Введение, физические свойства минералов, реальные кристаллы и их агрегаты

Целью практических занятий по минералогии является наработка навыков узнавания или визуальной диагностики минералов. Эти навыки необходимы каждому геологу, особенно в полевых условиях при проведении поисковых работ на различные виды полезных ископаемых, при геологической съемке, при специальных петрографических и минералогических исследованиях. До сих пор для определения минералов, горных пород и полезных ископаемых основными инструментами геолога в экспедиции являются его глаза, мозг и та сумма знаний и практических навыков, которые были усвоены во время обучения. Весьма незначительным дополнением к этому служат лупа и лезвие ножа (3500-4000). Знание минералов можно приобрести лишь в процессе их практического изучения, работая со специально подобранными коллекциями (так называемыми эталонами) и с рабочими коллекциями, в которых образцы уже не снабжены этикетками и нужно самому определить с чем имеешь дело. Поэтому помимо занятий с преподавателем большое значение имеет самостоятельная работа с коллекциями вне учебного времени.

Минералами называют химически и физически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов (Кононов, Миловский).

С физической точки зрения минералы представляют собой конечные по своим размерам кристаллические тела, которые называются минеральными индивидами. Минеральные индивиды различаются по своей морфологии, свойствам, особенностям химического состава и кристаллической структуры. В то же время, среди всего разнообразия минеральных индивидов можно выделить отдельные и вполне определенные их группы, обладающие рядом общих признаков. Минеральным видом назовем природное химическое соединение, характеризующееся специфическим составом (и пределами его вариаций) и определенной кристаллической структурой. В практической минералогии мы, как правило, имеем дело с минеральными индивидами или их агрегатами.

Идентификация минерала при внешнем осмотре образца – в такой же мере искусство, как и наука. В одних случаях, распознать минерал можно сразу, а в других это может потребовать тщательных и иногда продолжительных исследований.

Прежде всего, это зависит от индивидуальности минерала, качества образца, а также от знаний, умения и опыта исследователя. Опытный минералог или коллекционер с легкостью, с первого взгляда узнает не снабженный этикеткой образец или после проведения одного-двух простейших испытаний. Причина столь легкого определения минерала проста и кроется в очень большом числе просмотренных ранее образцов. Благодаря этому опытный специалист может подсознательно просуммировать все характерные признаки определяемого образца и сравнить их с запечатленной ранее в памяти картиной многочисленных просмотренных образцов. Внимательный осмотр нескольких различных образцов одного и того же минерального вида позволяет выявить свойства, наиболее ценные для его диагностики. Поэтому для тренировки минералогической памяти необходимо как можно чаще просматривать минералы в коллекциях, как эталонных (с этикетками), так и без них, в развале.

Минеральные индивиды в виде единичных кристаллов редко встречаются в природе. Чаще они образуют полиминиральные срастания или агрегаты. Морфология минералов, их облик характеризуется прежде всего степенью изометричности и выражается в различном соотношении их длины, ширины и толщины. В зависимости от этого выделяют морфологические типы и разновидности минералов. Изометричные минеральные зерна имеют одинаковые размеры во всех трех направлениях. Изометричны, например, зерна алмаза, граната, магнетита, сфалерита, пирита. Если минеральные зерна не имеют огранки, то их форма близка к шаровидной. Обычно изометричные неограненные зерна минералов, таких как кварц, полевые шпаты, оливин, кальцит, слагают различные горные породы.

У минералов удлиненного типа значительно преобладает длина над толщиной и шириной. Среди них встречаются столбчатые, игольчатые, волокнистые, нитевидные разновидности. Примером удлиненных минералов могут служить турмалин, берилл, хризотил-асбест, гипс-селенит. Уплощенные минералы отличаются тем, что их толщина меньше ширины. Они представлены таблитчатыми, тонкотаблитчатыми, листоватыми и тонко-чешуйчатыми разновидностями. Уплощенный вид и его разновидности имеют ильменит, гематит, биотит, хлорит. К промежуточным удлиненно-уплощенным разновидностям принадлежат барит, гипс; к уплощенно-удлиненным – кианит. Ограненные минеральные индивиды правильной формы называются идиоморфными, как правило, идиоморфны кристаллы алмаза, кварца, магнетита, циркона. Неограненные или частично ограненные минеральные индивиды имеют неправильную форму или повторяют очертания других индвидов, с которыми находятся в срастаниях и называются ксеноморфными (греч. «ксенос» - чуждый). Многие минералы изверженных пород ксеноморфны.

Морфология минералов во многом предопределяется особенностями их кристаллической структуры. Например, минералы с цепочечным и ленточным структурным мотивом часто встречаются в виде удлиненных выделений, а со слоистым мотивом – в виде уплощенных или листоватых индивидов. Минералы с плотнейшей кубической упаковкой атомов обычно изометричны, а с гексагональной – уплощены или удлинены.

Составляя таблицы морфологических типов, мы имели в виду частично ограненные или неограненные, т.е. ксеноморфные минеральные индивиды. Внешний облик ограненных минералов называется габитусом.

Габитус минералов определяется степенью развития, или преобладанием граней соответствующих простых форм.

1. Моноэдр (простая форма, состоящая из одной грани)

2. Диэдр (форма, состоящая из двух равных и пересекающихся между собой граней)

3. Пинакоид (форма, состоящая из двух равных и параллельных друг другу граней)

4. Призма (собирательное название для форм, в которых все равные грани пересекаются в параллельных ребрах).

Внешний облик ограненных минералов называют габитусом. Он определяется преобладанием граней тех или иных простых форм. Он может быть кубическим, октаэдрическим, тетраэдрическим, призматическим, дипирамидальным и т.д. Кубический габитус имеют флюорит, пирит; октаэдрический – алмаз, магнетит; призматический – диопсид, апатит, берилл; дипирамидальный – циркон.

Итак, минеральные индивиды (мы будем называть их просто минералами) различаются по своей внешней форме, физическим свойствам, химическому составу и кристаллической структуре.

Мы не можем визуально, глазами, определить химический состав минералов и кристаллическую структуру. Поэтому на практических занятиях наиболее важными для нас является внешняя форма минералов и их физические свойства.

Для определения или диагностики минералов используется комплекс признаков:

1 группа признаков – внешняя форма

2 группа признаков – физические свойства.

1. Внешняя форма минералов = морфология.

1) кристаллы (изоморфная)

2) зерна или выделения неправильной формы (ксеноморфная)

Кристаллические вещества, к которым относятся минералы, обладают способностью самоограняться. При свободном росте из растворов минералы ограничиваются плоскими гранями и прямыми ребрами, принимая форму многогранников. Таким образом, элементами огранения кристаллов являются грани, ребра и вершины. Грани отвечают плоским сеткам атомов в кристаллической решетке, ребра – рядам, вершины – узлам минералов. Любая плоская сетка в кристаллической структуре минерала является его возможной гранью, но на реальных кристаллах, как правило, развито ограниченное число граней. Эти грани соответствуют плоским сеткам наиболее плотно заселенным атомам, т.е. сеткам с большой ретикулярной плотностью.

Таким образом, естественная форма и огранка кристаллов зависят от их кристаллической структуры. Каждая грань отвечает плоской сетке, а внешняя симметрия кристалла соответствует симметрии его кристаллической структуры.

На хорошо ограненных кристаллах закономерно повторяются одинаковые грани. На одних кристаллах это грани только одного вида или сорта – например, грани гексаэдра (куба), на других – грани двух видов (например, призмы и пинакоида), трех и более видов. При этом одинаковые грани соответствуют одинаковым плоским сеткам в структуре минерала.

Совокупность граней кристалла, отвечающих одинаковым плоским сеткам, называется простой кристаллической формой.

На идеально развитом кристалле все грани одной и той же простой кристаллографической формы одинаковы по размерам и связаны друг с другом элементами симметрии.

Чаще всего кристаллы огранены комбинацией нескольких простых кристаллографических форм.

Доказано, что в мире кристаллов число простых форм ограничено. Всего их 47. Напомню, какие простые кристаллографические формы существуют.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 686; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!