Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Практикум по Общ.геол.doc
Скачиваний:
48
Добавлен:
21.04.2017
Размер:
217.6 Кб
Скачать

Лабораторные и контролируемые самостоятельные занятия по «Общей геологии»

Программа лабораторных и контролируемых самостоятельных занятий по курсу общей геологии включает в себя макроскопическое определение минералов (около 40 из них), горных пород (требующее знания порядка 30 магматических, 50 осадочных и 15 метаморфических), а также приобретение навыков работы с горным компасом и геологической картой, освоение методики построения геологических разрезов. Определяющее значение в изучении данных тем принадлежит самостоятельной работе студентов, поскольку количество учебных часов, отводимых планом, является недостаточным для полноценного усвоения информации.

Учебная практика, проводимая на геостанции "Западная Березина", ставит целью закрепление и систематизацию знаний, полученных во время аудиторных занятий. Здесь студенты приобретают навыки полевых геологических наблюдений, камеральной обработки собранных материалов и оформления документации.

В пособии даются методические рекомендации по основным разделам лабораторных и практических работ, проводимых как в аудиторных, так и полевых условиях.

1. Определение минералов

Цели практического занятия:

  1. Освоить методику макроскопического определения минералов.

  2. Научиться визуально определять минералы в отдельном образце и в составе горной породы.

1. 1. Общие сведения о минералах

Земная кора состоит из горных пород и минералов. Минералы– это химические соединения или самородные элементы, возникшие в результате природных физико-химических процессов, происходящих в глуби земной коры или на ее поверхности. Минералы встречаются в трех агрегатных состояниях: твердом (кварц, полевой шпат, магнетит), жидком (нефть, вода) и газообразном (горючие газы, сероводород). Твердые минералы подразделяются на кристаллические и аморфные. В кристаллических минералах атомы располагаются в строго определенном для данного вещества порядке и образуют структурную решетку, тогда как в аморфных минералах кристаллическая решетка отсутствует – атомы распределяются беспорядочно. Размеры кристаллов могут варьировать в очень широких пределах – от нескольких метров до сотых долей миллиметра.

Кристаллы минералов имеют различную форму, для характеристики которой используют понятие сингонии. Сингониейназывают совокупность элементов симметрии кристаллов. Главными элементами симметрии являются центр, ось и плоскость симметрии. Таким образом, в зависимости от пространственного расположения атомов, слагающих кристаллическую решетку, минеральные кристаллы подразделяются на семь групп (или классов) сингоний: кубическую, гексагональную, тригональную, тетрагональную, ромбическую, моноклинную и триклинную. Соответственно сингонии, кристаллы могут иметь форму куба (галит), октаэдра (магнетит), ромбоэдра (кальцит), ромбододекаэдра (гранаты) и проч.(рис.1-4).

В природе твердые минералы встречаются в виде отдельных кристаллов, сростков кристаллов (двойники, тройники), образуют небольшие скопления или крупные сплошные массы, а также налеты, корочки, желваки, натеки. Минеральными агрегатаминазывают скопления минеральных зерен. Минеральные агрегаты, сложенные микроскопическими по размеру кристаллами, называютскрытокристаллическими(халцедон). Внешняя форма минералов и их скоплений имеет диагностическое значение – нередко она помогает определять название минерала, условия его образования и проч. Характерная для кристаллов форма (или сочетание форм) получила названиегабитус(облик кристалла). Габитус кристаллов и агрегатов может быть разным:

  • таблитчатый (плоские и широкие кристаллы);

  • пластинчатый (длинные пластинчатовидные кристаллы);

  • столбчатый (параллельные столбовидные кристаллы);

  • игольчатый;

  • волосовидный;

  • дендритовый, шаровидный и другой (см. ниже).

Часто в полостях горных пород можно встретить друзы– сростки более или менее правильных кристаллов, приросших основанием (площадкой) к породе (рис.5). Если в друзе кристаллы параллельны, примерно равновелики и соприкасаются боковыми гранями, такая форма называетсящеткой. Многие кристаллические минералы образуютдендриты– сложные неправильные формы, напоминающие ветвящиеся сростки мха или папоротника. Иногда минералы почти целиком заполняют небольшие пустоты, образуяшаровидныеформы: секреции и конкреции (рис. 6).Секреции, рост которых идет от стенок полости к центру, имеют обычно концентрическое строение – имеют облик вложенных друг в друга сфер.Конкреции, растущие от центра к периферии, отличаются радиально-лучистым строением. Мелкие секреции в изверженных породах называютсяминдалинами(по сходству с формой зерен миндаля). По своему строению с конкрециями сходныоолиты– мелкие (до 10 мм в диаметре) шаровидные образования концентрического строения.Натечныеформы имеют вид сосулек (сталактиты, сталагмиты), почек, гроздей, жил, гнезд.

В настоящее время известно около 3 000 различных минералов, отличающихся друг от друга химическим составом и физическими свойствами. Некоторые из них (кварц, ортоклаз, кальцит) распространены широко, другие (вольфрамит, халькозин) встречаются редко, хотя иногда также образуют крупные месторождения и имеют большое практическое значение. Существенную роль в сложении горных пород играют только около 50 минералов, которые называют породообразующими. Минералы, являющиеся главной составной частью полезных ископаемых, называютсярудообразующими.

Для удобства изучения минералов разработаны классификации, которые основываются на их химическом составе и кристаллической структуре. Важнейшими химическими классами минералов являются следующие: самородные элементы, сульфиды, окислы и гидроокислы, галоиды, карбонаты, сульфаты, фосфаты, силикаты. Из всех известных названий минералов около 34 % составляют силикаты, 2,5 % – окислы и гидроокислы, 2,0 % – сульфиды; на долю остальных минералов приходится до 21 %.

По условиям образования (генезису) все минералы разделяются на экзогенные и эндогенные.

Экзогенные(гипергенные) минералы образуются за счет внешних энергетических источников, из которых главным является Солнце. Гипергенные минералы возникают в результате процессов химического и биохимического выветривания. Эти процессы протекают на дневной поверхности или на небольших глубинах в земной коре. Крупнейшие объемы гипергенных минералов накапливаются в низших точках земной поверхности (на дне морей, болот, озер, лагун и проч.).

Эндогенныеминералы образуются за счет внутренней энергии Земли. Соответственно происхождению и составу исходного вещества, из которого возникли минералы, выделяют следующие типы минералообразования: магматический, пневматолитово-гидротермальный и метаморфический.Магматическийтип минералообразования связан с кристаллизацией магматического расплава (как в глуби Земли, так и на поверхности). При этом минералы кристаллизуются в строгой последовательности (соответственно ряду Боуэна). Разновидностью магматического типа являетсяпегматитовый, присущий самым легким и подвижным фракциям магматического расплава.Пневматолитово-гидротермальныйтип заключается в кристаллизации вещества, выделившегося из магматических паров (газовых возгонов) и растворов (гидротерм).Метаморфическийтип минералообразования протекает почти исключительно в глуби планеты. Он заключается в глубоком преобразовании ранее возникших минералов. Главными факторами метаморфизма выступают высокие температуры и давление, а также воздействие магматических флюидов (паров и растворов). В результате метаморфизма изменяется химический состав минералов, перестраивается их кристаллическая решетка.

В природе минералы обычно образуют различные комплексы или минеральные ассоциации. Совместное нахождение минералов в природе называют парагенезисом. Например, пирит, халькопирит, галенит, сфалерит и другие сульфиды часто встречаются вместе и образуют одну ассоциацию. В пегматитовых жилах нередко можно встретить горный хрусталь, топаз, аквамарин (берилл), турмалин и другие минералы.