- •Кафедра геологии
- •Составитель а. А. Возная
- •Протокол № 33 от 16.02.04.
- •КЕмерово 2004
- •1. Теоретические положения
- •1.1. Минералы как кристаллические вещества
- •1.2. Минералы как химические соединения
- •1.3. Вода в составе минералов
- •1.4. Классификация важнейших породообразующих минералов по химическому составу
- •2. Содержание и порядок выполнения
- •2.1. Морфология минералов и их агрегатов
- •2.1.1. Морфология минеральных зерен
- •2.2. Физические свойства минералов
- •П р о ч и е ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а минералов. Эти свойства, характерные для небольшого числа минералов, но имеющие для этих минералов важнейшее диагностическое значение.
- •Второе занятие лабораторной работы №1
- •Кафедра геологии отчет
- •Составил студент гр. Гк-031
- •Форма для составления конспекта-определителя минералов
- •Тип простые вещества Класс самородные металлы
- •Класс самородные неметаллы
- •Тип сернистые соединения и их аналоги Класс простые сульфиды и их аналоги
- •Тип галогенные соединения Класс хлориды
- •Тип кислородные соединения Класс сульфаты
- •Класс фосфаты
- •Класс карбонаты
- •Класс оксиды и гидроксиды
- •Класс силикаты Подкласс островных силикатов
- •Подкласс кольцевых силикатов
- •Список рекомендуемой литературы
- •Дополнительная литература
- •Составитель
- •Специальности 311100 – «Городской кадастр» Редактор з.М. Савина
Класс оксиды и гидроксиды
М
Рис. 3.
Октаэдрические кристаллы магнетита в
кристаллическом сланце
Гематит (син.: красный железняк, кровавик) – Fe2O3. Кристаллы имеют пластинчатый, таблитчатый, ромбоэдрический облик. Форма зёрен уплощённая – от таблитчатой до листоватой и чешуйчатой. Агрегаты гематита отличаются разнообразием: в пустотах возникают друзы сросшихся таблитчатых кристаллов – «железные розы»; в породах гематит образует плотные сплошные зернистые листоватые или чешуйчатые агрегаты; обычны скрытозернистые, натёчные, почковидные агрегаты, землистые массы, оолиты. Цвет: железно-чёрный до стально-серого, у землистых масс кирпично-красный. Цвет черты: вишнёво-красный до красновато-бурого. Блеск: полуметаллический, у землистых масс – матовый. Спайность: отсутствует. Твёрдость: 5,5–6, у землистых масс понижается до 1–2. Прочие свойства: плотность 5,0–5,2 г/см3, хрупкий, просвечивает в тонких пластинках густо-красным цветом. Диагностические признаки: характерная вишнёво-красная черта, сильно уплощённый облик кристаллов и зёрен, высокая твёрдость кристаллических разностей, отсутствие магнитности (отличие от магнетита). Происхождение. Образуется в окислительных условиях (избыток кислорода) при различных геологических процессах. Магматическое – в связи с различными магматическими породами. Гидротермальное средне-, низкотемпературное. Экзогенное – в коре выветривания в условиях влажного, жаркого климата (бокситы, латериты). Регионально-метаморфическое – в составе железистых кварцитов.
Гематит входит в состав почв. Почвы влажного жаркого климата наследуют кирпично-красные оттенки цвета от латеритной коры выветривания, на которой они образуются, за счет высокого содержания тонкодисперсного гематита.
Пиролюзит – MnO2. Кристаллы редки: игольчатые или шестоватые с продольной штриховкой. Зёрна удлинённые до изометричных. Обычно наблюдается в виде сплошных зернистых или скрытозернистых агрегатов, землистых (сажистых) масс, радиально-лучистых скоплений, налётов, оолитов, натёчных гроздевидных выделений, дендритов. Цвет: железно-чёрный, иногда тёмно-стально-серый. Цвет черты: чёрный. Блеск: полуметаллический до матового у порошковатых масс. Спайность: совершенная. Твёрдость: 5–6, у землистых масс понижается до 1–2. Прочие свойства: плотность 5,2 г/см3, хрупкий, землистые массы пачкают руки, немагнитен, растворяется в HCl с выделением Cl2. Диагностические признаки: в кристаллических выделениях узнаётся по форме кристаллов, спайности, хрупкости, от магнетита отличается отсутствием магнитности; в порошковатых, скрытозернистых, натёчных, оолитовых агрегатах пиролюзит практически неотличим от других оксидов и гидроксидов Mn чёрного цвета с чёрной чертой (см. псиломелан). Происхождение. Гидротермальное. Коры выветривания – развивается по марганецсодержащим породам и бедным марганцевым рудам. Осадочное – в прибрежно-морской обстановке при коагуляции коллоидных растворов, выносящихся речными водами. Гидротермально-осадочное – на дне современных океанов в виде железо-марганцевых конкреций.
Пиролюзит входит в состав почв. Совместно с оксидами железа слагает округлые новообразования подзолистых горизонтов почв – рудяковые бобовины.
Псиломелан – (Mn4+, Mn2+)5O10(Ba,H2O) 2. Кристаллы образует редко. Зёрна мелкие неправильной формы. Агрегаты сплошные мелко- и скрытозернистые, натёчные, гроздевидные и почковидные, оолиты, землистые массы, дендриты. Цвет: железно-чёрный до тёмного стально-серого, иногда буровато-чёрный. Цвет черты: блестящий чёрный, буровато-чёрный. Блеск: полуметаллический, у землистых масс – матовый. Спайность: отсутствует. Твёрдость: 5–6, у землистых масс падает до 1–2. Прочие свойства: плотность 4,7–4,8 г/см3, хрупкий, землистые массы пачкают руки, немагнитен, растворяется в соляной кислоте с выделением Cl2, а также в серной, лимонной и щавелевой кислотах; при кипячении в H2SO4 (1:1) окрашивает раствор в розовый или розовато-фиолетовый цвет (реакция Фаддеева). Диагностические признаки: чёрный цвет, чёрная черта, особые агрегаты, в зернистых массах от магнетита отличается отсутствием магнитности; в скрытозернистых, порошковатых, натёчных, оолитовых агрегатах надёжно отличается от пиролюзита только по реакции Фаддеева. Происхождение: смотри «пиролюзит».
Кварц
– SiO2.
Кристаллы удлиненные сложной формы,
основой которой является шестигранная
призма с горизонтальной штриховкой на
поверхности граней. Головка кристалла
представлена двумя ромбоэдрами (рис.
4). Зерна неправильные, близкие к
изометричным. Кварц встречается в виде
сплошных зернистых и вкрапленных
агрегатов, в пустотах возникают друзы
(см. рис. 2.4, а). Кварц является вторым,
после полевых шпатов, по распространённости
минералом земной коры. Он является
породообразующим минералом многих
магматических, осадочных и метаморфических
пород. Цвет:
разнообразный – бесцветный
водяно-прозрачный, молочно-белый, серый,
чёрный, зелёный, фиолетовый, жёлтый,
красный и т.д. В горных породах кварц
обычно серый, светло-серый, реже бесцветный
прозрачный или полупрозрачный; жильный
кварц – молочно-белый. Цвет
черты:
белый. Блеск:
на гранях кристаллов стеклянный, в
изломе жирный. Спайность:
отсутс
твует.
Твёрдость:
7 (эталон шкалы твёрдости Мооса). Прочие
свойства:
плотность 2,65 г/см3,
обладает пьезоэлектрическими свойствами,
пропускает ультрафиолетовые лучи.
Диагностические
признаки:
форма кристаллов, стеклянный или жирный
блеск, высокая твёрдость (царапает
стекло), отсутствие спайности. Кварц
часто встречается с похожими на него
полевыми шпатами в метаморфических и
светлоокрашенных м
Рис. 4. Кристалл
кварца с
характерной горизонтальной штриховкой
на гранях призмы
Кварц в виде обломочных зёрен входит в состав почв.
Х
алцедон
– SiO2.
Это морфологическая тонковолокнистая
скрытокристаллическая разновидность
кварца.
Встречается в виде сплошных однородных
скрытокристаллических масс, прожилок,
корок, желваков, концентрически-слоистых
агрегатов, часто с гроздевидной
поверхностью (см. рис. 2.4 д). Цвет
разнообразный. Обычно серый,
голубовато-серый, желтовато-серый,
встречается м
Рис. 5. Агат –
полосчато-окрашенная разновидность
халцедона
Опал – SiO2 nH2O. Это твёрдый гидрогель кремнезёма переменного состава. Аморфен или состоит из плотноупакованных глобул кремнезёма размером от 150 до 400 нм. В пространстве между глобулами в различных количествах адсорбируется вода. Опал никогда не образует кристаллов и не имеет спайности. Опал наблюдается в плотных клее- и стеклообразных массах, жилах, корках, желваках, натёчных, иногда землистых агрегатах. Опал слагает твёрдые ткани многих примитивных морских организмов (диатомовых водорослей, радиолярий, жгутиковых, стеклянных губок и т.д.). Часто отмечаются псевдоморфозы опала по органическим остаткам (по дереву, раковинам моллюсков и т.д.). Опал образует кремнистые цементы обломочных пород. Цвет: молочно-белый, серый, зелёный разных оттенков, жёлтый, оранжево-красный, красно-бурый, коричневый до чёрного, иногда бесцветный водяно-прозрачный. Благородные опалы обладают радужной опалесценцией. Цвет черты: белый до слабоокрашенного (у цветных разновидностей опала). Блеск: восковый до матового, иногда стеклянный (гиалин), перламутровый. Твёрдость: 5–5,5. Прочие свойства: плотность 1,8–2,5 г/см3, очень хрупкий, имеет раковистый излом, растрескивается при дегидратации, иногда липнет к языку. Непрозрачен, просвечивает по краям. Благородный опал – полупрозрачен. Диагностические признаки: форма агрегатов, блеск. От похожего халцедона отличается большей хрупкостью и меньшей твёрдостью – опал не царапает или слабо царапает стекло. Происхождение. Гидротермальное низкотемпературное – выполняет пустоты эффузивных пород, а также опал кристаллизуется из гейзерных вод в зонах современного вулканизма (кремнистый туф, гейзерит). В корах выветривания – при разложении силикатов. Биогенное – в результате накопления кремниевых скелетов и панцирей водных организмов (диатомит, трепел, радиолярит). Осадочное – в прибрежных зонах морских бассейнов.
Накапливается в подзолистом слое почв в результате химического разложения первичных минералов органическими кислотами.
Лимонит (син.: бурый железняк). Лимонит не является самостоятельным минеральным видом, а представляет собой смесь гидроксидов железа (гётита -FeO(OH), гидрогётита -FeO(OH)nH2O, лепидокрокита -FeO(OH), гидролепидокрокита -FeO(OH)nH2O). Часто лимонит загрязнен гидроксидами Al, Mn, кремнезёма, глинистыми минералами. Лимонит образует тонкодисперсные землистые, натёчные почковидные и сталактитообразные агрегаты, оолиты, желваки, жеоды, пористые, ноздревидные, шлаковидные массы, псевдоморфозы по пириту, гематиту и др. минералам, натёки в почвах. Цвет: ржаво-жёлтый, жёлто-бурый, тёмно-бурый до чёрного. Цвет черты: желтовато-бурый, охристо-желтый. Блеск: матовый до полуметаллического (у натёчных агрегатов), иногда стеклянный. Спайность: отсутствует. Твёрдость: 4,5–5 до 1 у землистых агрегатов. Прочие свойства: плотность 2,7–4,2 г/см3, медленно растворяется в HCl. Диагностические признаки: агрегаты, цвет, цвет черты. Происхождение экзогенное в поверхностных и приповерхностных условиях. В коре выветривания пород, сложенных железосодержащими минералами. В зоне окисления сульфидных месторождений образуются скопления лимонита – «железные шляпы». Осадочное химическое – в прибрежной зоне морей и крупных озёр. Осадочное биохимическое – в болотных условиях.
Лимонит и отдельные слагающие его гидроксиды Fe входят в состав почв, где совместно с соединениями Mn и Si образуют включения в виде округлых бобовин и примазок.
Гиббсит (син.: гидраргиллит) – Al(OH)3. Кристаллы редки: шестиугольные таблитчатые или короткостолбчатые. Зёрна уплощённые. Гиббсит образует тонкочешуйчатые, скрытозернистые, натёчные, оолитовые агрегаты, землистые или фарфоровидные массы. Редко формируются яснокристаллические пластинчато-зернистые агрегаты. Цвет: в яснокристаллических агрегатах гиббсит бесцветный водяно-прозрачный; в скрытозернистых агрегатах – белый, сероватый, розоватый, зеленоватый. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный, на плоскостях спайности – перламутровый, в скрытозернистых массах – тусклый. Спайность: весьма совершенная в одном направлении (слюдоподобная). Твёрдость: 2,5–3,5. Прочие свойства: плотность 2,4 г/см3, хрупкий, кристаллы прозрачные. Диагностические признаки: светлые тона окраски, весьма совершенная спайность, стеклянный блеск, невысокая плотность. От похожего диаспора отличается низкой твёрдостью (у диаспора 6–7). От мусковита – более низкой плотностью. В бокситах гиббсит неотличим от бёмита, с которым образует тонкокристаллические смеси. Гиббсит надёжно диагностируется только специальными исследованиями. Происхождение в основном экзогенное. В корах выветривания – в условиях жаркого влажного климата при выветривании алюмосиликатных минералов в составе латеритов и бокситов. Осадочное – при переотложении продуктов кор выветривания в озёрной или прибрежно-морской обстановке. Гидротермальное низкотемпературное (редко).
Гиббсит входит в состав почв.
Бёмит – -AlO(OH). Кристаллы образует редко: пластинчатого или чечевицеобразного облика. Зёрна уплощённые. Обычен в скрытозернистых, землистых, фарфоровидных агрегатах. Цвет: бесцветный водяно-прозрачный, белый, желтоватый, розовый. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный, на плоскостях спайности – перламутровый. Спайность: совершенная в одном направлении. Твёрдость: 3,5. Прочие свойства: плотность 3,1 г/см3, хрупок, в кристаллах прозрачен. Диагностические признаки. Макроскопически трудно отличим от гиббсита, с которым часто образует тесные смеси в бокситах. Отличия можно выявить только в яснокристаллических выделениях либо специальными методами. От диаспора бёмит отличается меньшей твёрдостью. Происхождение: смотри «гиббсит».
Диаспор – -AlO(OH). Кристаллы пластинчатого, таблитчатого, столбчатого облика. Зёрна уплощённой формы. Слагает листоватые, тонкочешуйчатые зернистые агрегаты, скрытокристаллические массы в бокситах, натёчные образования. Цвет: белый, светло-серый, светло-фиолетовый, желтовато-бурый, красновато-коричневый, зеленовато-серый. Цвет черты: белый. Блеск: стеклянный, на плоскостях спайности – перламутровый, в срытозернистых агрегатах – матовый. Спайность: совершенная. Твёрдость: 6,5–7. Прочие свойства: плотность 3,4 г/см3, хрупок, в кристаллах прозрачен, нерастворим в кислотах. Диагностические признаки: форма кристаллов, листоватые и чешуйчатые агрегаты, высокая твёрдость. В тонкодисперсных агрегатах надёжно диагностируется только специальными методами. Происхождение. Экзогенное – в коре выветривания при разрушении алюмосиликатных пород, при этом диаспор входит в состав бокситов. Метаморфическое – в кристаллических сланцах. Контактово-метасоматическое и гидротермальное (редко).