крайне редкими). Хлориды ‑ экзогенного происхождения; большинство из них хорошо растворимо в воде. Фториды имеют эндогенное происхождение. Представители:

- галит (поваренная соль)                        NаСl

- сильвин                                                   КСl

- карналлит                                               КСl·МgСl₂·6Н₂О

_- флюорит (плавиковый шпат)               СаF₂

Из галоидных соединений наибольшее распространение имеет галит, или поваренная соль, минерал, употребляемый человеком в пищу; помимо этого, галит является основным источником натрия и хлора для химической промышленности. Cильвин и карналлит используются в качестве удобрений. Флюорит и криолит используются преимущественно как флюс при выплавке стали и алюминия.

Встречаются галоидные соединения в осадочных породах преимущественно морского происхождения. Такие минералы, как галит, сильвин и карналлит часто формируются в почвах аридных (сухих) областей; особенно характерны они для галоморфных почв, солончаков.

На примере галита и сильвина мы рассмотрим еще одно явление, характерное для многих минералов. В галите часть ионов натрия всегда замещена калием, также как в сильвине всегда присутствует натрий. Если натрий и калий присутствуют в примерно равных количествах, мы называем такой минерал сильвинитом. Явление эквивалентного замещения катиона или аниона в кристаллической решетке минерала называется изоморфным замещением. Непрерывный ряд минералов с разной степенью замещения определенного элемента другим элементом(как мы наблюдаем в ряду галит‑сильвинит‑сильвин) называется изоморфным рядом. При этом название минерала может изменяться или оставаться одним для всего ряда. 

Следует обратить внимание на форму записи формул минералов изоморфных рядов. Например, сильвинит может быть записан тремя равнозначными способами: NаСl·КСl, (Na,K)Cl и NaKCl₂. Выбор записи зависит только от пристрастий автора и, в некоторой степени, от традиций. Также отметим, как в формуле обозначается присутствие кристаллизационной воды (т. е. воды, включённой в кристаллическую решётку и не удаляемую простым выпариванием): например, в карналлите КСl·МgСl₂·6Н₂О. Даже при другой форме записи основной части формулы кристаллизационная вода записывается через точку: КМgСl₃·6Н₂О.

Оксиды и гидроксиды

Оксиды и гидроксиды подразделяются на 2 подкласса:

а) оксиды и гидроксиды кремния,

б) оксиды и гидроксиды металлов.

а) Этот подкласс не всегда осносится к оксидам; ряд исследователей склонен рассматривать оксиды кремния как частный случай каркасных силикатов. Важнейшим оксидом кремния является кварц (SiО₂), который составляет 12% от массы земной коры. Прозрачный кварц называют горным хрусталем, фиолетовый ‑ аметистом, жёлтый ‑ цитрином, чёрный ‑ морионом. Выделяются также скрытокристаллические разновидности: халцедон, кремень, агат, яшма, тигровый глаз. Все оксиды кремния имеют эндогенное происхождение.

Кpoмe квapцa фopмyлy SiO₂ имeют мeнee pacпpocтpaнeнныe минepaлы кpиcтoбaлит, тpидимит и cтишoвит (пpимep явлeния пoлимopфизмa). Kpиcтoбaлит и тpидимит фopмиpyютcя пpи выcoкиx тeмпepaтypax и oбычны пpи извepжeнияx вyлкaнoв. Cтишoвит фopмиpyeтcя тoлькo пpи oчeнь выcoкиx дaвлeнияx и нa пoвepxнocти Зeмли вcтpeчaeтcя в кpaтepax, oбpaзoвaвшиxcя пpи пaдeнии кpyпныx мeтeopитoв. Считается, что в земной мантии оксид кремния присутствует в виде стишовита.

Гидроксид кремния известен только один ‑ это аморфный минерал опал, образующийся при выпадении кремния в осадок из растворов, как поверхностных, так и гидротермальных. Его формула записывается как SiО₂·nН₂О, т. к. он содержит переменное количество воды. Многие разновидности опала используются как полудрагоценные и поделочные камни.

Кварц является обычной составляющей большинства горных пород различного происхождения; соответственно, он входит и в минеральную часть почвы. Тридимит и кристобалит встречаются в почвах, формирующихся на вулканогенных породах. Опал достаточно часто образуется непосредственно в почвах в результате выветривания силикатов, формируя характерные натёки и даже сцементированные горизонты.

б) Из оксидов  и гидроксидов металлов более всего распространены соединения железа и алюминия:

- магнетит (магнитный железняк)                      Fе₃О₄

- гематит (красный железняк)                             Fе₂О₃

- ильменит                                                             (Fе,Тi)₂О₃

- корунд                                                                 Аl₂О₃

- лимонит (бурый железняк) ‑ смесь минералов:

- гётита                                                                  FеООН

- и гидрогётита                                                    FеООН·nН₂О

- боксит ‑ смесь минералов:

- гиббсита                                                              Аl(ОН)₃

- и диаспора                                                         АlООН

Магнетит, гематит и лимонит являются важнейшими железными рудами. Наиболее богата магнетитовая руда, несколько менее ‑ гематитовая. Самые бедные лимонитовые, или болотные руды. Минерал ильменит используется как руда на титан (поскольку собственно оксиды титана, рутил, брукит и анатаз, мало распространены в природе). Боксит ‑ основной источник алюминия для промышленности. Корунд не используется в качестве сырья для получения алюминия, так как мало распространен и трудно разрушаем. Известны окрашенные ювелирные разности корунда: красный корунд называется рубин, а синий ‑ сапфир.

Большинство оксидов и гидроксидов может иметь как экзогенное, так и эндогенное происхождение. Магнетит, гематит, ильменит, корунд встречаются в магматических породах; первые два из перечисленных минералов являются также обычными компонентами почв. Гематит, гиббсит и диаспор ‑ минералы, часто образующиеся за счёт гидротермальной деятельности, а также широко распространенные в почвах и существенно определяющие свойства последних. Гётит практически всегда имеет экзогенное происхождение. Гётит и гематит определяют красную и бурую окраску огромного количества почв.

Карбонаты

Карбонаты ‑ широко распространенные минералы, имеющие чаще всего экзогенное происхождение. Это типичные минералы осадочных пород и почв. Основные представители:

- кальцит                                        СаСО₃

- магнезит                                      МgСО₃

- доломит                                       СаМg(СО₃)₂

- сидерит (железный шпат)          FеСО₃

- малахит                                        Сu₂СО₃(ОН)₂

Самым распространённым карбонатом является кальцит. Прозрачный кальцит называют исландским шпатом, непрозрачный ‑ известковым шпатом. Кальцит формирует такие породы, как известняк и мел. Подавляющее количество кальцита сформировалось за счёт биогенного его накопления. В то же время известен и кальцит гидротермального происхождения. В почвах кальцит накапливается в результате реакции кальция, высвободившегося при выветривании, с углекислым газом почвенного воздуха; особенно часто богаты кальцитом почвы засушливых областей. Кальцит и доломит формируют мрамор. Сидерит ‑ типичный минерал болотных руд; достаточно редко отмечается его эндогенное происхождение. Малахит ‑ красивый поделочный камень; как и близкий к нему по составу и свойствам минерал азурит (Сu₃(СО₃)₂(ОН)₂), он образуется на поверхности Земли в результате окисления сульфидов меди.

Фосфаты

Эта малораспространенная группа минералов имеет важное значение в жизни человека, так как апатит, входящий в нее, служит сырьем для изготовления фосфорных удобрений и синтетических моющих средств. Главные представители:

- апатит                                          Са₅(РО₄)₃(ОН,Сl,F)

- бирюза                             CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈·5Н₂О

Апатит может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Гидроксильная группа, хлор и фтор, перечисленные в формуле апатита, означают, что в этом минерале возможно изоморфное замещение указанных анионов, причём самым распространённым является фторапатит, т. е. апатит, в котором фтор преобладает над хлором и гидроксидом.

Бирюза, красивый голубой или зелёный поделочный камень, также имеет только экзогенное происхождение.

Сульфаты

Большинство сульфатов имеет экзогенное происхождение. Основные представители этой группы:

- гипс                                                         СаSО₄·2Н₂О

- ангидрит                                                 СаSО₄

- мирабилит (глауберова соль)                Nа₂SО₄·10Н₂О

- барит (тяжёлый шпат)                           ВаSО₄

Гипс ‑ самый распространенный из этой группы минерал, встречается как компонент осадочных пород и часто присутствует в почвах тёплых засушливых областей. Добывается в больших количествах во многих странах; используется для изготовления штукатурки, цемента, как наполнитель при изготовлении бумаги и красок, а также в качестве удобрения при мелиорации солонцов. Безводный сульфат кальция, ангидрит встречается реже. Барит образуется как в метаморфических породах, так и в результате экзогенных процессов. Барит используется во многих областях человеческой деятельности в силу своей химической инертности: при изготовлении красок, бумаги, эмалей, а также как утяжелитель шоколада. Мирабилит формируется исключительно путём выпадения в осадок из холодных растворов на поверхности Земли. Встречается в галоморфных почвах. Месторождения обнаруживаются по берегам солёных озёр; используется главным образом для производства соды.

Таблица 1. Диагностические признаки минералов

№	Минерал	Блеск	Цвет	Цвет черты	Твер-дость	Плот-ность, г/см^3	Спайность	Излом	Особые замечания
1.Минералы с металлическим и полуметаллическим блеск ом
1.	Графит	Полуметаллический	Серо-стальной	Серо-стальной	1,5	2,2	Совершенная по одной плоскости	Зернистый
2.	Пирит	Металлический	Латунно-жёлтый	Чёрный	6,0-6,5	5,2	Ясная по 3-м плоскостям	Раковистый
3.	Халькопи-рит	Металлический	Латунно-жёлтый	Чёрный	3,5-4,0	4,2	Ясная по 3-м плоскостям	Раковистый
4.	Галенит	Металлический	Свинцово-серый	Серо-чёрный	2,0-3,0	7,5	Совершенная по кубу	Раковистый
5.	Ильменит	Металлический	Железно-чёрный	Чёрный	5,0-6,0	4,8	Несовершен-ная	Раковистый
6.	Бронзит	Полуметаллический	Бронзовый, зеленоватый коричневый	Серый	5,0-6,0	3,4	Ясная	Раковистый
2. Минералы с   неметаллическим блеском
2.1. Минералы, дающие цветную черту
7.	Сера	Жирный	Жёлтый, оранжевый красный	Соломенно-жёлтый	1,5-2,0	2,0	Несовершен-ная	Раковистый	Таблитчатые кристаллы
8.	Сидерит	Матовый	Серый бежевый коричневый	Серый, коричневый	4,0-4,5	3,7	Ясная	Раковистый	Ромбоэдры с искрив-ленными гранями
9.	Малахит	Матовый, шелковис-тый	Зелёный	Светло-зелёный	3,5-4,0	4,0	Ясная	Раковистый
10.	Лимонит	Полуметаллический, матовый, жирный	От желтого до чёрного	Бурый	5,0-5,5	4,0	Несовершен-ная	Раковистый
11.	Гематит	Матовый, полуметаллический	От красного до чёрного	Вишнёвый	5,5-6,5	5,0	Несовершен-ная	Раковистый
12.	Магнетит	Жирный, полуметаллический	Чёрный	Чёрный	5,5-6,0	5,0	Несовершен-ная	Раковистый
13.	Боксит	Матовый	От белого до коричневого	От белого до коричневого	2,5-3,0	3,0	Несовершен-ная	Землистый
14.	Вивианит	Стеклянный, перламутровый	Синий, зелёный	Синеватый	2,0	2,7	Совершенная по одной плоскости	Занозистый
15.	Галит	Жирный	Белый, реже цветной	Белый	2,0	2,2	Совершенная	Раковистый	Соленый
16.	Сильвин	Жирный, стеклянный	Произволь-ный	Белый	2,0-	2,0	Совершенная	Раковистый	Горький
17.	Флюорит	Стеклянный	Бесцветный, зеленый, фиолетовый	Белый	4,0	3,2	Совершенная	Раковистый
18.	Кальцит	Стеклянный, перламутровый	Белый, бесцветный или перла-мутровый	Белый	3,0	2,6	Совершенная по ромбоэдру	Раковистый
19.	Доломит	Стеклянный, матовый	Произволь-ный	Белый, реже цветной	3,5-4,0	2,8	Совершенная по ромбоэдру	Раковистый
20.	Кварц	Стеклянный	Произволь-ный	Белый (!)	7,0	2,7	Несовершен-ная	Раковистый
21.	Опал	Жирный, перла-мутровый	Произволь-ный	Белый (!)	5,5-6,5	2,0-2,5	Несовершен-ная	Раковистый или зано-зистый	Аморфный
22.	Апатит	Стеклянный, жирный	Серый, зелёный, жёлтый	Белый	5,0	3,2	Несовершен-ная	Раковистый
23.	Корунд	Стеклянный	Произволь-ный	Белый (!)	9,0	4,0	Несовершен-ная	Раковистый
24.	Гранат	Стеклянный	Красный, жёлтый, коричневый, зелёный	Белый (!)	6,5-7,5	4,3	Несовершен-ная	Раковистый
25.	Гипс	Стеклянный, жирный, перламутровый, шелковистый	Белый, бесцветный, серый	Белый	2,0	2,3	Совершенная по 1 плоскос-ти	Занозистый, ступенчатый
26.	Барит	Стеклянный	Произволь-ный	Белый	3,0-3,5	4,5	Совершенная по 1 плоскос-ти	Раковистый	Тяжелый
27.	Оливин	Стеклянный	От чёрного до зелёного	Белый (!)	6,5-7,0	3,5	Ясная по 1 плоскости	Раковистый
28.	Роговая обманка	Стеклянный, шелковистый	Серый, зелёный, чёрный	Белый	5,5-6,0	3,4	Совершенная по призме	Занозистый	Игольчатые агрегаты
29.	Тальк	Жирный, перла-мутровый	Белый, серебристый, зелёный	Белый	1,0	2,8	Совершенная по 1 плоскос-ти	Землистый
30.	Биотит	Перламутровый	Тёмно-корич-невый, темно-зелёный, чёрный	Белый	2,5-3,0	2,8	Совершенная по 1 плос-кости	Раковистый	Слюда
31.	Мусковит	Перламутро-вый, стеклян-ный	Белый, серый, тёмно-коричневый	Белый	2,5	2,8	Совершенная по 1 плос-кости	Раковистый	Слюда
32.	Каолинит	Матовый, пер-ламутровый	Белый	Белый	2,0-2,5	2,6	Совершенная по 1 плос-кости	Землистый
33.	Серпентин	Матовый, стеклянный, жирный	Зеленый, серо-жёлтый	Белый	3,0-4,0	2,5	Совершенная по 1 плос-кости	Раковистый	Иногда во-локнистый
34.	Плагио-клаз	Стеклянный, перламутровый	Белый, серый, чёрный (обычно бледно окра-шенный)	Белый (!)	6,0-6,5	2,7	Совершенная по 1 плос-кости	Раковистый
35.	Калиевый полевой шпат	Стеклянный, перламутровый	Красный, бе-лый, зеленый (обычно ярко окрашен)	Белый (!)	6,0	2,6	Совершенная по 1 плос-кости	Раковистый
36.	Нефелин	Стеклянный, жирный	Грязно-крас-ный, зелё-ный, серый	Белый	5,5-6,0	2,6	Несовершен-ная	Раковистый

(!) - минерал высокой твердости, не оставляющий черты на бисквите

 

 

Диагностика силикатов

Цель работы: научится определять наиболее распространенные минералы по совокупности признаков.

Материалы и оборудование: 1) коллекция минералов, 2) шкала твердости Мооса, 3) бисквит, 4) компас, 5) 10 % соляная кислота.

Ход выполнения работы:

1. Последовательно определить по плану, изложенному в Лабораторной работе № 1, свойства минералов, записав их в тетрадь.

2. Определить минерал по полученным свойствам, используя лекции и учебные пособия.

Силикаты и алюмосиликаты

Это важнейший класс минералов, представители которой вместе с кварцем составляют 95% от массы земной коры. Одна третья часть известных минералов относится к классу силикатов и алюмосиликатов. Все магматические и многие метаморфические горные породы в основном сложены минералами этой группы. Ранее силикаты рассматривались как соли гипотетических кремниевых кислот; впоследствие выяснилось, что силикаты не могут классифицироваться на основании состава анионной части, поскольку имеют не молекулярную, а ионную структуру. Поэтому в настоящее время принято подразделять силикаты и алюмосиликаты по строению их кристаллической решетки на следующие подклассы:

а) островные,

б) кольцевые,

в) цепочечные,

г) ленточные,

д) слоистые,

е) каркасные.

В основе строения кристаллической решетки любого силиката лежит так называемый кремнекислородный тетраэдр, т. е. атом кремния, соединенный с четыремя атомами кислорода. На подклассы силикаты подразделяются по способу соединения этих тетраэдров друг с другом. Отдельные минералы выделяются по составу катионов, компенсирующих отрицательный заряд кремнекислородного тетраэдра, а также по степени замещения кремния на алюминий.

а) Островные силикаты

В минералах этой подгруппы тетраэдры состава SiО₄^4- не связаны друг с другом. Самый распространенный минерал этой группы ‑ оливин, имеющий формулу (Мg,Fе)₂SiО₄. Существует изоморфный ряд от минерала форстерита (Мg₂SiО₄) до минерала фаялита (Fе₂SiО₄), однако чаще мы имеем дело с промежуточным минералом. Оливины являются обычным компонентом основных и ультраосновных пород. Из более редких островных силикатов следует упомянуть топаз (Al₂SiO₄(F,OH)₂) и циркон (ZrSiO₄). Последний минерал отличается крайне высокой устой